Bomba de calor geotérmica de bricolaje para calefacción doméstica: dispositivo, diseño, autoensamblaje

Ventajas de las bombas de calor

Las ventajas de los sistemas de calefacción con bombas de calor incluyen las siguientes:

1. Eficiencia económica. Con el costo de 1 kW de energía eléctrica, puede obtener 3-4 kW de calor. Estos son indicadores promedio, porque. el coeficiente de conversión de calor depende del tipo de equipo y características de diseño.
2. La seguridad ambiental.Durante el funcionamiento de la instalación térmica no se introducen en el medio ambiente productos de combustión u otras sustancias potencialmente peligrosas. El equipo es seguro para el ozono. Su uso le permite obtener calor sin el menor daño al medio ambiente.
3. Versatilidad de aplicación. Al instalar sistemas de calefacción alimentados por fuentes de energía tradicionales, el dueño de la casa se vuelve dependiente de los monopolistas. Los paneles solares y las turbinas eólicas no siempre son rentables. Pero las bombas de calor se pueden instalar en cualquier lugar. Lo principal es elegir el tipo correcto de sistema.
4. Multifuncionalidad. En la estación fría, las instalaciones calientan la casa, y en el calor del verano pueden funcionar en modo aire acondicionado. El equipo se utiliza en sistemas de agua caliente, conectado a los contornos de la calefacción por suelo radiante.
5. Seguridad operativa. Las bombas de calor no requieren combustible, no emiten sustancias tóxicas durante su funcionamiento y la temperatura máxima de las unidades del equipo no supera los 90 grados. Estos sistemas de calefacción no son más peligrosos que los refrigeradores.

No hay dispositivos ideales. Las bombas de calor son fiables, duraderas y seguras, pero su coste depende directamente de la potencia.

Equipos de alta calidad para calefacción completa y suministro de agua caliente de una casa de 80 m2. costará alrededor de 8000-10000 euros. Los productos caseros son de bajo consumo, se pueden usar para calentar habitaciones individuales o cuartos de servicio.

La eficiencia de la instalación depende de la pérdida de calor de la casa. Tiene sentido instalar el equipo solo en aquellos edificios donde se proporciona un alto nivel de aislamiento y las tasas de pérdida de calor no superan los 100 W / m2.

El equipo es confiable y rara vez se descompone

Si es casero, entonces es importante elegir un compresor de alta calidad, lo mejor de todo, de un refrigerador o aire acondicionado de una marca confiable.

Esquema de ejecución de calefacción hidrotermal.

Hasta la fecha, los más utilizados son tres esquemas fundamentalmente diferentes para organizar la calefacción subterránea. Para garantizar la máxima eficiencia de calefacción de una casa, el área total del circuito subterráneo externo debe ser 2,5 veces el área calentada de un edificio residencial.

Los siguientes tipos de calefacción geotérmica se utilizan en calefacción autónoma:

1. Opción subacuática.
2. marcador horizontal.
3. Construcción de pozos.

En cada caso, la elección de uno u otro tipo de calefacción geotérmica dependerá del área de la casa, las capacidades financieras del propietario y las características del área. La opción subacuática se puede usar en los casos en que hay cuerpos de agua profundos cerca que no se congelan hasta el fondo en la temporada de invierno.

Hay varios tipos de colocación de este tipo de calefacción.

marcador horizontal

Esta opción de calefacción hidrotermal implica la ejecución de un pozo de cimentación cerca de la casa, cuya profundidad será de 2 metros más que el punto de congelación del suelo. En consecuencia, para calentar una casa privada con un área de 100 metros cuadrados, será necesario cavar un pozo con una profundidad de más de 3 metros y un área total de 250 metros cuadrados.

Si el área disponible del sitio permite que se haga un pozo de este tipo, la colocación horizontal será la mejor opción para el calentamiento geotérmico de una casa privada. Dentro de la fosa, se coloca un sistema de tuberías a través del cual circula un refrigerante que no se congela. El circuito de calefacción externo se introduce en la casa y se conecta al intercambiador de calor.

Entre las ventajas de este esquema para la implementación de calefacción geotérmica, se suele destacar su eficiencia, facilidad de disposición y reducción del costo de instalación de un circuito externo. Al mismo tiempo, es necesario tener en cuenta los requisitos obligatorios para el cálculo correcto del volumen del pozo, que no siempre es posible colocar en un terreno pequeño.

Calefacción doméstica geotérmica:

Opción submarina

Los propietarios de casas privadas que viven cerca de lagos y ríos a menudo eligen la opción de calefacción hidrotermal utilizando una opción subacuática. Solo es necesario pensar en la ubicación del contorno exterior, que se coloca a una profundidad de más de 4 metros, lo que excluye la posibilidad de que el lago o río se congele hasta el fondo. La parte subterránea y sobre el suelo del circuito, que va directamente desde la orilla del lago hasta la casa privada calentada, está necesariamente aislada y las tuberías se colocan bajo tierra a una profundidad por debajo del punto de congelación del suelo.

