Bomba de calor ar-água: uma revisão da tecnologia de design próprio

Uma moderna bomba de calor ar-água é um dispositivo extremamente útil. Mesmo que a temperatura externa se aproxime de zero, ela pode ser usada para aquecer com êxito salas bastante grandes. Se as bombas de calor do tipo “água subterrânea” ou “água-água” forem mais fáceis de instalar em uma casa particular com uma parcela espaçosa, o modelo do tipo “água-ar” será instalado sem problemas em prédios urbanos, residenciais e comerciais.

Como esse sistema funciona?

O mundo ao nosso redor está cheio de energia, você só precisa coletá-lo e usá-lo corretamente. Para isso, as bombas de calor ar-água são projetadas. Com a ajuda deles, é possível coletar energia de baixo potencial do meio ambiente e convertê-la em calor de alto potencial, que pode aquecer a casa com muita eficiência. Os especialistas chamam esse processo de princípio inverso de Carnot, com base no qual as unidades de refrigeração funcionam.

Com a ajuda de um ventilador poderoso, o ar comum é retirado do exterior. Está em contato com o evaporador, dentro do qual existe um refrigerante circulando ao longo da bobina. Quando aquecido, o refrigerante evapora e entra no compressor. Aqui, ele é comprimido e aquecido a uma temperatura de cerca de 75 graus e sob pressão entra no condensador. Lá, o refrigerante condensa e se torna líquido, liberando calor para o sistema de aquecimento doméstico. O refrigerante líquido entra no evaporador, onde é aquecido sob a influência do ar externo, etc. O ciclo "aquecimento-evaporação-compressão-condensação" é repetido várias vezes.

A unidade externa da bomba de calor ar-água é colocada no local, escolhendo um local com boa circulação de ar perto da casa para isso.

Todos os tipos de bombas de calor são recomendados para uso não com radiadores tradicionais, mas com aqueles tipos de aquecimento que não precisam de aquecimento refrigerante a altas temperaturas. Eles incluem "piso quente», aquecimento de ar, radiadores de grande área, etc.

Vantagens e desvantagens desse aquecimento

Uma bomba de calor ar / água moderna é eficiente e pode economizar significativamente em aquecimento, porque:

• o ar pode ser chamado de recurso renovável mais acessível e mais barato;
• o custo de instalação dessa unidade será mais barato do que a instalação de outros tipos de bomba de calor (água do solo, água, água etc.), e todo o processo é mais simples e rápido;
• o aquecimento pode ser realizado mesmo a uma temperatura externa negativa;
• o dispositivo funciona quase silenciosamente;
• troca de ar interna eficiente é fornecida;
• o controle da instalação pode ser realizado automaticamente.

De fato, ao construir uma bomba de calor a ar, não é necessário perfurar poços ou realizar escavações em larga escala, não há necessidade de construir um trocador de calor para o circuito externo, etc. Para isso, duas pequenas isolado o gasoduto. Existem modelos que não precisam desses pipelines.

Para a bomba de calor ar-água, você precisará de um ventilador grande que forneça fluxos de ar ao evaporador. As pás do ventilador devem ser cobertas com grelha.

As desvantagens deste design são poucas, mas devem ser consideradas. Embora se acredite que uma bomba de calor a ar possa funcionar eficientemente durante todo o ano, ainda é melhor usá-la em áreas com invernos amenos e quentes. Não é recomendável ligar uma bomba de calor a temperaturas abaixo de -7 graus. Ao mesmo tempo, a eficiência do sistema no inverno será menor do que na primavera ou no outono. Embora os fabricantes afirmem que modelos industriais de bombas de calor desse tipo podem funcionar com sucesso a -25 graus Celsius. Em uma área com clima severo, a combinação de uma bomba de calor e uma caldeira tradicional, que só é ligada quando ocorrem resfriados graves, pode ser a opção mais lucrativa.

Obviamente, para a operação de qualquer bomba de calor, é necessária eletricidade. Para cada quilowatt de eletricidade gasta, o dispositivo permite obter de 3 a 4 kW de energia natural. Portanto, em última análise, o uso de uma bomba de calor para aquecimento é econômico em comparação com o custo de aquecimento com gás, diesel, combustível sólido ou aquecimento com uma caldeira elétrica. No entanto, você não deve esquecer a dependência do sistema na disponibilidade de eletricidade.

