Bombas de calor con sus propias manos

la humanidad desde la antigüedad «acostumbrados» utilizar la energía natural disponible que simplemente quemado por el calor o por conversión en otras formas de energía.Aprendieron cómo las personas usan y el potencial oculto de los flujos de agua - comenzaron de molinos de agua y llegaron a las centrales hidroeléctricas de gran alcance.Sin embargo, lo que parecía más que suficiente todavía hace cien años, hoy en día no puede satisfacer las necesidades de la creciente población mundial.Bombas

En primer lugar, natural «almacenamiento » sigue sin fondo, y la producción de energía se vuelve más y más difícil cada año, entrando en áreas remotas o incluso en alta mar.En segundo lugar, la combustión de materias primas naturales siempre se asocia con las emisiones de gases de combustión a la atmósfera que los actuales volúmenes enormes dichas emisiones han puesto el planeta al borde del desastre ecológico.La energía hidroeléctrica no es suficiente, y la alteración del equilibrio hidrológico de los ríos y

atrae a una gran cantidad de consecuencias negativas.La energía nuclear, que una vez fue considerado como "la panacea", después de una serie de resonancia desastres hechos por el hombre causa una gran cantidad de preguntas, y en muchas regiones del mundo de la construcción del PNP es simplemente prohibido por la ley.

Sin embargo, hay otras fuentes, virtualmente inagotables de energía, que han sido ampliamente utilizados recientemente.La tecnología moderna ha permitido que se utiliza de manera muy eficaz para producir electricidad o calor, el viento, la luz solar, las mareas oceánicas y etc .Una de fuentes alternativas es la energía térmica del interior de la tierra, embalses ambiente.Es el uso de tales fuentes de bomba de calor en base.equipos similares para nosotros hasta todavía incluido en la categoría de "novedades exóticas", y al mismo tiempo, de esta manera se disparó su vivienda muchas personas en Europa - por ejemplo, en Suiza o los países escandinavos el número de hogares con sistemas similares excedido50%.Poco a poco comienza este tipo de práctica y la producción de calor en las extensiones de Rusia, mientras que los precios para la adquisición de alta tecnología juego de equipos se ven muy aterrador.Pero, como siempre, son los entusiastas maestros que muestran sus capacidades creativas y recoger las bombas de calor con sus propias manos.publicación

está dirigido a para asegurar que el lector pueda obtener una mirada más cercana y un principio básico de la unidad de bomba de calor y aprender acerca de las ventajas y desventajas de calma.Además, aprenderá acerca de la experiencia exitosa de crear sus propios sistemas operativos.

El principio de funcionamiento de la bomba de calor

No todo este pensamiento, pero a nuestro alrededor - una gran cantidad de fuentes de calor que "trabajando "durante todo el día.Por ejemplo - incluso en el frío más severo bajo el hielo de un depósito congelado todo así sigue siendo positivo.El mismo patrón y con el rebaje en el espesor del suelo - por debajo de los límites de su temperatura de congelación es casi siempre estable y es aproximadamente igual a la media, típico de esta región .potencial considerable calor lleva en sí mismo y el aire.

Tal vez alguien va a confundir todo, al parecer, la baja temperatura del agua, el suelo o el aire.Sí, son las fuentes de energía de bajo grado, pero el principal "carta de triunfo» - la estabilidad, y la tecnología avanzada, basada en las leyes de la física térmica, permiten que incluso una pequeña diferencia en la conversión del calor necesario.Y, ya ves, cuando hace frío en el invierno es de 20 grados bajo cero y el suelo es de 5 ÷ 7 grados, esta diferencia de amplitud - ya muy decorosa.

Es esta continuidad de la recepción característica de baja energía potencial inherente en el circuito de la bomba de calor.De hecho, esta unidad es un dispositivo que "bombas" y "conciertos" de calor se toma de la fuente inagotable.

puede dibujar una cierta analogía a todos los amigos del refrigerador.Los productos que se colocan en el mismo para el enfriamiento y el almacenamiento y en la cámara de aire cuando la abertura de la puerta - también tienen una temperatura no demasiado alta.Pero si se toca el condensador celosía de intercambio de calor en la pared trasera del refrigerador, o bien es muy caliente, o incluso caliente.

¿Por qué no utilizar este principio para calentar el refrigerante? nevera supuesto analogía no es directa - no hay una fuente de calor externa estable, y como máximo se desperdicia energía.Pero en el caso de una fuente bomba de calor se puede encontrar (organizar), y después se vuelve a cabo "refrigerador viceversa » - foco principal de la unidad es sólo para calentar.

qué principio de un trabajo de la bomba de calor Por?

Es un sistema de tres circuitos con ellos circula refrigerantes.Diagrama

• calentamiento en el cuerpo de la bomba de calor ( plantea . 1) están dispuestos dos intercambiadores de calor ( plantea . 4 y 8), el compresor (POS . 7), el circuito refrigerante ( plantea dispositivos. 5), de regulación y control.
• primer circuito ( pos. 1) con su propia bomba de circulación ( plantea . 2) publicada ( inmerso ) en la fuente de calor de bajo grado (en su dispositivo se verá más adelante).Recibir energía térmica a partir de una fuente ininterrumpida externa (que se muestra amplio flecha rosa), calientan unos pocos grados (normalmente el uso de sondas o los colectores en el suelo o en el agua - hasta 4 ÷ 6 ° C ), circulando las caídas de refrigeranteen intercambiador-evaporador (Pos. 4).Aquí es la transferencia de calor primario obtenido desde el exterior.
• El refrigerante utilizado en el bucle interno de la bomba (pos. 5), tiene un punto de ebullición muy bajo.Por lo general, se usa uno de los modernos, el medio ambiente CFC , o dióxido de carbono (de hecho - el dióxido de carbono licuado).En la entrada al evaporador (Pos. 6) que encaja en un estado líquido bajo presión reducida - que proporciona una válvula de estrangulación ajustable (pos. 10).La forma especial del tipo capilar de entrada y la forma del evaporador contribuir transición prácticamente instantánea de refrigerante en un estado gaseoso.De acuerdo con las leyes de la física, que siempre va acompañada de la evaporación de enfriamiento y absorción de calor ambiental.Desde esta parte del bucle interior se encuentra en un primer circuito intercambiador de calor selecciona el calor Freon del refrigerante mientras se enfriaba que (naranja amplio flecha). refrigerada refrigerante continúa circulando y volver a ganar energía térmica a partir de una fuente externa.
• refrigerante en estado gaseoso, las transferencias transferencia de calor a la misma, entra en el compresor (pos. 7), en donde bajo la influencia de la compresión su temperatura se eleva bruscamente .Además, se cae en el siguiente intercambiador de calor (pos. 8) que es un condensador y el tercer tubo del circuito de bomba de calor.(Pos. 11).
• Aquí viene completamente proceso opuesto - el refrigerante se condensa convirtiéndose en un estado líquido, mientras que da su calor al portador de calor del tercer circuito.Además, en el estado líquido a alta presión pasa a través del reactor, donde se reduce la presión, y el ciclo de las transformaciones físicas de la estado de agregación del refrigerante se repite una y otra vez.
• pasa ahora al tercer circuito (pos. 11) de la bomba de calor.Él a través del intercambiador de calor (pos. 8) traicionado energía térmica de la compresión del refrigerante calentado (gran flecha roja).Este circuito tiene su propia bomba de circulación (Pos. 12) que proporciona un movimiento de tuberías de calefacción del líquido refrigerante.Sin embargo, un uso mucho más prudente todavía acumulación y el recipiente tampón cuidadosamente aislamiento (Pos. 13), que se transfiere a acumular calor.El almacenamiento de energía térmica se consume incluso para las necesidades de calefacción y agua caliente, el gasto de forma gradual, según sea necesario.Esta medida permite que el lado seguro en caso de un corte de energía o utilizar más electricidad más barata tarifa nocturna necesaria para hacer funcionar la bomba de calor.

Si va a instalar un acumulador intermedio, a continuación, a lo que ya suministra el circuito de calefacción ( plantea . 14), con su propia bomba de circulación ( plantea . 15), proporcionando un líquido refrigerante en movimiento a travéssistema de tuberías ( plantea . 16).Como ya se ha mencionado, puede ser un segundo circuito que proporciona agua caliente para uso doméstico.bomba de calor

no puede funcionar sin energía - que es necesaria para el funcionamiento del compresor (ancho flecha verde), y bombas de circulación en los circuitos externos también consumen electricidad.Sin embargo, como somos los desarrolladores de los asegurados ya los fabricantes de bombas de calor, el consumo de electricidad no es comparable a la obtenida «volumen » energía térmica.Por lo tanto, con un montaje correcto y las condiciones de funcionamiento óptimas, a menudo siendo hablando de 300 por ciento más de eficiencia, es decir, cuando uno de kilovatios transcurridos de electricidad una bomba de calor puede proporcionar "en la montaña" 4 kilovatios de energía térmica.

De hecho, un estado similar acerca de la eficacia de varios incorrecta.Las leyes de la física no ha sido cancelada, y una eficiencia superior al 100% - misma utopía como « perpetummobile » - movimiento perpetuo.Se en este caso va sobre el uso racional de la electricidad con el fin de "transferencia" y la transformación de la energía procedente de una fuente externa de inagotable.Es adecuado utilizar el concepto de CP (del Inglés «coeficiente de rendimiento» ) que en la lengua rusa, a menudo llamada la "eficiencia de conversión de calor."En este caso, de hecho, puede obtener el valor mayor que uno :

CO P = Q n / Un , donde:

CO P - Prevalencia nt etc. eobrazovaniya de calor;

Q n - la cantidad de energía calor producido por el consumidor;

Un - trabajo realizado por la instalación del compresor.esquema

Hay siendo uno matiz de la que a menudo se olvida simplemente - el consumo específico de energía para el funcionamiento normal de la bomba requiere no sólo las bombas de compresores y de circulación, pero en circuitos externos.Consumo de energía con ellos, por supuesto, es mucho más pequeña, pero, sin embargo, , sino que también puede ser tomado en cuenta, y esto a menudo con fines de marketing, simplemente no se hace.

La cantidad total resultante de la energía térmica puede ser gastado:

1 - la solución óptima - un sistema sexos de agua caliente.Por regla general, las bombas de calor proporcionan « suba » temperatura a aproximadamente 50 ÷ 60 ° Con - es suficiente para calefacción por suelo radiante.

2 - agua caliente en el país.Por lo general, temperatura de agua caliente sistemas a este nivel y con el apoyo de - alrededor de 45 ÷ 55 ° C .

3 - pero para radiadores convencionales tal calentamiento es insuficiente.Salir - para aumentar el número de secciones o el uso de radiadores especiales de baja temperatura.Ayudar a resolver el problema y el tipo de calentadores de convección.

4 - una de las principales ventajas de las bombas de calor - la capacidad de cambiar a modo "inverso".En el verano, esta unidad puede realizar la función de aire acondicionado - quitando el calor de los locales y transfiriéndolo a la masa de la carrocería o el agua .

fuentes de energía potencial bajo

¿Cuáles son las fuentes de energía de bajo potencial capaz de utilizar bombas de calor?En esta función puede actuar rocas, suelo a diferentes profundidades, el agua de los reservorios naturales , pozos o acuíferos subterráneos, atmosférica aire o cálida corriente de aire retirados de los edificios o de procesos industrialescomplejos.

A. El uso de la energía térmica suelo

Como ya se ha mencionado, por debajo del nivel de congelación del suelo característico esta región, la temperatura del suelo es estable durante todo el año.Esto se utiliza para hacer funcionar la bomba de calor en un "terreno - agua».

para crear un sistema de este tipo se preparan campo térmico especial de la superficie, lo que elimina la capa superior del suelo a una profundidad de aproximadamente 1,2 ÷ 1, 5 metros .Los contornos se colocan, hechas de tubos de plástico o de metal con un diámetro típicamente de 40 mm.Eficiencia de eliminación de energía térmica depende de las condiciones climáticas locales y la longitud total de generado contorno.

A grandes rasgos, para una franja media de Rusia, es posible operar las siguientes relaciones:

• seca suelos arenosos - 10 vatios de potencia con tubo de un metro.
• suelos de arcilla seca - 20 W / m.
• suelos de arcilla húmeda - 25 W / m.
• rocas de arcilla con alto ubicación agua subterránea - 35 W / m.

A pesar de la aparente simplicidad del calor, el camino no es siempre la mejor solución.El hecho es que implica un excavación muy significativos volúmenes .Lo que parece simple en el esquema - es mucho más difícil en el rendimiento práctico.Juzgue usted mismo - con el fin de "eliminar" del circuito underground, incluso la energía a 10 kV reflujo eplovoy en suelos arcillosos necesitan alrededor de 400 metros de tubería.Si siquiera toma en cuenta una regla obligatoria que debe haber un intervalo de no menos de 1 , 2 metros , será necesario para la colocación de una superficie de 4 cien (20 x 20 metros) entre las vueltas del circuito.

En primer lugar, no todos tienen la oportunidad de asignar un territorio.En segundo lugar, excluidos por completo cualquier construcción en esta zona, ya que la probabilidad de daños en el circuito.Y en tercer lugar - la selección del calor de la tierra, especialmente en los cálculos mal realizadas, no puede pasar sin dejar rastro.