El uso de la opción subacuática permite simplificar la disposición del sistema de calefacción de una casa privada, ya que no es necesario realizar movimientos de tierra costosos y complejos. El circuito externo será calentado por el calor del agua, luego de lo cual se suministrará el refrigerante calentado al sistema, asegurando la operatividad del equipo.

Ejecución de pozos hidrotermales

La implementación de pozos geotérmicos para la organización de calefacción autónoma es la mejor opción, que puede reducir significativamente los costos del propietario. El pozo se perfora a una profundidad de 30 a 50 metros, lo que aumenta la eficiencia del calentamiento, ya que a grandes profundidades la temperatura de la tierra será más alta que en la superficie misma.

Perforar un pozo es uno de los métodos más efectivos para instalar dicha calefacción.

Hoy en día, muchos propietarios de viviendas, que equipan un sistema de calefacción geotérmica autónomo para una casa privada, eligen la opción de perforar pozos, lo que simplifica enormemente el tendido del circuito. En este caso, se garantiza la máxima eficiencia del equipo utilizado, lo que le permite utilizar todas las posibilidades de tecnologías tan modernas incluso en presencia de un área pequeña.

La implementación de la calefacción de una casa privada con el tendido de un circuito externo en pozos profundos permite reducir el costo total de organizar la calefacción autónoma en una casa en un 20-30%. Debido a la alta temperatura de calentamiento del refrigerante en el circuito profundo, es posible utilizar instalaciones de calefacción de pequeña capacidad, lo que simplifica la instalación del equipo, reduce su costo y brinda la máxima comodidad para vivir en una casa privada.

1 Cómo funciona

Una bomba de calor es un conjunto de equipos cuya tarea es recolectar energía térmica y entregarla al consumidor. La fuente de energía térmica puede ser cualquier medio o cuerpo con una temperatura superior a 1 grado. Para comprender mejor el principio de funcionamiento de estos dispositivos, debe familiarizarse con sus características funcionales:

• La unidad no produce energía térmica por sí sola.
• La bomba de calor requiere electricidad para funcionar.
• El principio de funcionamiento del dispositivo se basa en el ciclo de Carnot, que se utiliza en todas las unidades de refrigeración.

Recientemente, la tecnología de fabricación de bombas de calor ha mejorado significativamente. Las unidades modernas pueden tomar energía térmica del aire con una temperatura de hasta -30 grados, así como del agua y el suelo, hasta 2 grados.El freón es el fluido de trabajo en el ciclo de Carnot. Esta sustancia gaseosa comienza a hervir a temperaturas bajo cero. El refrigerante se evapora y condensa secuencialmente en dos cámaras de intercambio de calor, mientras absorbe energía del ambiente. Luego lo transporta al consumidor.

El esquema de una bomba de calor es similar al principio de funcionamiento de un acondicionador de aire que funciona para calefacción:

• Mientras el freón se encuentra en estado líquido, el refrigerante circula por las tuberías del intercambiador de calor. Tomando la energía térmica del medio ambiente, el freón hierve y comienza a evaporarse.
• Luego, el gas ingresa al compresor, que aumenta la presión al valor deseado. Como resultado, el punto de ebullición del refrigerante aumenta y la sustancia se condensa a una temperatura más alta.
• Al pasar a través de la cámara interna de intercambio de calor, el freón cede la energía acumulada al refrigerante y vuelve a entrar en estado líquido.
• Después de eso, el gas ingresa al receptor y al acelerador. Cuando se reduce la presión de la sustancia, se repite el ciclo de trabajo.

Calentamiento geotérmico de bricolaje en el hogar

Es muy posible montar y poner en funcionamiento la calefacción geotérmica por su cuenta. Sin embargo, pueden surgir dificultades en el curso del trabajo. En primer lugar, esto se refiere a la instalación de un circuito externo en el suelo. Por lo tanto, en ausencia de las habilidades necesarias, se recomienda confiar el ajuste del sistema a profesionales que harán un cálculo competente y montarán todo el sistema de calefacción geotérmica.

Cálculos preliminares

Para que la calefacción geotérmica produzca el efecto planeado, es necesario hacer cálculos. Ellos le ayudarán a elegir la potencia de los equipos de bombeo.Las cifras aproximadas para edificios con diferentes niveles de aislamiento térmico son diferentes. Entonces, para calentar un metro cuadrado necesitarás:

• sin aislamiento térmico - 120 W;

• con aislamiento térmico convencional - 80 W;

• con aislamiento de ahorro de energía - 40 vatios.

Para los cálculos, también necesitará números que determinen la pérdida de calor en la casa. Por ejemplo, si para un edificio residencial con un área de 180 m2. metros con aislamiento térmico de alta calidad, la pérdida de calor es de 9 kW / día, entonces el equipo debe proporcionar una potencia de 216 kWh (9 kW x 24 horas). Teniendo en cuenta el hecho de que las pérdidas de calor pueden diferir en diferentes momentos, se hace una concesión del 10 al 20%. Por lo tanto, la salida final de la bomba del sistema de calefacción geotérmica debe ser de 10,8 kW.

Al calcular, es importante tener en cuenta algunos puntos. Estos incluyen la temperatura del suelo al nivel del pozo.

En el centro de Rusia, se mantiene dentro de + 8 ... + 10 grados (a una profundidad de 15-20 metros). Con una disposición horizontal del circuito externo del sistema de calefacción, se tiene en cuenta una potencia de 50 kW por metro. Las cifras exactas dependen de las condiciones geológicas (humedad, presencia de agua subterránea). Diferentes suelos dan diferentes indicadores:

• suelo seco - 25 W / m;

• Sustrato húmedo - 45-55 W / m;

• Rocas duras - 85 W / m;

• La presencia de agua subterránea - 110 W / m.

¿Cómo es la instalación del sistema de calefacción?

Los sistemas de agua son una rareza, la calefacción geotérmica a través del suelo es la más demandada. Por lo tanto, la primera etapa del trabajo está asociada con la perforación de pozos o la excavación de un pozo. Los huecos se realizan a una profundidad de 20 a 100 metros, utilizando equipos especiales. El fondo del pozo está cubierto de arena.Además, se colocan tubos de plástico en los huecos o zanjas terminados, que pueden soportar una presión de aproximadamente 6 bar. Estas tuberías actuarán como sondas.

Durante la instalación, se utilizan tuberías de tres o cuatro líneas, mientras que las secciones del borde se conectan en forma de letra "U". El contorno exterior se puede comprar confeccionado o ensamblado de forma independiente.

Cuando se completa la parte más difícil del trabajo en la instalación de un sistema de calefacción geotérmica, comienzan a conectar la bomba. El cableado con este método es similar al cableado de un sistema de calefacción tradicional.

El principio de funcionamiento del dispositivo.

Aquellos que entran en contacto con los problemas de la calefacción rentable, el nombre de "bomba de calor" es bien conocido. Especialmente en combinación con términos como “tierra-agua”, “agua-agua”, “agua-aire”, etc. Tal bomba de calor con dispositivo Frenett no tiene prácticamente nada en común, salvo quizás el nombre y el resultado final en forma de energía térmica, que finalmente se utiliza para calefacción.

Las bombas de calor que funcionan según el principio de Carnot son muy populares como una forma rentable de organizar la calefacción y como un sistema ecológico. El funcionamiento de tal complejo de dispositivos está asociado con la acumulación de energía de bajo potencial contenida en los recursos naturales (tierra, agua, aire) y su conversión en energía térmica con un alto potencial. La invención de Eugene Frenette está organizada y funciona de una manera completamente diferente.

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El sistema de generación de calor desarrollado por E. Frenett no puede atribuirse incondicionalmente a la clase de bombas de calor. De acuerdo con el diseño y las características tecnológicas, este es un calentador.

La unidad no utiliza fuentes de energía geo o solar en su trabajo.El refrigerante de aceite en su interior se calienta por la fuerza de fricción creada por los discos metálicos giratorios.

El cuerpo de trabajo de la bomba es un cilindro lleno de aceite, dentro del cual se encuentra el eje de rotación. Se trata de una varilla de acero equipada con discos paralelos separados aproximadamente 6 cm.

La fuerza centrífuga empuja el refrigerante calentado hacia la bobina conectada al dispositivo. El aceite calentado sale del instrumento por el punto de conexión superior. El refrigerante enfriado regresa desde abajo

Apariencia bomba de calor frenette

Calentar el dispositivo durante el funcionamiento

Principales componentes estructurales

Las dimensiones reales de uno de los modelos.

El principio de funcionamiento de este dispositivo se basa en el uso de energía térmica, que se libera durante la fricción. El diseño se basa en superficies metálicas ubicadas no cerca unas de otras, sino a cierta distancia. El espacio entre ellos está lleno de líquido. Las partes del dispositivo giran entre sí con la ayuda de un motor eléctrico, el líquido dentro de la carcasa y en contacto con los elementos giratorios se calienta.

El calor resultante se puede utilizar para calentar el refrigerante. Algunas fuentes recomiendan usar este fluido directamente para el sistema de calefacción. La mayoría de las veces, un radiador convencional está conectado a una bomba Frenett casera. