Visió general del sistema de bombes de calor aire-aire: "aire condicionat per a la calefacció"
Entre les opcions de calefacció alternativa, la bomba de calor aire-aire es considera la més eficient i menys costosa. Per a aquest sistema, no es requereix cap treball complicat per excavar el sòl ni foradar pous especials a l'exterior ni instal·lar costosos radiadors de calefacció tradicional d'aigua a la casa. Si es vol, i amb certa destresa, es pot fer una bomba de calor de manera independent, estalviant una quantitat equivalent a un parell de mil dòlars.
Contingut
Com funciona una bomba de calor de l’aire?
Per a una persona nova en la física i la termodinàmica, la idea d’una bomba de calor de l’aire pot semblar absurda. És realment possible a temperatura exterior significativament per sota de zero escalfar l’aire de la casa fins a un nivell acceptable? Això és realment possible, és per això que els models industrials d'una gran varietat de bombes de calor s'han venut amb èxit durant més d'una dècada. El principal desavantatge dels models de fàbrica és el preu molt elevat.
Tots els objectes que envolten una persona contenen una certa energia tèrmica. Fins i tot a 20 graus de gel a l’aire hi ha una energia tèrmica potencial baixa. Una bomba de calor de l’aire recull aquesta energia dissipada i, en sentit figurat, la concentra, i després escalfa el portador de calor. En el nostre cas, de nou, els fluxos d’aire que circulen per la casa s’utilitzaran per a la calefacció.
Un element important d’aquest sistema és el refrigerant, és a dir, una substància amb una temperatura d’ebullició i evaporació molt baixa. Molt sovint s’utilitza gas Freon en aquesta qualitat, el mateix que es fa en un refrigerador o un aparell d’aire condicionat normal. Però si en aquests dispositius el refrigerant elimina la calor i la transfereix a l’entorn, aleshores a la bomba de calor recull la calor que hi ha a l’aire i la transfereix a la casa.
El cicle de conversió de l'energia tèrmica de baix potencial a energia de gran potencial es pot descriure de la manera següent:
- El ventilador bomba aire exterior a la cambra amb l’evaporador.
- El refrigerant dins de l’evaporador s’escalfa i entra en estat gasós.
- En forma de gas, el refrigerant entra al compressor i s’escalfa addicionalment, exposat a alta pressió.
- A continuació, el refrigerant es transfereix al condensador, on perd l’energia rebuda i torna a tornar a l’estat líquid.
- La calor resultant s’utilitza per escalfar la casa.
- El refrigerant líquid es torna a l'evaporador.
Per augmentar l’eficiència del dispositiu, es recomana utilitzar una vàlvula d’acceleració especial entre el condensador i l’evaporador. Aquest cicle, anomenat principi Carnot invers, es repeteix una i altra vegada.Per automatitzar el procés, s’inclou al circuit una unitat de control automàtic.
Aquest diagrama il·lustra el principi de funcionament de la bomba de calor aire-aire. La baixa energia potencial de l'aire exterior es converteix en energia de calor amb un potencial elevat
Com escalfar una casa amb aire?
Al següent vídeo, es presenta una experiència interessant en l'ús d'una bomba de calor aire-aire:
Per escalfar eficaçment la casa amb l’aire, és necessari realitzar tres etapes de treball:
- Assegureu-vos que hi ha l'aire exterior necessari per al funcionament de la bomba de calor.
- Muntar parts individuals de la bomba de calor en un sol dispositiu.
- Creeu un sistema de calefacció per aire a casa.
Per assegurar el flux d’aire exterior, s’utilitza un potent ventilador. Es pot instal·lar directament contra la paret de l’edifici o a alguna distància, escollint un lloc adequat al pati d’una casa privada. Es recomana col·locar el ventilador en un espai obert amb un bon flux d’aire. L’aire entrarà a la casa a través de canonades especials. Si el ventilador està instal·lat al pati, haureu de realitzar dues canonades: per a la presa d’aire des de l’exterior i per al flux d’aire invers. Normalment, les canonades es col·loquen en una rasa excavada al sòl (al mateix temps que cal aïllar), o bé es deixen passar directament per la paret.
La unitat de bomba de calor aire-aire exterior es pot situar en un lloc adequat amb un bon flux d’aire: a prop de la paret de la casa o fins i tot al seu sostre
Com fer tu mateix un muntatge?
Típicament, les bombes de calor aire-aire consisteixen en diversos dispositius, com un evaporador, un compressor i un condensador. Per a la fabricació de l’evaporador, podeu utilitzar un dipòsit de plàstic gran, la capacitat recomanada és de 100-120 litres. S'insereix una bobina d'un tub de coure dins d'aquest dipòsit, pel qual circularà el refrigerant. Per fer una bobina, utilitzeu un cilindre adequat, sovint es tracta d’un cilindre de gas. La canonada s'enrotlla sobre un cilindre i, per mantenir el pas correcte entre els gir de la bobina, s'utilitza un rail perforat d'alumini. A més, en un recipient de plàstic, heu de fer forats per subministrar i treure aire extern. La bobina de l’evaporador pot encaixar fàcilment en una capacitat menor, però, per a això, caldrà fer més voltes d’un diàmetre menor, cosa que complica molt el treball i afecta negativament la seva qualitat.
Es necessitarà una altra bobina de coure per al condensador. Aquest element sol estar fabricat en un dipòsit metàl·lic, que haurà de tallar i després ser elaborat. També s’introdueix una bobina de coure per refrigerant a l’interior i es fan forats a través dels quals entraran i descarregaran l’aire intern de l’habitació. El treball es realitza mitjançant una soldadora.
Un dels elements més importants del sistema és un compressor. Per fer aquest element tu mateix és força problemàtic, per tant, normalment s’utilitzen models industrials. L’opció pressupostària per resoldre el problema és eliminar el compressor de treball del sistema d’escisions danyat. Normalment, la potència d’aquests compressors és perfecta per a bombes de calor fetes de manera pròpia, i el recurs restant és suficient per a molts anys de funcionament.
Després que tots els elements estiguin preparats, heu de:
- Connecta’ls entre si.
- Ompliu el sistema amb refrigerant.
- Connecteu l’evaporador al sistema d’entrada d’aire exterior.
- Connecteu el condensador al sistema de calefacció de la casa.
La càrrega de refrigerant és una etapa de treball difícil i responsable. Per dur a terme aquesta tasca, és millor convidar un mestre de refrigeració amb experiència. No només omplirà el freó amb la bomba de calor, sinó que també ajudarà a comprovar la qualitat del dispositiu.
Ordenació d’un sistema de calefacció d’aire
La calefacció d’aire s’adapta millor a l’ús amb una bomba de calor que els sistemes d’aigua tradicionals amb radiadors voluminosos i cars, ja que en aquest cas no cal escalfar el refrigerant a temperatures molt altes. L’aire escalfat es distribueix a la sala d’estar mitjançant un sistema de conductes. Això elimina les pèrdues de calor força importants, que són inevitables en transportar aigua calenta.
Es poden utilitzar diversos tipus de conductes d'aire per a la bomba de calor aire-aire, sovint es tracta d'estructures d'acer galvanitzat fiables
L’aire escalfat de l’intercanviador de calor entra al filtre i, després, al sistema de conductes. Al mateix temps, s’hi barreja una certa quantitat d’aire exterior. D’aquesta manera, s’assegura no només escalfar l’habitació, sinó també l’intercanvi d’aire correcte.
Per descomptat, per transportar aire càlid, necessiteu un ventilador prou potent. Els conductes d'aire se solen posar al llarg de les parets de les habitacions i l'aire càlid prové de les reixes de subministrament, que és aconsellable col·locar a prop de les finestres. A més, el sistema està equipat amb termòstats que permeten ajustar la calefacció del local en mode automàtic.
Per al muntatge sistema de calefacció per aire haureu de subministrar-vos:
- conductes especials d'aire;
- un conjunt de reixes d’abastament;
- cinta d'alumini reforçat;
- un conjunt de fixadors;
- eina per treballar amb acer galvanitzat.
Tant els conductes rígids com els flexibles s’han utilitzat amb èxit per transportar aire calent. Per a estructures rígides, es necessitaran corbes addicionals per desplegar la direcció del flux d'aire en l'angle requerit (45 o 90 graus).
Si teniu previst instal·lar calefacció d’aire fins i tot en l’etapa de la construcció d’una casa, podeu ocultar els conductes d’aire a la paret o sota el fals sostre. En cas contrari, estan recoberts d’elements decoratius especials.
El millor és muntar el sistema de conductes a l’etapa de la construcció d’una casa. Després es poden incorporar directament a les parets. Si la decisió es pren posteriorment, els conductes d’aire es col·loquen al llarg de les parets i s’amaguen amb reixes decoratives.
