O princípio de funcionamento de uma bomba de calor. Bombas de calor para uso doméstico: características da tecnologia, âmbito de aplicação e custo do equipamento O que são bombas de calor para aquecimento

Uma bomba de calor é um dispositivo universal que combina funcionalmente as características de um ar condicionado, esquentador e caldeira de aquecimento. Este dispositivo não utiliza combustível convencional, necessita de fontes renováveis ​​de ambiente– energia do ar, solo, água.

Portanto, uma bomba de calor é hoje a unidade com melhor custo-benefício, pois seu funcionamento não depende do custo do combustível, e também é ecologicamente correta, já que a fonte de calor não é a eletricidade ou os produtos da combustão, mas sim fontes naturais de calor.

Para entender melhor como funciona uma bomba de calor para aquecimento de uma casa, vale lembrar o princípio de funcionamento de uma geladeira. Aqui a substância de trabalho evapora, liberando frio. Na bomba, ao contrário, condensa e produz calor.

Princípio de funcionamento de uma bomba de calor

Todo o processo do sistema é apresentado na forma de um ciclo de Carnot - em homenagem ao inventor. Pode ser descrito da seguinte forma. O refrigerante passa pelo circuito de trabalho - ar, terra, água e suas combinações , de onde é enviado para o 1º trocador de calor - a câmara de evaporação. Aqui transfere o calor acumulado para o refrigerante que circula no circuito interno da bomba.

Princípio de funcionamento de uma bomba de calor para aquecimento doméstico

O refrigerante líquido entra na câmara de evaporação, onde a baixa pressão e temperatura (5 0 C) o transformam em estado gasoso. A próxima etapa é a transferência do gás para o compressor e sua compressão. Como resultado, a temperatura do gás aumenta acentuadamente, o gás passa para o condensador, aqui troca calor com o sistema de aquecimento. O gás resfriado se transforma em líquido e o ciclo se repete.

Vantagens e desvantagens das bombas de calor

O funcionamento das bombas de calor para aquecimento de uma casa pode ser controlado por meio de termostatos especialmente instalados. A bomba liga automaticamente quando a temperatura média cai abaixo de um valor definido e desliga se a temperatura excede um ponto definido. Assim, o aparelho mantém uma temperatura constante no ambiente - essa é uma das vantagens dos aparelhos.

As vantagens do aparelho são a eficiência - a bomba consome pouca energia elétrica e o respeito ao meio ambiente, ou seja, segurança absoluta para o meio ambiente. Principais vantagens do dispositivo:

• Confiabilidade. A vida útil ultrapassa 15 anos, todas as partes do sistema têm uma vida útil elevada, as flutuações de energia não prejudicam o sistema.
• Segurança. Não há fuligem, exaustão, chama aberta, vazamento de gás está excluído.
• Conforto. O funcionamento da bomba é silencioso, o aconchego e o conforto da casa ajudam a criar climatização e sistema automático, cujo funcionamento depende das condições climáticas.
• Flexibilidade. O aparelho possui um design moderno e elegante e pode ser combinado com qualquer sistema de aquecimento doméstico.
• Versatilidade. Utilizado na construção privada e civil. Porque tem uma ampla faixa de potência. Devido a isso, pode fornecer calor a salas de qualquer tamanho - desde casa pequena para a cabana.

A complexa estrutura da bomba determina sua principal desvantagem - o alto custo do equipamento e sua instalação. Para instalar o dispositivo é necessário realizar escavações em grandes volumes.

Bombas de calor - classificação

O funcionamento de uma bomba de calor para aquecimento de uma casa é possível numa ampla faixa de temperatura - de -30 a +35 graus Celsius. Os dispositivos mais comuns são absorção (transferência de calor através de sua fonte) e compressão (circulação fluido de trabalho ocorre devido à eletricidade). Os dispositivos de absorção são os mais econômicos, mas são mais caros e possuem um design complexo.

Classificação das bombas por tipo de fonte de calor:

1. Geotérmico. Eles tiram o calor da água ou da terra.
2. Aerotransportado. Eles retiram o calor do ar atmosférico.
3. Calor secundário. Eles retiram o chamado calor industrial – gerado durante a produção, aquecimento e outros processos industriais.

