Bomba de calor geotèrmica de bricolatge per escalfar una casa: dispositiu, disseny, automuntatge

Podeu organitzar la calefacció i el subministrament d'aigua calenta per a un habitatge particular de diferents maneres, per exemple, connectant-vos a les comunicacions de subministrament central de gas o canviant els sistemes de calefacció a consum elèctric. Estàs d'acord?

O podeu muntar una bomba de calor geotèrmica amb les vostres pròpies mans i utilitzar eficaçment la calor de la terra per crear unes condicions de vida còmodes. Per descomptat, aquest és un procés força intensiu de mà d'obra, però per a aquells que almenys estiguin una mica versats en tecnologia, no serà difícil.

En el nostre article parlarem dels principis de funcionament i dels tipus d'instal·lacions geotèrmiques. T'explicarem com construir tu mateix una bomba de calor amb materials de ferralla. A més, a l'article trobareu consells d'experts sobre l'elecció de geoagregats. I els vídeos publicats revelaran els secrets de la instal·lació i els principis de funcionament de les bombes geotèrmiques.

Com funciona una unitat geotèrmica?

L'algorisme de funcionament d'una bomba de calor geotèrmica es basa en la transferència de calor d'una font amb un potencial d'energia tèrmica baix al refrigerant. La terra aquí fa el paper de radiador a l'estiu i és una font activa de calor a l'hivern.

La diferència de temperatures del sòl ajuda a millorar l'eficiència general del sistema i ajuda a reduir els costos operatius reals.

El funcionament d'una bomba de calor geotèrmica es basa en un fenomen anomenat inèrcia tèrmica. La temperatura de la terra a una profunditat de 6 metres i per sota correspon gairebé exactament a la temperatura mitjana anual de l'aire a la regió i varia molt poc al llarg de l'any natural.

A la pràctica, el refrigerant actual entra en una canonada situada a terra i s'escalfa allà diversos graus. A continuació, la composició entra a una unitat d'intercanvi de calor (o evaporador) i transfereix l'energia tèrmica acumulada al circuit intern del sistema.

El principi de funcionament de les instal·lacions geotèrmiques és similar al funcionament dels sistemes de refrigeració. És per això que alguns tipus de bombes de calor s'utilitzen amb èxit com a aparells d'aire condicionat a l'estiu i amb la seva ajuda refrescar l'aire dels locals residencials.

El refrigerant que funciona al circuit extern s'escalfa a l'evaporador, es converteix en gas i s'envia al compressor. Allà es contrau sota la influència de l'alta pressió i s'escalfa encara més.

El gas calent passa al dispositiu de condensació i transfereix energia tèrmica al refrigerant de treball del sistema intern responsable de la calefacció de la casa. Al final del procés, el refrigerant, havent perdut la seva calor, torna al seu punt inicial en estat líquid.

Quins són els tipus d'instal·lacions geotèrmiques?

Les bombes de calor geotèrmiques es diferencien entre si pel tipus de refrigerant als contorns interns i externs de l'estructura. L'energia del dispositiu s'obté del sòl, l'aigua (aigua subterrània o un embassament natural obert) o l'aire.

A l'interior de l'habitatge, el recurs tèrmic s'utilitza per a la calefacció d'habitacions, la calefacció d'aigua i la climatització.Segons la combinació d'elements i funcions utilitzades, els sistemes es classifiquen en tipus: "aigua-terrestre", "aigua-aigua" i "aire-aigua".

Opció 1. Muntatge mitjançant tecnologia terra-aigua

Una bomba terra-aigua és una de les opcions de calefacció alternatives més efectives per a locals residencials. El principi del seu funcionament es redueix a la selecció de l'energia tèrmica del sòl mitjançant sondes o col·lectors i la seva transferència al sistema de calefacció d'aigua de la llar.

Les bombes de calor geotèrmiques terra-aigua són dispositius avançats d'alta tecnologia. Són excepcionalment fiables i demostren un alt nivell d'eficiència. No requereixen una intervenció constant dels propietaris en la seva feina, sinó que requereixen un servei professional

Una instal·lació especial ajuda a implementar la tecnologia, que consisteix en un intercanviador de calor geotèrmic situat per sota de la profunditat de congelació real del sòl, i directament una bomba de calor que funciona com una nevera, només a la inversa (cicle de Carnot invers).

