Tecnologia per al muntatge d'una bomba de calor del tipus aigua-aigua amb extracció de calor del pou

Si és impossible o massa car escalfar una casa privada amb gas i no és convenient fer servir combustible sòlid, per què no extreure energia directament del medi ambient? Una de les opcions més eficaces per obtenir els joules necessaris és una bomba de calor aigua a aigua. A Occident, la producció industrial d'aquestes unitats s'ha establert des de fa temps i té una gran demanda. Tot i això, el seu cost és força elevat. Per tant, la qüestió de crear una bomba de calor amb les vostres pròpies mans continua essent molt rellevant.

Com funciona i funciona aquesta bomba de calor?

Gairebé parlant, una bomba de calor funciona com una nevera, al contrari. La nevera elimina part del foc per baixar la temperatura dins de la cambra. Per tant, la paret posterior de la nevera escalfa notablement. La bomba de calor "refreda" el medi ambient escalfant el refrigerant que circula al sistema de calefacció de la llar.

Normalment, les bombes de calor aigua a aigua consisteixen en el següent dispositiu:

• circuit extern;
• contorn intern;
• evaporador;
• condensador;
• compressor

El circuit exterior és una canonada per on circula l’aigua subterrània. Entra al sistema des del pou, passa pel circuit extern, proporcionant al sistema energia tèrmica amb un potencial baix, i després es descarrega a un altre pou. De vegades dins d’un circuit extern immers en aigua, hi ha un fluid especial anomenat “salmorra”. Aquesta és també una forma molt eficaç de recollir la calor a l’entorn.

Nota! Si hi ha un estany obert a prop de la casa, també es pot utilitzar com a font de calor. En aquest cas, no cal perforar pous per a l'abstracció i l'abocament d'aigües subterrànies.

La calor de l’aigua subterrània entra a l’evaporador. El refrigerant a pressió entra aquí pel forat capil·lar. La disminució de la pressió provoca un procés d’evaporació i la calor de les parets interiors de l’evaporador es transfereix al refrigerant. El refrigerant gasós entra al compressor, on es comprimeix, després s’envia al condensador.

Aquí, el refrigerant es torna a convertir en estat líquid i l’energia resultant s’utilitza per escalfar el refrigerant que circula a les canonades del sistema de calefacció de la casa. Així, l’energia tèrmica d’aigua de baix potencial es converteix en energia amb alt potencial i, fins i tot en les gelades seques, es pot escalfar una casa amb una gran eficiència. Aquest procés es il·lustra gràficament al diagrama de la bomba de calor aigua a aigua.

El diagrama de la bomba de calor aigua-aigua mostra el procés d’obtenció del medi ambient d’energia tèrmica amb un potencial baix en energia potencial elevada per escalfar una casa i escalfar aigua

La qualitat de la bomba de calor depèn en gran mesura de les fluctuacions de la temperatura de l’aigua. Com més estable sigui la temperatura, millor serà la calefacció. Al pou, la temperatura de l’aigua durant tot l’any oscil·la entre els 7-12 graus, cosa que fa possible l’ús de l’equipament de manera molt eficient. Per automatitzar el funcionament del dispositiu, s’utilitza un regulador de temperatura que encén i apaga el compressor, mantenint la temperatura a les habitacions a un cert nivell.

Com fabricar un dispositiu tu mateix?

Una bomba de calor aigua a aigua casolana és un conjunt d’unitats preparades que s’han de connectar en la seqüència correcta. Sembla senzill, però a la pràctica tot es pot arruïnar per falta de càlculs competents. Són necessaris per conèixer la potència òptima del compressor, el diàmetre de la canonada de l’intercanviador de calor, així com altres paràmetres del sistema. Els no especialistes tenen diverses opcions per resoldre aquest problema:

• utilitzar programari especial (per exemple, CoolPack 1.46 i Copeland);
• utilitzar calculadores en línia que s’ofereixen als llocs web dels fabricants d’aquests equips;
• convidar a un especialista que us ajudarà a calcular-ho tot per un preu o amablement.

Així, ara, sobre cada detall amb més detall.

Part 1: compressor

La manera més fàcil d’obtenir un compressor adequat és treure’l del climatitzador, per exemple, d’un sistema split LG. El compressor de set watts té una capacitat de 9,7 kW per a la producció de calor i 7,5 kW per a la refrigeració. Un avantatge addicional d’aquests compressors és el baix nivell de soroll durant el funcionament.

El compressor de la bomba de calor aigua a aigua es pot treure de l’antic climatitzador. És preferible triar un model adequat per a potència i que funcioni en silenci

Molts compressors utilitzen freó R22, el punt d'ebullició del qual és -10, condensació - +55. El 2030, aquest refrigerant serà prohibit per utilitzar-lo. Una alternativa digna pot ser el freó R422 més “jove”. Tot i això, podeu canviar el refrigerant no només quan creeu una bomba de calor, sinó també en qualsevol moment adequat.

Part 2: condensador

Per fabricar el condensador es pot utilitzar un dipòsit d’acer inoxidable d’aproximadament 120 litres. Es talla a la meitat, una bobina de coure es munta a dins, les juntes soldades amb un fil de dues polzades, llavors les meitats del dipòsit es connecten mitjançant soldadura. L’àrea de la bobina per la qual circularà el refrigerant es calcula mitjançant la fórmula:

PZ = MT / 0,8RT, on:

• PZ - àrea de la bobina;
• МТ - Potència de calor generada pel sistema, kW;
• 0,8 - coeficient de conductivitat tèrmica en la interacció d’aigua i coure;
• RT: la diferència de temperatura de l’aigua a l’entrada del sistema i a la sortida d’aquest, graus centígrads.

Per a la fabricació d’una bobina, és adequat un tub de coure de mig polzada, una refrigeració especial o una fontaneria neta. El gruix recomanat de la paret de la canonada és d’1-1,2 mm. Per convertir una bobina de la longitud desitjada en una bobina, n’hi ha prou d’enrotllar-la sobre qualsevol cilindre adequat, per exemple, sobre un cilindre de gas. Els extrems de la bobina es treuen amb adaptadors de fontaneria. Per garantir la estanquitat de la connexió, utilitzeu lli i una femella de fixació.

Per fer una bobina per a un condensador de bomba de calor aigua a aigua, heu d’enganxar amb molta cura el tub de coure al cilindre. Una barana metàl·lica ajudarà a arreglar el to de les voltes

Tingueu en compte que l’entrada de la línia d’autònom s’ha de situar a la part superior del condensador per evitar la formació de bombolles.

Element 3: Evaporador

Una bóta de plàstic de 127 litres és adequada per al paper d’un evaporador. És més convenient si té un coll ample.L’evaporador es calcula així com el condensador. Una canonada de coure es pot torçar amb filferro de coure, sense cap aïllament.

Es pot fer un evaporador casolà per a una bomba de calor aigua a aigua a partir d’un barril de plàstic amb un coll ample. La bobina es pot col·locar en una capacitat més petita, però és més convenient treballar amb un barril de més de 120 l

Els experts recomanen l’ús d’evaporadors de tipus “inundat” per a bombes de calor improvisades, en què el refrigerant liquat entra a l’aigua des de baix i s’evapora a la part superior. Els adaptadors es poden fer a partir del coll de les ampolles de plàstic ordinàries, fixades amb lli i segellant. Les canonades de clavegueram estàndard són adequades per al subministrament i descàrrega d'aigua. En instal·lar la vàlvula termostàtica, abans de començar a soldar el tub de la línia d’anivellament, emboliqueu-lo amb un drap humit, ja que aquest element no s’ha d’escalfar a més de 100 graus.

Muntatge i recàrrega de freons

Per muntar els dispositius preparats en un sol sistema, necessitareu una soldadora. A l’entrada del compressor, es recomana una vàlvula d’ompliment, que resultarà útil més endavant. A continuació, amb una bomba especial de buit, s'ha de controlar el buit del sistema.

Per omplir el sistema amb freó, necessitareu un cilindre que contingui almenys 2 kg de refrigerant. Després del combustible, es recomana esperar uns dies, comprovant la pressió del sistema. Si es manté constant, no hi ha fuites. Si la pressió disminueix, podeu determinar els llocs de fuites de la manera més senzilla: utilitzar sabons de sabó. Els artesans no experimentats contacten millor amb un artesà que subministrarà equipament de forma professional i fiable.

Per al control automàtic del sistema, es recomana utilitzar un relé monofàsic 40A, fusible 16A, quadre elèctric i rail DIN. Es requereixen dos sensors de temperatura capil·lar: a la sortida del sistema (la temperatura màxima recomanada és de 40 graus) i a la sortida de l’evaporador (la temperatura d’aturada és de 0 graus per evitar que el sistema es congeli). Si s’utilitza un controlador per tenir en compte les lectures d’ambdós sensors de temperatura, s’ha de recordar que la seva configuració pot fallar quan es produeix una interrupció d’energia.

Una cosa així sembla una de les opcions per a una bomba de calor d'aigua-aigua casolana. El dispositiu està cobert per una carcassa metàl·lica al damunt de la qual es munta el quadre de control.

Després que el sistema estigui preparat i els seus elements estiguin col·locats en llocs convenients, caldrà construir dos pous separats per a l’entrada i descàrrega d’aigües subterrànies i portar el circuit extern al sistema. En aquelles zones on la perforació està associada a certs problemes, primer s’ha d’abordar aquest problema. Si els pous no es poden perforar, potser heu de triar una altra opció per a la bomba de calor, per exemple, les aigües subterrànies.

El vídeo següent mostra el funcionament d'una bomba de calor casolana:

Alguns suggeriments útils

Abans de procedir a la fabricació d’una bomba de calor, cal avaluar el nivell d’aïllament tèrmic de l’edifici i augmentar-lo al nivell màxim. En cas contrari, l'eficàcia d'aquest sistema tendirà a zero.

El millor és utilitzar una bomba de calor completa amb sistemes de calefacció a baixa temperatura. La majoria de vegades la unitat està connectada a la "pis càlid". L’experiència amb sistemes de parets càlides, grans radiadors, etc. pot tenir èxit. L’eficiència del sistema serà més alta, més petita serà la diferència de temperatura en els circuits externs i interns.

Per reduir el cost de la construcció d’una bomba de calor, es recomana utilitzar una font de calor addicional: caldera de gas, elèctrica o de combustible sòlid. La capacitat i les despeses necessàries per a la construcció de la bomba de calor seran inferiors i es reduirà el cost de calefacció de la casa.