Algoritmo para montar uma unidade caseira

Quase todos os elementos de uma bomba de calor a ar podem ser fabricados independentemente. Recomenda-se remover o compressor de um sistema de divisão convencional. Por via de regra, esse dispositivo possui características adequadas e funciona silenciosamente. Além do compressor, serão necessários vários materiais:

• reservatório metálico de aço inoxidável com um volume igual ou superior a 100 l;
• barril de plástico com um pescoço largo;
• tubos de cobre de vários diâmetros (espessura da parede do tubo - pelo menos 1 mm);
• conjunto de acoplamentos e adaptadores;
• eletrodos
• torneira de drenagem;
• ventilador de ar DU-15;
• válvula de segurança;
• manômetros;
• dispositivos para controle automático;
• Suportes para fixação de elementos do sistema;
• Freon e outros

Nota! Quando o compressor é ligado, é necessária uma corrente suficientemente grande; portanto, a carga nominal recomendada do medidor elétrico na casa deve ser de pelo menos 40A.

Para fazer uma bomba de calor a ar, você deve:

1. Armazene um compressor e suportes adequados para montagem na parede. Para fazer uma bomba de calor de 9kW, você precisa de um compressor de 7,2 kW.
2. Para fazer uma bobina a partir de um tubo de cobre, envolva-o uniformemente em torno do cilindro com o diâmetro desejado.
3. Para fazer um capacitor, corte ao meio um tanque de aço em 100 litros, insira uma bobina de cobre dentro.
4. Prepare o tanque e instale as conexões dos parafusos. Para instalar o capacitor acabado, você também precisará de suportes.
5. Corte o barril de plástico para fazer um evaporador.
6. Insira uma bobina de cobre de ¾ de polegada do tubo no evaporador.
7. Para montar o evaporador na parede, você precisa de outro conjunto de suportes em forma de L.
8. Conecte os elementos em um sistema comum.
9. Convide um mestre de refrigeração que verifique a qualidade da construção e bombeie refrigerante para o sistema.

Depois disso, é necessário garantir a entrada de ar externo e sua descarga para contato com o evaporador, além de conectar o dispositivo ao sistema de aquecimento da casa.

Para fazer uma bobina a partir de um tubo de cobre para uma bomba de calor ar-água, você pode pegar um cilindro de diâmetro adequado sob freon ou gás e enrolar cuidadosamente o tubo sobre ele

O compressor da bomba de calor ar-água pode ser removido do sistema dividido, certificando-se de que possui energia suficiente. Um tanque de metal é adequado para a fabricação de um capacitor

Os princípios básicos de operação de uma bomba de calor a ar são apresentados no material de vídeo, no exemplo de um modelo industrial:

Observe que, se for decidido usar a bomba de calor em paralelo com a caldeira, é recomendável usar desviar.

Algumas palavras sobre cálculos de potência

Antes de iniciar o trabalho de criação da bomba, você deve determinar sua potência. Não faça a unidade "com margem", pois isso implicará custos de material completamente desnecessários. A falta de energia afetará a eficiência do sistema; nesse caso, a casa estará com muito frio.

Para cálculos detalhados da potência da bomba de calor, os especialistas usam programas especiais que permitem determinar outros parâmetros, por exemplo, a área de uma bobina de cobre etc. Os artesãos populares facilitam isso - eles usam calculadoras on-line que são instaladas em alguns sites especializados. Nos campos especiais, você deve inserir dados sobre:

• a região em que as instalações estão localizadas;
• área total de uma casa particular;
• a altura dos tetos nos quartos;
• grau de isolamento do edifício.

Com base nesses dados, o programa fornecerá a potência calculada da bomba de calor. Obviamente, quanto melhor o edifício for isolado, menos calor será necessário para aquecê-lo; portanto, é recomendável resolver o problema do isolamento térmico antes do início da instalação. Para você, fornecemos dados indicativos para referência geral.

Dependência estimada da capacidade de aquecimento necessária das bombas de calor na área da casa com boas propriedades de isolamento térmico

Tecnologia de manutenção adequada

O funcionamento das bombas de calor é regulado automaticamente, portanto, este sistema não requer nenhum cuidado diário especial. No entanto, recomenda-se inspecionar periodicamente, pelo menos uma vez por ano, todos os elementos do sistema para identificar possíveis problemas e evitá-los. O proprietário da bomba de calor deve:

1. Verifique as condições de todos os filtros disponíveis e limpe-os.
2. Monitore a temperatura do óleo no compressor (ele deve estar quente).
3. Remova os detritos presos no trocador de calor externo.
4. Remova poeira e sujeira dos sensores de temperatura.
5. Verifique o status da fiação e as linhas de conexão.
6. Inspecione mangueiras, tubulações e suas conexões, revelando vazamentos.
7. Se necessário, lubrifique os pontos apropriados no motor e no ventilador.

Normalmente, o compressor está equipado com um sistema de aquecimento a óleo. Antes de iniciar a bomba, deixe-a ligada por algumas horas para que o óleo tenha tempo para aquecer. Sem essa precaução, o equipamento pode falhar muito rapidamente.