Com funciona el dispositiu

La instal·lació "d'aigua subterrània", que escalfa locals residencials amb calor renovable produïda pel sòl, funciona segons el següent algorisme:

1. El fluid de treball (salmorra o anticongelant), que es mou al llarg del circuit geotèrmic, agafa la temperatura del sòl i es transfereix a través d'una bomba a un intercanviador de calor - evaporador. Allà emet la calor recollida al freó, i ell mateix, havent-se fet 2-5 °C més fred, torna al seu punt de partida.
2. El freó enriquit amb energia tèrmica s'evapora i, havent assumit un estat gasós, entra a la unitat del compressor. Allà, la temperatura del gas augmenta a causa de les formes de compressió i condensació.
3. L'energia tèrmica es transfereix al refrigerant del sistema de calefacció de la llar i el freó torna a prendre forma líquida. La seva pressió cau després de passar per la vàlvula d'expansió del sistema i el refrigerant torna a l'evaporador per guanyar una altra part del recurs.

Com a resultat d'aquest procediment, el volum d'energia tèrmica extreta del sòl i transferida al sistema de calefacció d'un edifici residencial és més de 4 vegades més gran que la quantitat d'electricitat gastada per garantir el correcte funcionament de la unitat compressor, bomba de circulació. i unitat de control.

Una barreja de glicol amb un bon índex de viscositat, aigua amb alcohol o una solució salina: aquests són els líquids no congelants que s'utilitzen al sistema terra-aigua. Són respectuosos amb el medi ambient, reben la calor de manera eficient i la transporten a l'estació de bombeig

Un avantatge addicional és que el sistema té la capacitat de treballar en sentit contrari, és a dir, per a la refrigeració. És cert que la pèrdua d'eficiència arriba al 20%, però això es considera justificat, donada l'elevada capacitat de calefacció de l'equip.

Opcions per col·locar sistemes d'aigua subterrània

Per crear el contorn extern del sistema terra-aigua, s'utilitzen canonades de polímer d'alta resistència amb bones característiques de rendiment. Es col·loquen horitzontalment, col·locats al fons de la fossa d'una manera que recorda la disposició de les comunicacions per als complexos de "pis calent".

La bomba de calor terra-aigua és fiable, eficient i silenciosa en funcionament, però la seva instal·lació costa molts diners i requereix molt de temps (almenys 1 mes per a les activitats de construcció, instal·lació i ajust).Aquest punt s'ha de tenir en compte abans d'escollir un sistema de calefacció d'aquest tipus.

En la instal·lació, s'utilitza una superfície de 25-50 metres quadrats. m per cada quilowatt individual de potència de la bomba instal·lada. La profunditat de la fossa es tria per sota de la línia de congelació i les dimensions exactes i el pas de la col·locació de canonades es determinen mitjançant càlculs addicionals.

Per als propietaris de grans terres que han escollit una bomba de calor geotèrmica terra-aigua per a la calefacció de la seva llar, és recomanable instal·lar col·lectors horitzontals. Per als propietaris de parcel·les petites, la instal·lació de sondes de profunditat és més adequada, ja que s'endinsen molt al sòl i no "mengen" la superfície útil a prop de la casa.

Els territoris on es disposen les comunicacions dels sistemes geotremals terra-aigua ja no s'utilitzen per a necessitats agrícoles. Es poden utilitzar per crear una gespa preciosa o un llit de flors amb plantes anuals florides.

La instal·lació vertical és molt més problemàtica i comporta l'ús d'equips professionals. Al lloc, amb una plataforma de perforació, es perfora un pou a una profunditat de 20 a 150 m, s'hi baixa una sonda geotèrmica especial i es connecta a una bomba que subministra fluid de treball al sistema de calefacció de la llar.

Una sonda vertical per a un sistema geotèrmic terra-aigua consta d'un capçal amb canonades connectades. Està immers en un pou amb una profunditat de 18 m o més. El nombre exacte de pous i sondes, la profunditat d'immersió necessària i el diàmetre real de la canonada es calculen per separat per a cada cas particular, a partir de la informació obtinguda com a resultat de l'exploració geològica realitzada per especialistes al lloc.

Les canonades de sondeig que s'estenen des dels pous perforats entren al pou de recollida. Des d'aquest a la bomba de calor hi ha 2 línies principals (subministrament de recursos i retorn), equipades amb un recobriment aïllant. El diàmetre de la línia depèn del volum total del sistema i de l'habitació que cal escalfar. De vegades, els paràmetres arriben als 160 mm.