O refrigerante pode ser:

• Água de reservatório artificial ou natural, águas subterrâneas.
• Preparação.
• Massas de ar.
• Combinações das mídias acima.

Bomba geotérmica - princípios de projeto e operação

Uma bomba geotérmica para aquecimento de uma casa utiliza o calor do solo, que seleciona com sondas verticais ou coletor horizontal. As sondas são colocadas a uma profundidade de até 70 metros, a sonda está localizada a uma curta distância da superfície. Este tipo de dispositivo é o mais eficaz porque a fonte de calor tem uma temperatura bastante elevada e constante durante todo o ano. Portanto, é necessário gastar menos energia para transportar calor.

Esses equipamentos exigem altos custos de instalação. O custo de perfuração de poços é alto. Além disso, a área destinada ao coletor deve ser várias vezes maior que a área da casa ou chalé aquecido. Importante lembrar: O terreno onde está localizado o coletor não pode ser utilizado para plantio de hortaliças ou árvores frutiferas– as raízes das plantas ficarão super-resfriadas.

Usando água como fonte de calor

Um corpo de água é uma fonte de grandes quantidades de calor. Para a bomba, você pode usar reservatórios não congelantes de 3 metros de profundidade ou águas subterrâneas em alto nível. O sistema pode ser implementado da seguinte forma: o tubo do trocador de calor, carregado com uma carga de 5 kg por 1 metro linear, é colocado no fundo do reservatório. O comprimento do tubo depende da metragem da casa. Para uma sala de 100 m². O comprimento ideal do tubo é de 300 metros.

Em caso de uso lençóis freáticosé necessário perfurar dois poços, localizados um após o outro em direção ao lençol freático. Uma bomba é colocada no primeiro poço, fornecendo água ao trocador de calor. A água resfriada flui para o segundo poço. Este é o chamado circuito aberto de coleta de calor. Sua principal desvantagem é que o nível das águas subterrâneas é instável e pode variar significativamente.

O ar é a fonte de calor mais acessível

Ao usar o ar como fonte de calor, o trocador de calor é um radiador, soprado à força por um ventilador. Se uma bomba de calor for utilizada para aquecer uma casa através de um sistema ar-água, o utilizador recebe os seguintes benefícios:

• Possibilidade de aquecer toda a casa. A água, atuando como refrigerante, é distribuída através de aparelhos de aquecimento.
• No custos mínimos eletricidade - a capacidade de fornecer água quente aos residentes. Isso é possível devido à presença de um trocador de calor adicional com isolamento térmico e tanque de armazenamento.
• Bombas de tipo semelhante podem ser usadas para aquecer água em piscinas.

Se a bomba funcionar num sistema ar-ar, o refrigerante não é utilizado para aquecer a divisão. O aquecimento é realizado utilizando a energia térmica recebida. Um exemplo da implementação de tal esquema seria um ar condicionado convencional configurado para modo de aquecimento. Hoje, todos os dispositivos que utilizam ar como fonte de calor são baseados em inversores. Neles, a corrente alternada é convertida em corrente contínua, proporcionando controle flexível do compressor e seu funcionamento sem paradas. E isso aumenta o recurso do aparelho.

Bomba de calor - um sistema alternativo de aquecimento doméstico

As bombas de calor são uma alternativa aos sistemas de aquecimento modernos. Eles são econômicos, ecológicos e seguros de usar. Porém, o alto custo trabalho de instalação e os equipamentos hoje não permitem o uso de dispositivos em todos os lugares. Agora você sabe como funciona uma bomba de calor para aquecer uma casa e, depois de calcular todos os prós e contras, pode decidir se deseja instalá-la.

Tendo refrigeradores e condicionadores de ar em casa, poucas pessoas sabem que neles está implementado o princípio de funcionamento de uma bomba de calor.

Cerca de 80% da energia produzida por uma bomba de calor provém do calor ambiente sob a forma de radiação solar difusa. É esta bomba que simplesmente “bombeia” da rua para dentro de casa. O funcionamento de uma bomba de calor é semelhante ao princípio de funcionamento de um refrigerador, apenas a direção da transferência de calor é diferente.

