Bomba de calor aire-aire: principi de funcionament, dispositiu, selecció i càlculs
Voleu equipar la calefacció per convecció a la casa, on s'utilitza una bomba de calor aire-aire per escalfar el refrigerant, cosa que proporciona estalvis importants en els costos de calefacció? D’acord que aconseguir un escalfament complet en una empresa amb aigua calenta és gairebé gratuït, un fet molt temptador.
Però no sabeu com construir aquest sistema per escalfar els locals d’una manera alternativa i obtenir aigua calenta per a les necessitats domèstiques?
Ajudarem a tractar aquest tema: l’article posa de manifest el principi de funcionament i el disseny de la bomba. L’energia d’aquest sistema només s’haurà de gastar en el funcionament del compressor i la major part de la calor es prendrà només del carrer de l’atmosfera, per la qual cosa no necessitem diners.
També es consideren els avantatges de la seva implantació en el sistema i els inconvenients importants. Es presta especial atenció a la selecció i al càlcul de la bomba.
I perquè els amants puguin fer-ho tot amb les seves pròpies mans, ens oferim construir una bomba com a terra utilitzant materials improvisats. Proporcionem materials fotogràfics i recomanacions en vídeo sobre el disseny i el funcionament de la bomba d’aire de calor per ajudar.
El contingut de l'article:
Característica de la bomba de calor aire-aire
Qualsevol bomba de calor fa referència a equips de l 'abast de energia alternativa. Pren l’energia tèrmica de les masses d’aire del carrer, de l’espai dels voltants de l’habitació, per escalfar-la amb objectes residencials i no residencials.
No s’utilitzen combustibles combustibles.
Bomba de calor externa (TN) aire a aire és similar a un aparell d'aire condicionat sistema de divisió des del bloc extern i intern.
I segons el principi d’acció, s’assembla més a un refrigerador, només actua “viceversa”. Però a diferència d’ambdues, aquesta bomba de calor és capaç de refrigerar i escalfar les masses d’aire de la casa.
Principi de funcionament i ordenació interna
Un fenomen físic senzill de la termodinàmica és la pedra angular del funcionament de les bombes de calor aire-aire: un líquid refreda la superfície amb la qual es dispersa durant l'evaporació. Per exemple, el vapor per sobre d’una tassa de te calent mostra el mateix efecte.
Un frigorífic normal també funciona en aquest principi. Al seu interior hi ha tubs pels quals circula el refrigerant a alta pressió. Es necessita calor des de l’interior del congelador, escalfant-se lleugerament alhora.
A continuació, la calor recollida es transfereix a l’aire de l’habitació mitjançant un intercanviador de calor (reixes darrere del refrigerador).
I així, després que el refrigerant es refredi a les temperatures de funcionament, es comprimeix en el compressor. I pel cicle de treball, freoneu dins del sistema compressor-condensador-evaporador canvia constantment d’un estat gasós a un estat líquid i d’esquena.
La bomba de calor de l’aire funciona exactament de la mateixa manera. Només pren calor del carrer, i no d’un congelador tancat. Encara que sigui gelat a l’exterior, encara hi ha molta energia tèrmica a l’atmosfera.
La bomba de calor aire-aire consta dels següents elements:
- compressor;
- Evaporador amb bufador d'aire forçat;
- vàlvula d'expansió;
- canonades de coure per bombar freons entre el carrer i la casa;
- un condensador amb ventilador per subministrar aire escalfat a la sala.
Els primers tres elements formen la unitat externa i l’últim fa referència a l’interior de la bomba de calor. Els tubs de coure aïllats a la calor estan dissenyats per al moviment continu del refrigerant entre aquests mòduls del sistema de fractura.
L’algoritme de funcionament de la bomba de calor aire-aire és el següent:
- El ventilador atrau l’aire de carrer a la unitat exterior i es passa a través de les aletes de l’evaporador extern. El freó que circula per l’intercanviador de calor absorbeix l’energia tèrmica que es troba en un estat gasós.
- A continuació, el gas entra al condensador, on es comprimeix. I després es bombeja a través de canonades de coure fins a la unitat interior.
- Al condensador situat a la casa, el gas torna a passar al líquid, transferint calor a l’aire interior.
- A continuació, l’excés de pressió s’aireja mitjançant una vàlvula d’expansió i el freó líquid s’envia de nou a l’evaporador primari.
La temperatura del freó que entra a la unitat externa és sempre inferior a la temperatura ambient. Per tant, sempre agafa calor de l’atmosfera.
Però el nivell de refrigeració del refrigerant al sistema és constant i la temperatura exterior fluctua constantment. Per això, en les gelades severs, la VT perd la seva efectivitat.
Per augmentar la potència de la bomba de calor, les superfícies del condensador i evaporador es fan el més grans possibles. I per a un funcionament ininterromput a l’hivern, l’intercanviador de calor exterior està equipat amb el seu propi sistema de descongelació.
Pros i contres d’una bomba de calor de l’aire
Cada sistema complex tècnicament té els seus propis avantatges i desavantatges. Els fulls de comunicació són una cosa, però en realitat els propietaris de bombes de calor corren el risc de trobar-se amb alguns problemes.
Per diverses raons, les plantes de calefacció / refrigeració aire-aire són beneficioses.
Els principals avantatges inclouen:
- Universalitat. Els sistemes permeten escalfar i refrigerar habitacions en funció de la finalitat de l’habitació, les necessitats i la temporada climàtica.
- Amabilitat ambiental. Permeten abandonar completament la crema de gas natural, carbó, llenya, etc., obstruint el medi natural amb productes de combustió.
- Fàcil instal·lació. No és difícil muntar un sistema de components de producció de fàbrica. Podeu crear tu mateix una bomba de calor de manera improvisada.
- Seguretat contra incendis. El procés de generació de calor no està associat a l’ús de combustible. Fins i tot les infraccions en el funcionament de la instal·lació no podran provocar incendis.
- Rendibilitat. Se’ls atreu un elevat coeficient de transferència de calor a un cost mínim (produeixen 4-5 kW de calor per 1 kW d’electricitat consumida). A més, ràpidament donen els seus fruits.
- Asequible pel preu. El cost dels sistemes elaborats a la fàbrica us permet adquirir una bomba de calor per a gairebé tots. La instal·lació automàtica serà gairebé gratuïta.
- Conveniencia de funcionament. El dispositiu més sofisticat tècnicament del sistema és un compressor, amb un manteniment difícil de fer. Amb una càrrega típica de les bombes de calor, els compressors rarament fallen abans del temps promès del fabricant.
Per a l’organització de la calefacció en una habitació n’hi ha prou instal·leu sistema dividitpenjant un mòdul extern a la façana i un convector a la paret interna. Per escalfar diverses habitacions caldrà equipar els canals de distribució de l’aire escalfat.
Tot el control de la bomba de calor aire-aire es fa mitjançant automatització integrada. No es prestarà especial atenció al funcionament i configuració d’aquest sistema. Només caldrà netejar els filtres d’aire amb regularitat i, de vegades, canviar-los.
Entre els costats negatius de les bombes de calor hi ha els següents:
- tot i que un fons lleuger, però encara sorollós;
- dependència directa de l'eficiència del sistema de la temperatura externa;
- augment del consum d’energia en temps de fred al carrer;
- pols que pengen constantment a l’aire a causa del funcionament continu del ventilador i de la convecció d’aire a l’habitació;
- dependència de l’alimentació (per a un funcionament ininterromput, cal un generador).
A temperatures exteriors a -10 ° C, tot funciona bé, la calor que es pren al carrer és suficient per crear condicions còmodes a la casa. Però, amb més refredament, l'eficiència de la bomba disminueix bruscament.
Si la caseta està construïda en una zona amb un clima fred i glaçades severes a l’hivern, no podreu prescindir d’una caldera o una xemeneia addicionals.
Per equips de calefacció per aire aquests sistemes s’ajusten perfectament. Consum mínim d'energia, problemes d'instal·lació i manteniment Però no poden escalfar l’aigua.Per fer-ho, caldrà instal·lar addicionalment una caldera o connectar-se a xarxes centralitzades.
Les bombes de calor aire-aire són la millor manera d’escalfar edificis de fusta o SIW. Aquests edificis tenen baixes pèrdues de calor; hi ha una gran quantitat de capacitats de bomba de calor de l'aire per a la seva calefacció.
Les principals diferències respecte a l’aire condicionat
Exteriorment, la bomba de calor aire-aire és similar a un aparell d'aire condicionat. Però té les seves pròpies característiques i especificacions de disseny distintives.
El primer dispositiu s'utilitza com a principal font de calefacció, que funciona tot l'any. I el segon està més destinat a refredar l’aire a la calor de l’estiu.
La funció principal de la bomba de calor és la calefacció. Tot i això, molts models també poden refrescar l’aire de l’habitació. Però en aquest mode de funcionament, són molt inferiors al climatitzador en eficiència energètica. Es tracta més aviat d’un cas extrem del seu ús.
D’altra banda, molts aparells d’aire condicionat pot escalfar aire interior. Però alhora consumeixen molt més bombes de calor. Cada dispositiu té la seva pròpia finalitat.
L’ús d’escalfadors aire-aire és principalment un canvi a les fonts d’energia renovables.
Aquests sistemes són viables econòmicament, tot i les grans inversions inicials. Si reduïu les factures de calefacció es paguen tots els costos inicials.
Selecció i càlcul de la bomba de calor
Una bomba de calor aire-aire només serà efectiva si està seleccionada correctament. Cal calcular la seva potència amb antelació, segons la quadratura de la casa. I només aleshores mireu els preus dels diferents fabricants.
En els càlculs s’utilitza el coeficient d’eficiència energètica de la COP (la relació de la potència del VT amb l’energia emprada).
En “condicions d’hivernacle” sovint arriba entre 4-5 punts, i els models més moderns de 7 a 8. Tanmateix, quan la temperatura exterior baixa a -15-20 ° С, aquest indicador baixa bruscament fins a només dos.
At càlcul de la calefacció d’aire ha de tenir en compte:
- aïllament tèrmic i insolació d’habitacions;
- àrea d’habitacions;
- nombre de residents a la cabana;
- condicions climàtiques generals de la zona on s’ubica la casa.
Per a la majoria de cases, es necessiten uns deu kW d’energia de la bomba de calor per cada deu metres quadrats. Però tot aquí és més aviat arbitrari. Si els sostres per sobre dels 2,7 m o les parets i les finestres estan poc aïllades, caldrà més calor.
A Àsia i Europa hi ha molts fabricants de bombes de calor aire-aire.
Bones ressenyes tenen sistemes de Daikin, Dimplex, Hitachi, Vaillant, Mitsubishi, Fujitsu, Transportista, Aertec, Panasonic i Toshiba. Gairebé tots els seus models estan adaptats a les condicions de funcionament domèstiques i s'han demostrat bé.
Fins i tot amb caigudes de tensió, no es trenquen, continuant funcionant correctament després d’encendre l’electricitat.
El preu de les bombes de calor en circulació varia entre 90 i 450 mil rubles. Aquí depèn molt no només de la capacitat de la unitat, sinó també de la funcionalitat addicional i del país de fabricació.
Complements de models separats:
• filtres per netejar i desinfectar l’aire;
• escalfadors de seguretat;
• generadors elèctrics;
• Mòduls GSM per controlar el sistema;
• ionitzadors i ozonitzadors.
La pràctica demostra que en les gelades inferiors a -15 ºC a les habitacions escalfades només per una bomba d'aire de calor es torna fresc. I sense un escalfador addicional, la comoditat a les habitacions francament no fa pudor.
Tanmateix, a les regions del sud on aquestes gelades són rares, la VT és força efectiva i justifica els diners gastats més que a causa de l’estalvi d’energia.
Casolà d'un antic refrigerador
És força difícil muntar una bomba de calor aire-aire de compressors i condensadors individuals amb les vostres pròpies mans sense tenir prou coneixements especialitzats en enginyeria. Però per a una habitació petita o hivernacle, podeu utilitzar la nevera antiga.
Per fer-ho, feu dos forats a la porta principal de la nevera. A través del primer, l’aire del carrer entrarà al congelador, i pel segon inferior es tornarà a portar al carrer.
Al mateix temps, durant el pas per la cambra interior, es donarà part de la calor que hi és present per freonar-se.
També podeu simplement refrigerar la màquina a la paret amb una porta oberta a l’exterior i un intercanviador de calor a la part posterior de l’habitació. Però s’ha de tenir en compte que la potència d’un escalfador serà petita i consumeix molta electricitat.
L’aire interior s’escalfa de l’intercanviador de calor de la part posterior de la nevera. Tanmateix, una bomba de calor només pot funcionar a temperatures exteriors d'almenys més de cinc centígrads.
Aquest electrodomèstic està dissenyat només per a ús interior.
La instal·lació d’una bomba de calor aire-aire és extremadament senzilla. Cal instal·lar els blocs externs i interns, i connectar-los junts per un circuit amb un refrigerant.
La primera part del sistema s’instal·la al carrer: directament a la façana, al terrat o al costat de l’edifici. El segon de la casa es pot situar al sostre o a la paret.
Es recomana instal·lar la unitat exterior a pocs metres de l’entrada a la cabana i lluny de les finestres, no oblideu el soroll que fa el ventilador.
I l’interior està ajustat de manera que el corrent d’aire càlid que es desprèn uniformement per tota l’habitació.
Si teniu previst escalfar una casa amb diverses habitacions en diferents pisos amb una bomba de calor aire-aire, haureu d’equipar el sistema de conductes de ventilació amb descàrrega forçada.
En aquest cas, és millor encarregar el projecte a un enginyer competent, en cas contrari, la potència del TN pot no ser suficient per a totes les habitacions.
El mesurador i el dispositiu de protecció han de suportar les càrregues punta creades per la bomba de calor. Amb un fort refredament fora de la finestra, el compressor comença a consumir electricitat moltes vegades més de l’habitual.
És millor que un escalfador d'aire posi una línia d'alimentació separada del quadre de distribució.
S’ha de prestar especial atenció a la instal·lació de tubs per a freons. Fins i tot els encenalls més petits del seu interior poden danyar l'equip del compressor.
Aquí no podeu prescindir de les habilitats de coure de coure. El subministrament de refrigerant generalment s’ha de confiar a un professional per tal d’evitar problemes posteriors amb les seves fuites.
A continuació, es descriuen instruccions pas a pas per fer una bomba de calor des d’un refrigerador aquest article.
Conclusions i vídeo útil sobre el tema
El principi de funcionament del sistema de divisió aire-aire dividit:
Bomba de calor de l’aire al sistema de calefacció d’una casa de dues plantes:
Inversor d'aire condicionat o bomba d'aire de calor, que és millor?
Les bombes de calor aire-aire són dispositius d’alta eficiència. Són fàcils de mantenir, fàcils d’operar i econòmics.
A la venda ara hi ha un gran assortiment de sistemes similars, per a qualsevol habitatge podeu triar una instal·lació de calefacció. Només cal calcular correctament la seva potència, i això servirà efectivament durant molts anys.
Què en penses de l’eficiència i la viabilitat d’utilitzar bombes de calor aire-aire? Compartiu la vostra opinió, deixeu comentaris sobre l’ús de les unitats i feu preguntes. El formulari de comentaris es troba a sota.
Bomba de calor Frenett: dispositiu i principi de funcionament + el podeu muntar tu mateix? 
Com fer una bomba de calor aire-aigua: diagrames de dispositius i autoensamblatge 
Bomba de calor aigua-aigua: dispositiu, principi de funcionament, normes per ordenar la calefacció de la seva base 
Com fer una bomba de calor per escalfar una casa amb les vostres pròpies mans: el principi de funcionament i esquema de muntatge 
Bomba de calor geotèrmica DIY per a la calefacció de la llar: dispositiu, disseny, auto-muntatge 
Com fer una bomba de calor amb les teves pròpies mans d’un frigorífic vell: dibuixos, instruccions i consells de muntatge 
Quant costa connectar el gas a una casa privada: el preu de l’organització del subministrament de gas 
Les millors rentadores amb assecador: valoració del model i consells per al client 
Quina és la temperatura del color de la llum i els matisos de l’elecció de la temperatura de les làmpades en funció de les vostres necessitats 
Substitució d’un guèiser en un apartament: documentació de substitució + normes bàsiques i requisits 
A causa de l’increment constant dels preus de l’energia, finalment hem prestat atenció a com podem estalviar en aquest tipus de despeses a causa de la tecnologia. La bomba de calor de l’aire també té els seus inconvenients, però són més que rendibles amb l’efecte positiu que comporta. L’únic negatiu: si a la regió hi predominen dies amb temperatures baixes, aquesta bomba no és per a vosaltres.
No tenim tan pocs llocs, amb un clima prou càlid per a aquestes bombes. Agafeu la mateixa costa del Mar Negre: no hi ha gelades, i el subministrament de gas, sobretot als contraforts, és una cosa molt cara. Aquí, una bomba és correcta!
La bomba de calor aire-aire utilitza l’atmosfera com a font d’energia. Aquí el gos està enterrat, com més baixa sigui la temperatura de l'aire, menys energia es produeix per escalfar l'interior. Aquesta propietat limita l’ús rendible de la bomba a territoris amb t> -10 ° C. Si l’hivern és dur a la vostra zona, fixeu-vos en la nostra terra terra (per sota del nivell de congelació), podeu utilitzar un cos d’aigua proper (preferiblement un riu, un rentat natural de canonades). Despeses addicionals, però la calor a casa vostra val la pena.
Les bombes de calor tenen una característica: la màxima eficàcia s’obté escalfant el refrigerant a temperatures relativament baixes - uns 45 ° C. Per treballar amb radiadors de calefacció convencionals, aquesta temperatura no és suficient o hauràs de posar piles grans en 20 seccions. Però per a la calefacció per terra radiant, aquesta és la temperatura. En sistemes convencionals (per exemple, amb una caldera de gas), es redueix especialment a aquests valors per no escalfar el sòl i, en conseqüència, l'habitació.
I Víctor i Alexandre: no tens tota la raó. Per exemple, les aplicacions rendibles fins a -10 són informació obsoleta. Els enginyers treballen, inventen i ara han aconseguit el sistema CPC aire-aire> 3 a -15g. I el treball es va provar a temperatures> -30g (naturalment amb una lleugera disminució d'eficiència i CPC). És a dir, el màxim es paga en un parell d’anys.
A més, sobre l'escalfament del refrigerant. Els enginyers també van treballar molt. Per exemple, van aconseguir esprémer compressors més potents basats en imants de samari a les dimensions dels blocs antics (que de seguida gairebé va permetre reduir el consum d’energia a la mateixa potència que els motors amb rotor de gàbia d’esquirol), i l’eficiència va augmentar a partir de l’ús de compressors de desplaçament (10 per cent). El llast intern (!) De canonades de freó i l’enganxament de dues files dels radiadors mateixos van permetre maximitzar l’eficiència dels radiadors tant de les unitats externes com interiors (l’últim extrem Daikin té un radiador interior de cinc files). Tot això va permetre reduir la diferència de temperatures de funcionament entre les unitats exteriors i interiors i, en conseqüència, augmentar el CPC.I també transferiu bombes de calor a la zona d’eficiència energètica A +++!
D’acord amb això, a l’estiu tindreu un aire condicionat molt econòmic, que també accelera la devolució.
M’agradaria fer una pregunta, però si poseu la unitat a l’aire lliure sota terra i feu una capa d’aigua per a això, o la poseu en un recipient amb aigua?