Segons càlculs aproximats, la calefacció d'un edifici residencial amb una superfície d'uns 100 m2 requerirà uns 7,5 kW/h d'energia. En aquest cas, les sondes verticals per crear un sistema d'escalfament d'aigua terra s'hauran de baixar a terra 110-115 metres, o s'hauran d'ocupar 250 m2 de la zona adjacent per a comunicacions horitzontals (+)

A causa del fet que a la profunditat la temperatura del sòl és sempre més alta i més estable a causa de la influència del nucli terrestre, el mètode vertical de col·locació del sistema de calefacció es reconeix com el més eficaç. Demostra un alt nivell d'eficiència i funciona de manera fiable durant molts anys sense fallades ni avaries.

Opció #2. Característiques de les bombes de calor aigua-aigua

Un sistema geotèrmic aigua-aigua utilitza l'energia tèrmica d'un recurs hídric en el seu funcionament. Això és possible perquè a grans profunditats la temperatura de l'aigua, així com la del sòl, es manté força elevada i manté uns valors constants estables durant tot l'any.

Per muntar un sistema aigua-aigua i obtenir energia tèrmica de baix potencial, es poden utilitzar embassaments oberts (lacs, rius), pous, sondeigs i fins i tot aigües residuals dels cicles tecnològics de producció industrial (abastament d'aigua inversa).

No hi ha cap diferència estructural fonamental entre les bombes de calor terra-aigua i aigua-aigua. Però els menors costos econòmics i laborals són necessaris per a un complex construït sobre un embassament obert.No calen activitats de perforació a gran escala per a la instal·lació.

El material de la canonada amb el refrigerant està simplement equipat amb un pes, submergit en aigua i connectat al sistema de calefacció de la llar mitjançant comunicacions de connexió.

Tanmateix, aquesta opció només és possible si la parcel·la està molt adjacent a l'aigua i totes les parts de comunicació del sistema estan sota el control dels propietaris. Si no hi ha accés a aigües obertes, s'utilitza el potencial d'aigua subterrània.

És cert que això comporta seriosos treballs d'excavació i la construcció d'estructures complexes, per exemple, un pou addicional dissenyat per abocar l'aigua que passa per la unitat d'intercanvi de calor.

Quan s'instal·la una bomba de calor aigua-aigua, no hi ha un, sinó dos pous. L'aigua de treball passa per un i, després de passar per un intercanviador de calor, es redirigeix ​​al segon, que es troba en la direcció del moviment dels fluxos terrestres. Durant la col·locació, cal tenir en compte que el pou receptor ha d'estar situat com a mínim a 6 metres del pou de sortida i ha d'estar aigües avall.

Generalment instal·lacions aigua-aigua instal·lat on no és possible connectar comunicacions centrals o utilitzar altres tipus de refrigerants.

Els experts diuen que la calefacció alternativa d'aquest tipus és extremadament eficaç en edificis moderns que tenen una pèrdua de calor mínima.

Quan feu i instal·leu sistemes de calefacció geotèrmica aigua-aigua amb les vostres pròpies mans, és molt important utilitzar materials amb un alt nivell de resistència a la corrosió, la congelació i altres manifestacions agressives del medi extern. Aleshores, l'equip durarà molt de temps i no causarà cap problema al propietari

Si la casa està ben aïllada, protegida de corrents d'aire, humitat i penetració d'aire glaçat, o construïda amb modernes tecnologies d'aïllament tèrmic, el cost del sistema de calefacció es redueix significativament a causa de l'oportunitat de comprar equips de bombeig de potència molt inferior.

Opció #3. Disposició de sistemes aire-aigua

La bomba de calor aire-aigua utilitza el recurs d'energia natural més accessible, il·limitat i renovable: l'aire. L'equip funciona mitjançant ventiladors i evaporadors combinats en un únic complex.

És més eficaç a temperatures de fins a -15 °C. Amb un rendiment més agressiu, perd una part important de la potència.

Una bomba de calor aire-aigua costa molt menys que els models aigua-aigua i terra-aigua. El mòdul és adequat per a regions amb hiverns relativament càlids. A les regions fredes del nord, on les gelades superen els -20...25 °C, la instal·lació d'equips d'aire es considera poc pràctica.