Simplificando…

Para esfriar a garrafa água mineral, Você coloca na geladeira. A geladeira deve “tirar” parte da energia térmica da garrafa e, de acordo com a lei da conservação da energia, movê-la para algum lugar e doá-la. A geladeira transfere calor para um radiador, geralmente localizado na parede traseira. Ao mesmo tempo, o radiador aquece, liberando seu calor para o ambiente. Na verdade, aquece a sala. Isso é especialmente perceptível em pequenos minimercados no verão, quando várias geladeiras estão ligadas na sala.

Convidamos você a sonhar com sua imaginação. Suponhamos que colocaremos constantemente objetos quentes na geladeira e, ao resfriá-los, aqueceremos o ar do ambiente. Vamos aos “extremos”... Vamos colocar o refrigerador na abertura da janela com a porta do “freezer” aberta voltada para fora. O radiador da geladeira ficará localizado dentro de casa. Durante o funcionamento, o refrigerador resfria o ar externo, transferindo o calor “captado” para o ambiente. É assim que funciona uma bomba de calor, retirando o calor disperso do ambiente e transferindo-o para o ambiente.

Onde a bomba obtém calor?

O princípio de funcionamento de uma bomba de calor baseia-se na “exploração” de fontes naturais de calor de baixo potencial do ambiente.

Eles podem ser:

• apenas fora do ar;
• calor dos corpos d'água (lagos, mares, rios);
• calor do solo, águas subterrâneas (térmicas e artesianas).

Como funciona uma bomba de calor e o sistema de aquecimento que a acompanha?

A bomba de calor está integrada no sistema de aquecimento, que é composto por 2 circuitos + um terceiro circuito - o próprio sistema da bomba. Um refrigerante não congelante circula ao longo do circuito externo, que absorve o calor do espaço circundante.

Ao entrar na bomba de calor, ou mais precisamente no seu evaporador, o refrigerante liberta uma média de 4 a 7 °C para o refrigerante da bomba de calor. E seu ponto de ebulição é -10°C. Como resultado, o refrigerante ferve e depois se transforma em estado gasoso. O refrigerante do circuito externo, já resfriado, segue para a próxima “volta” do sistema para ajustar a temperatura.

O circuito funcional da bomba de calor inclui:

• evaporador;
• compressor (elétrico);
• capilar;
• capacitor;
• refrigerante;
• dispositivo de controle termostático.

O processo é mais ou menos assim!

O refrigerante que “ferveu” no evaporador é fornecido através de uma tubulação a um compressor alimentado por eletricidade. Este "trabalhador" comprime o refrigerante gasoso para alta pressão, o que, consequentemente, leva a um aumento na sua temperatura.

O gás agora quente entra em outro trocador de calor, chamado condensador. Aqui, o calor do refrigerante é transferido para o ar ambiente ou refrigerante, que circula pelo circuito interno do sistema de aquecimento.

O refrigerante esfria enquanto se transforma simultaneamente em líquido. Em seguida, passa pela válvula redutora de pressão capilar, onde “perde” pressão e retorna ao evaporador.

O ciclo está fechado e pronto para repetir!

Cálculo aproximado da capacidade de aquecimento da instalação

Dentro de uma hora, até 2,5-3 m 3 de refrigerante flui através do coletor externo através da bomba, que a terra pode aquecer em ∆t = 5-7 °C.

Para calcular a potência térmica de tal circuito, use a fórmula:

Q = (T_1 - T_2)*V_calor

V_heat - vazão volumétrica de refrigerante por hora (m^3/hora);

T_1 - T_2 - diferença de temperatura entre entrada e entrada (°C).

Tipos de bombas de calor

Com base no tipo de calor dissipado utilizado, existem: bombas de calor:

• águas subterrâneas (use contornos de solo fechados ou sondas geotérmicas profundas e sistema de água aquecedor de ambiente);
• água-água (utilizam poços abertos para captação e descarte de água subterrânea - o contorno externo não é circular, sistema interno aquecimento - água);
• água-ar (utilização de circuitos externos de água e sistema de aquecimento do tipo ar);
• (aproveitamento do calor dissipado das massas de ar externas completo com sistema de aquecimento do ar da casa).

Vantagens e benefícios das bombas de calor

Custo-beneficio. O princípio de funcionamento de uma bomba de calor não se baseia na produção, mas sim na transferência (transporte) de energia térmica, pelo que se pode argumentar que o seu rendimento é superior a um. Que absurdo? - você diz. O tópico bombas de calor inclui um valor - o coeficiente de conversão de calor (HCT). É por este parâmetro que unidades de tipos semelhantes são comparadas entre si. Seu significado físico é mostrar a relação entre a quantidade de calor recebida e a quantidade de energia despendida para isso. Por exemplo, com KPT = 4,8, o 1 kW de eletricidade gasto pela bomba nos permitirá obter 4,8 kW de calor gratuitamente, ou seja, gratuitamente da natureza.

Onipresença universal de aplicação. Mesmo na ausência de linhas de energia acessíveis, o compressor da bomba de calor pode ser alimentado por um motor diesel. E o calor “natural” está disponível em todos os cantos do planeta - a bomba de calor não permanecerá “faminta”.

Uso ecologicamente correto. Não existem produtos de combustão na bomba de calor e o seu baixo consumo de energia “opera” menos as centrais eléctricas, reduzindo indirectamente as emissões nocivas das mesmas. O refrigerante utilizado nas bombas de calor é amigo do ozono e não contém clorocarbonos.

Modo de operação bidirecional. Uma bomba de calor pode aquecer uma sala no inverno e resfriá-la no verão. O “calor” retirado da divisão pode ser utilizado de forma eficaz, por exemplo, para aquecer água de uma piscina ou de um sistema de abastecimento de água quente.

Segurança operacional. No princípio de funcionamento de uma bomba de calor, não consideraremos processos perigosos. A ausência de fogo aberto e de emissões nocivas que são perigosas para os seres humanos, e a baixa temperatura dos refrigerantes tornam a bomba de calor um eletrodoméstico “inofensivo”, mas útil.

Algumas nuances de operação

A utilização eficaz do princípio de funcionamento da bomba de calor exige o cumprimento de diversas condições:

• a sala que é aquecida deve ser bem isolada (perda de calor até 100 W/m2) - caso contrário, retirando calor da rua, você aquecerá a rua às suas próprias custas;
• As bombas de calor são vantajosas para uso em sistemas de aquecimento de baixa temperatura. Os sistemas de piso radiante (35-40 °C) são ideais para estes critérios. O coeficiente de conversão de calor depende significativamente da relação de temperatura dos circuitos de entrada e saída.

Vamos resumir o que foi dito!

A essência do princípio de funcionamento de uma bomba de calor não está na produção, mas na transferência de calor. Isso permite obter um alto coeficiente (de 3 a 5) de conversão de energia térmica. Simplificando, cada 1 kW de eletricidade utilizada “transferirá” 3-5 kW de calor para a casa. Mais alguma coisa que precisa ser dita?

Bomba de calor (HP)é um dispositivo que realiza a transferência, transformação e conversão de energia térmica. De acordo com o princípio de funcionamento, é semelhante a aparelhos e equipamentos conhecidos, como geladeira ou ar condicionado. A operação de qualquer TN é baseada no ciclo reverso de Carnot, em homenagem ao famoso físico e matemático francês Sidi Carnot.

Princípio de funcionamento de uma bomba de calor

Vamos estudar mais detalhadamente a física dos processos operacionais deste equipamento. A bomba de calor consiste em quatro elementos principais:

1. Compressor
2. Trocador de calor (condensador)
3. Trocador de calor (evaporador)
4. Conexão de acessórios e elementos de automação.

Compressor necessário para comprimir e mover o refrigerante através do sistema. Quando o freon é comprimido, sua temperatura e pressão aumentam acentuadamente (a pressão se desenvolve até 40 bar, a temperatura até 140 C) e na forma de um gás com alto grau compressão vai para o capacitor(processo adiabático, ou seja, processo em que o sistema não interage com o espaço externo), onde transfere energia para o consumidor. O consumidor pode ser o ambiente imediato que precisa ser aquecido (por exemplo, ar interno) ou o refrigerante (água, anticongelante, etc.), que então distribui energia através do sistema de aquecimento (radiadores, pisos aquecidos, rodapés aquecidos, convectores , ventiloconvectores, etc.). Neste caso, a temperatura do gás diminui naturalmente e muda o seu estado agregado de gasoso para líquido (um processo isotérmico, ou seja, um processo que ocorre a uma temperatura constante).

Em seguida, o refrigerante está no estado líquido entra no evaporador, passando por uma válvula termostática (TRV), necessária para reduzir a pressão e dosar o fluxo de freon no trocador de calor evaporativo. Como resultado da diminuição da pressão ao passar pelos canais do evaporador, ocorre uma transição de fase e o estado agregado do refrigerante muda novamente para gasoso. Neste caso, a entropia do gás diminui (com base em propriedades termofísicas freons), o que leva a uma queda acentuada na temperatura, e o calor é “retirado” de uma fonte externa. A fonte externa pode ser o ar da rua, as entranhas da terra, rios, lagos. Em seguida, o freon gasoso resfriado é devolvido ao compressor e o ciclo se repete novamente.

Na verdade acontece que motor térmico Ele próprio não produz calor, mas é um dispositivo para mover, modificar e modificar a energia do ambiente para dentro da sala. Porém, este processo requer energia elétrica, cujo principal consumidor é a unidade compressora. A relação entre a potência térmica recebida e a energia elétrica consumida é chamada de fator de conversão (COR). Varia dependendo do tipo de turbocompressor, do fabricante e de outros fatores e varia de 2 a 6.

Atualmente, vários tipos de freons amigos do ozônio (R410A, R407C) são usados ​​como refrigerante, causando danos mínimos ao meio ambiente.

Os motores térmicos modernos usam compressores do tipo scroll que não requerem manutenção, praticamente não têm atrito e podem operar continuamente por 30 a 40 anos. Isso garante uma longa vida útil de toda a unidade. Por exemplo, uma empresa alemã Stiebel Eltron há TNs que funcionaram sem revisão desde o início dos anos 70 do século passado.

Tipos de bombas de calor

Dependendo do meio utilizado para a seleção e redistribuição de energia, bem como características de design e métodos de aplicação, existem quatro tipos principais de HP:

Bomba de calor ar-ar

Este tipo de equipamento utiliza o ar da rua como fonte de energia de baixo potencial. Externamente, não difere de um sistema de ar condicionado split convencional, mas possui uma série de características funcionais que permitem operar em baixas temperaturas (até -30 C) e “retirar” energia do ambiente. A casa é aquecida diretamente pelo ar quente aquecido no condensador da bomba de calor.

Vantagens do HP ar-ar:

• Baixo custo
• Tempo de instalação curto e facilidade comparativa de instalação
• Sem possibilidade de vazamento de refrigerante

Imperfeições:

• Desempenho estável até -20 C
• A necessidade de instalar uma unidade interna em cada ambiente ou organizar um sistema de dutos de ar para fornecer ar aquecido a todos os ambientes.
• Incapacidade de receber água quente(AQS)

Na prática, tais sistemas são utilizados para habitação sazonal e não podem atuar como principal fonte de aquecimento.

Bomba de calor ar-água

Seu princípio de funcionamento é semelhante ao tipo anterior, porém, não aquecem diretamente o ar do ambiente, mas sim o refrigerante, que por sua vez é utilizado para aquecer a casa e preparar água quente.

Vantagens do TN “Ar – Água”:

• não requer a organização de um “contorno externo” (perfuração)
• confiabilidade e durabilidade
• indicadores de alta eficiência (COP) nos períodos de outono e primavera

Desvantagens do TN:

• Redução significativa no COP em baixas temperaturas (até 1,2)
• A necessidade de descongelar a unidade externa (modo reverso)
• Incapacidade de operar em temperaturas abaixo de -25 C - -30 C

Essas bombas em nosso clima ainda não podem atuar como única fonte de aquecimento. Portanto, são frequentemente instalados (de acordo com um esquema bivalente) em conjunto com equipamentos de aquecimento adicionais (elétrico, pellet, combustível sólido, caldeira a gasóleo, lareira com camisa de água). Também são adequados para a reconstrução e automação de antigas caldeiras utilizando combustíveis tradicionais. Isso permite que o sistema funcione em modo automático durante a maior parte do ano (não há necessidade de carregar combustível sólido ou reabastecer óleo diesel), utilizando apenas a potência do HP.

Bomba de calor de água salgada

Um dos mais comuns na República da Bielorrússia. Utilizando estatísticas da nossa organização, 90% das bombas de calor instaladas são geotérmicas. Neste caso, as entranhas da terra são utilizadas como “contorno externo”. Devido a isto, estas bombas de calor têm a vantagem mais importante sobre outros tipos de bombas de calor - um indicador de eficiência operacional (COP) estável, independentemente da época do ano.

De acordo com a terminologia estabelecida, o circuito externo é denominado geotérmico.

Existem dois tipos principais de circuito geotérmico:

• Horizontal
• Vertical

Vejamos cada um deles com mais detalhes.

Contorno horizontal

Contorno horizontalé um sistema tubos de polietileno, colocado sob a camada superior do solo a uma profundidade de cerca de 1,5 - 2 m, abaixo do nível de congelamento. A temperatura nesta zona mantém-se positiva (de +3 a +15 C) durante todo o ano civil, atingindo um máximo em outubro e um mínimo em maio. A área ocupada pelo coletor depende da área do edifício, do grau de seu isolamento e do tamanho do envidraçamento. Assim, por exemplo, para um edifício residencial de dois andares com área de 200 m2, que possui um bom isolamento que atende padrões modernos, cerca de quatro acres de terra (400 m2) terão de ser alocados para o campo geotérmico. Obviamente, para uma avaliação mais precisa do diâmetro dos tubos utilizados e da área ocupada, é necessário um cálculo detalhado de engenharia térmica.

É assim que se parece a instalação de um coletor horizontal em uma de nossas instalações em Dzerzhinsk (República da Bielorrússia):

Vantagens de um coletor horizontal:

• Custo mais baixo em comparação com poços geotérmicos
• Possibilidade de realizar trabalhos de instalação em conjunto com a colocação de outras comunicações (abastecimento de água, esgotos)

Desvantagens de um coletor horizontal:

• Grande área ocupada (é proibida a construção de estruturas permanentes, asfalto, assentamento Lajes para pavimento, é necessário fornecer acesso natural à luz e à precipitação)
• Falta de possibilidade de arranjo quando estiver pronto projeto paisagístico trama
• Menos estabilidade em comparação com um coletor vertical.

A disposição desse tipo de coletor costuma ser feita de duas maneiras. No primeiro caso em toda a área de assentamento, remova a parte superior camada de solo, 1,5-2 m de espessura, os tubos do trocador de calor estão sendo dispostos com um determinado passo (de 0,6 a 1,5 m) e o preenchimento é realizado. Para realizar esse trabalho, são adequados equipamentos potentes, como carregador frontal, escavadeira, escavadeiras de grande alcance e volume de caçamba.

No segundo caso a colocação dos loops de contorno do solo é realizada passo a passo em preparado trincheiras, largura de 0,6 m a 1 m. Pequenas escavadeiras e retroescavadeiras são adequadas para essa finalidade.

Contorno vertical

Coletor vertical representa poços com profundidades de 50 a 200 m e mais, nos quais são omitidos dispositivos especiais – sondas geotérmicas. A temperatura nesta zona permanece constante durante muitos anos e décadas e aumenta com o aumento da profundidade. O aumento ocorre em média de 2 a 5 C para cada 100 m. Este valor característico é chamado de gradiente de temperatura.

O processo de instalação de um coletor vertical em nossas instalações na vila de Kryzhovka, perto de Minsk:

Estudando mapas de distribuição de temperatura em várias profundidades no território da República da Bielorrússia e na cidade de Minsk em particular, pode-se notar que a temperatura varia de região para região e pode diferir significativamente dependendo da localização. Assim, por exemplo, a uma profundidade de 100 m na área de Svetlogorsk pode atingir +13 C, e em algumas áreas da região de Vitebsk na mesma profundidade não excede +8,5 C.

Obviamente, ao calcular a profundidade de perfuração e projetar o tamanho, diâmetro e outras características das sondas geotérmicas, é necessário levar este fator em consideração. Além disso, é necessário levar em consideração a composição geológica das rochas por onde passam. Somente com base nesses dados você poderá projetar corretamente um circuito geotérmico.

Como mostram a prática e as estatísticas da nossa organização, 99% dos problemas durante o funcionamento do HP estão associados ao funcionamento do circuito externo, e este problema não aparece imediatamente após o comissionamento do equipamento. E há uma explicação para isso, porque se o geocontorno for calculado incorretamente (por exemplo, no território da região de Vitebsk, onde, como lembramos, o gradiente geotérmico é um dos mais baixos da República), seu trabalho inicial é não é satisfatório, mas com o tempo a espessura da terra “esfria”. O equilíbrio termodinâmico é perturbado e os problemas começam, e o problema pode surgir apenas na segunda ou terceira estação de aquecimento. Um contorno superdimensionado parece menos problemático, mas o cliente é obrigado a pagar por metros desnecessários de perfuração por incompetência do empreiteiro, o que inexoravelmente leva ao aumento do custo de todo o projeto.

O estudo do subsolo da terra deve ser especialmente crítico durante a construção de grandes instalações comerciais, onde o número de poços chega a dezenas e os recursos economizados (ou desperdiçados) na sua construção podem ser muito significativos.

Bomba de calor água-água

Um tipo de fonte de calor geotérmico pode ser a água subterrânea. Eles têm uma temperatura constante (de +7 C e acima) e ocorrem em quantidades significativas em várias profundidades no território da República da Bielorrússia. De acordo com a tecnologia, as águas subterrâneas sobem bomba centrífuga do poço e entram na estação de transferência de calor e massa, onde transferem energia para o anticongelante do circuito inferior da bomba de calor. A eficiência operacional deste sistema depende do nível do lençol freático (dependendo da profundidade de subida, é necessária uma determinada potência da bomba) e da distância do poço de captação até a estação de troca. Esta tecnologia tem uma das mais alta performance O COP, no entanto, possui vários recursos que limitam seu uso.

Entre eles:

• Falta de água subterrânea, ou baixo nível de sua ocorrência;
• Falta de vazão constante do poço, diminuição dos níveis estáticos e dinâmicos;
• A necessidade de ter em conta a composição do sal e a contaminação (se a qualidade da água não for adequada, o permutador de calor fica entupido e os indicadores de desempenho diminuem)
• A necessidade de instalar um poço de drenagem para descarregar volumes significativos de águas residuais (a partir de 2200 l/h ou mais)

Como mostra a prática, a instalação de tais sistemas é aconselhável se houver um lago ou rio nas imediações. As águas residuais também podem ser utilizadas para fins económicos e industriais, por exemplo, para irrigação ou para organização de reservatórios artificiais.

Quanto à qualidade da água captada, por exemplo, um fabricante alemão de sistemas de aquecimento alternativos Stiebel Eltron recomenda as seguintes configurações: a proporção total de ferro e magnésio não é superior a 0,5 mg/l, o teor de cloreto é inferior a 300 mg/l, a ausência de substâncias precipitadas. Se estes parâmetros forem excedidos, é necessário instalar sistema adicional limpeza – estações de preparação e dessalinização, o que aumenta a intensidade material do projeto.

Trabalhos de perfuração para bomba de calor.

Com base na experiência na instalação e operação de unidades geotérmicas, recomendamos a perfuração de poços de pelo menos 100 m. A prática mostra que melhor desempenho e estabilidade de uma máquina térmica serão observados, por exemplo, para dois poços de 150 m cada do que para três poços de 100 m cada. É claro que a construção de tais minas requer equipamento especial e um método de perfuração rotativa. As instalações de trados de pequeno porte não são capazes de fornecer o comprimento necessário dos poços.

Como o circuito geotérmico é o componente mais importante e a correção de sua disposição é a chave para o bom funcionamento de todo o sistema, o empreiteiro de perfuração deve atender a uma série de critérios:

• É necessário ter experiência na produção deste tipo de serviço;
• possuir ferramenta especial para imersão de sondas;
• garantir que a sonda ficará imersa na profundidade projetada e garantir sua integridade e estanqueidade durante o processo de trabalho;
• após a imersão, realizar medidas de tamponamento do poço para aumentar sua transferência de calor e produtividade, calafetar o poço da mina antes do aterro.

Em geral, com projeto adequado e instalação qualificada, as sondas geotérmicas são muito confiáveis ​​e podem durar até 100 anos.

O processo de baixar uma sonda geotérmica em um poço perfurado:

Sonda geotérmica na estrutura, antes de realizar um teste de vazamento (“teste de pressão”):

conclusões

Com base na nossa experiência na concepção de sistemas de energias alternativas, podemos destacar os principais factos que são fundamentais quando os nossos Clientes escolhem bombas de calor:

• completo segurança e respeito ao meio ambiente(sem processos de combustão ou peças móveis)
• a oportunidade de solicitar o sistema “hoje” e aproveitar seu uso em três semanas sem qualquer coordenação com autoridades reguladoras e licenciadoras.
• Autonomia total e mínima Manutenção (não há necessidade de ser sócio de uma cooperativa de gás, de depender dela; não há necessidade de jogar lenha ou fazer limpeza mensal de dutos de ar, organizar o acesso de caminhão-tanque de combustível, etc.)
• O custo de um terreno para construção de uma moradia individual sem abastecimento de gás é muito inferior e o prazo de entrega não depende do serviço de gás
• Oportunidade controle remoto pela Internet
• Equipamentos avançados e inovadores, com design elegante, que não tem vergonha de mostrar a amigos e conhecidos, o que certamente valoriza o estatuto do proprietário.

Se não abordamos nenhuma dúvida neste artigo e você deseja perguntá-la pessoalmente, pode vir ao nosso escritório no endereço: Minsk, st. Odoevsky, 117, Nova Gros LLC e consulte nossos engenheiros.

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As primeiras versões de bombas de calor só conseguiam satisfazer parcialmente as necessidades de energia térmica. As variedades modernas são mais eficientes e podem ser utilizadas em sistemas de aquecimento. É por isso que muitos proprietários tentam instalar uma bomba de calor com as próprias mãos.

Diremos como escolher a melhor opção de bomba de calor, tendo em conta os geodados da área onde está prevista a sua instalação. O artigo proposto para consideração descreve detalhadamente o princípio de funcionamento dos sistemas de “energia verde” e lista as diferenças. Levando em consideração nossos conselhos, você sem dúvida escolherá um tipo eficaz.

Para artesãos independentes, apresentamos a tecnologia de montagem de bomba de calor. As informações apresentadas para consideração são complementadas por diagramas visuais, seleções de fotos e instruções detalhadas em vídeo em duas partes.

O termo bomba de calor refere-se a um conjunto de equipamentos específicos. A principal função deste equipamento é captar energia térmica e transportá-la até o consumidor. A fonte dessa energia pode ser qualquer corpo ou ambiente com temperatura de +1º ou mais graus.

Existem fontes mais do que suficientes de calor de baixa temperatura em nosso ambiente. Trata-se de resíduos industriais de empresas, centrais térmicas e nucleares, esgotos, etc. Para operar bombas de calor no aquecimento doméstico, são necessárias três fontes naturais auto-regenerativas - ar, água e terra.

As bombas de calor “extraem” energia de processos que ocorrem regularmente no ambiente. O fluxo dos processos nunca para, pois as fontes são reconhecidas como inesgotáveis ​​segundo critérios humanos

Os três potenciais fornecedores de energia listados estão diretamente relacionados com a energia do sol, que, ao aquecer, movimenta o ar com o vento e transfere energia térmica para a terra. É a escolha da fonte o principal critério de classificação dos sistemas de bombas de calor.

O princípio de funcionamento das bombas de calor baseia-se na capacidade dos corpos ou meios de transferir energia térmica para outro corpo ou ambiente. Receptores e fornecedores de energia em sistemas de bombas de calor normalmente trabalham em pares.

Existem os seguintes tipos de bombas de calor:

• Ar é água.
• A Terra é água.
• Água é ar.
• Água é água.
• A Terra é ar.
• Água Água
• Ar é ar.

Neste caso, a primeira palavra determina o tipo de meio do qual o sistema retira calor de baixa temperatura. O segundo indica o tipo de meio para o qual é transmitido. energia térmica. Assim, nas bombas de calor, água é água, o calor é retirado do ambiente aquático e o líquido é utilizado como refrigerante.