La unitat és extremadament convenient, ja que no requereix que els propietaris d'una casa particular disposin d'equips especials per a la instal·lació i treballs d'instal·lació complexos.

No requereix excavació del terreny, perforació de pous i altres activitats intensives en mà d'obra. Fàcil d'instal·lar i no ocupa gaire espai. Pot funcionar correctament quan es col·loca al terrat d'un espai habitable.

Podeu instal·lar una bomba geotèrmica aire-aigua en un lloc directament al costat d'edificis residencials. Funciona en silenci i té un aspecte modern i atractiu que no fa malbé el disseny general de la zona

Els principals avantatges de l'equip inclouen un funcionament gairebé silenciós i la possibilitat de reutilitzar la calor alliberada de l'habitació climatitzada en forma d'aire d'escapament, aigua, gas, fum, etc.

Els propietaris realitzen ells mateixos el manteniment del sistema:

• netejar les pales del ventilador i reixes protectores a la unitat d'evaporació de la pols, petits residus i fulles;
• lubricar el compressor composició especial especificada a les instruccions del fabricant;
• canviar l'oli en unitats de potència (ventilador, compressor) amb una determinada freqüència;
• comproveu la integritat del cable d'alimentació font d'alimentació i canonades de coure per les quals circula el refrigerant pel sistema.

A més d'aquestes accions, els fabricants d'equips de bombeig aconsellen als clients que supervisin l'estat dels sensors tèrmics que reflecteixen el funcionament de la unitat de control.

S'han de netejar, eliminant amb cura la pols i les taques d'oli de la superfície. Això allargarà la "vida" desistemes aire-aire i farà que el procés operatiu sigui més senzill i còmode.

Com fer una unitat amb les teves pròpies mans?

Independentment de l'opció de recurs (terra, aigua o aire) escollida per a la calefacció, es necessitarà una bomba perquè el sistema funcioni correctament.

Aquest dispositiu consta dels següents elements:

• unitat de compressor (element intermedi del complex);
• evaporador, transferint energia de baix potencial al refrigerant;
• vàlvula d'acceleració, a través del qual el refrigerant torna a l'evaporador;
• condensador, on el freó allibera energia tèrmica i es refreda a la seva temperatura original.

Podeu comprar un sistema complet al fabricant, però això costarà una quantitat decent.Quan no hi ha diners gratuïts a mà, val la pena fer una bomba de calor amb les teves pròpies mans amb les peces a la teva disposició i, si cal, comprar les peces de recanvi que falten.

Quan planifiqueu instal·lar un sistema de calefacció geotèrmica en una casa particular, primer heu de tenir cura de reduir el nivell de pèrdua de calor. Per fer-ho, les parets s'han d'aïllar amb material especial, les portes i els marcs de les finestres han d'estar equipats amb coixinets d'escuma i el terra i el sostre s'han de protegir amb panells d'escuma. Aleshores, la quantitat màxima de calor alliberada per la bomba romandrà a l'interior de l'habitació.

Quan es pren la decisió de fer la seva pròpia bomba de calor, definitivament ha de comprovar l'estat del cablejat elèctric i del comptador elèctric de la casa.

Si aquests elements estan desgastats i antics, cal inspeccionar totes les zones, identificar possibles avaries i eliminar-les abans de començar a treballar. Aleshores, el sistema funcionarà perfectament immediatament després de l'inici i no molestarà els propietaris amb curtcircuits, incendis al cablejat o endolls tallats.

Mètode #1. Muntatge des de la nevera

Per muntar la bomba de calor amb les vostres pròpies mans, traieu la bobina situada a la part posterior de la nevera antiga. Aquesta peça s'utilitza com a condensador i es col·loca en un recipient molt durador i resistent a temperatures agressives. S'hi connecta un compressor que funciona correctament i s'utilitza un simple barril de plàstic com a evaporador.

Si s'utilitza una nevera molt antiga per crear una bomba, és millor substituir-hi el freó per una de nova. No podreu fer-ho pel vostre compte, així que haureu de convidar un especialista amb equips especials. Substituirà ràpidament el fluid de treball i el sistema funcionarà en el mode desitjat

Els elements preparats es connecten entre si i, a continuació, la unitat creada es connecta al sistema de calefacció mitjançant tubs de polímer i comença el funcionament de l'equip.

Es descriuen les instruccions pas a pas per muntar una bomba de calor des d'una nevera Aquest article.

Mètode #2. Bomba de calor de l'aire condicionat

Per fer una bomba de calor, es modifica l'aire condicionat i es redissenyen alguns components principals. En primer lloc, s'intercanvien les unitats exterior i interior.

L'evaporador, que s'encarrega de transferir la calor de baix grau, no està instal·lat addicionalment, ja que es troba al bloc intern de la unitat i el condensador que transmet energia tèrmica es troba al bloc extern. Tant l'aire com l'aigua són adequats com a refrigerants.

Si aquesta opció d'instal·lació no és convenient, el condensador s'instal·la en un dipòsit separat dissenyat per a l'intercanvi de calor correcte entre el recurs de calefacció i el refrigerant.

El sistema en si està equipat amb una vàlvula de quatre vies. Per a aquest treball es sol convidar un especialista amb competències professionals i experiència en la realització d'esdeveniments d'aquest tipus.

Els sistemes split moderns són ineficaços a baixes temperatures, de manera que els professionals no recomanen utilitzar-los per fer bombes de calor

En la tercera opció, l'aire condicionat es desmunta completament en els seus components, i després es munta una bomba d'acord amb l'esquema tradicional generalment acceptat: evaporador, compressor, condensador. El dispositiu acabat es connecta a l'equip que escalfa la casa i es comença a utilitzar.

El lloc té una sèrie d'articles sobre com fer bombes de calor amb les vostres pròpies mans, us recomanem que llegiu:

1. Com fer una bomba de calor per escalfar una casa amb les vostres pròpies mans: principi de funcionament i diagrames de muntatge
2. Com fer una bomba de calor aire-aigua: esquemes de dispositius i automuntatge

Consells per triar un sistema

La instal·lació d'equips de terra a aigua és més cara que totes les altres opcions, ja que requereix una excavació profunda quan l'equip es troba verticalment o una gran àrea lliure quan s'estableixen comunicacions horitzontalment.

Aquests paràmetres limiten l'ús del sistema i redueixen significativament el seu atractiu.

La instal·lació d'una bomba aigua-aigua també té algunes limitacions. Si hi ha una massa d'aigua accessible a prop, podeu col·locar-hi el sistema. La manca d'aigua oberta comportarà la perforació de pous i pous de drenatge, que tampoc és barat.

Una bomba aire-aigua no suposa cap problema d'instal·lació, i pot funcionar correctament fins i tot en edificis d'apartaments, però en hiverns severs amb temperatures baixes, la seva eficiència disminueix i es necessita una font d'energia paral·lela per suportar-la.

Malgrat això, disposició de la calefacció geotèrmica Com a resultat, paga els seus costos i comença a produir un recurs gratuït, que permet als propietaris viure en les condicions més còmodes, agradables i còmodes, sense gastar molts diners en serveis públics.

Conclusions i vídeo útil sobre el tema

El vídeo mostra clarament com s'instal·la un sistema de calefacció basat en un equip de calefacció geotèrmica aire-aigua en una gran casa feta amb un bloc de silicat de gas. Es revelen alguns matisos interessants sobre la instal·lació d'equips i s'anuncien xifres reals de les factures de serveis públics del mes.

Com funcionen els equips d'aigua terrestre.Una descripció detallada d'un especialista en la instal·lació de calderes tèrmiques geotèrmiques, recomanacions i consells útils per a artesans casolans d'un professional del seu camp.

Un usuari real de l'equip comparteix les seves impressions sobre la bomba de calor geotèrmica.

Un mecànic professional explica com fer una bomba de calor a casa amb un potent compressor i peces d'intercanvi de calor tubulars. Instruccions detallades en mode pas a pas.

Una bomba geotèrmica per escalfar una llar privada és una manera exitosa de crear condicions de vida còmodes, fins i tot quan no hi ha disponibles sistemes de comunicació centralitzats i fonts d'energia més convencionals.

L'elecció del sistema depèn de la ubicació territorial de la propietat i de les capacitats financeres dels propietaris.

Tens experiència fent una bomba de calor geotèrmica? Si us plau, compartiu informació amb els nostres lectors i suggeriu la vostra opció de muntatge. Pots deixar comentaris i adjuntar fotos dels teus productes casolans al formulari següent.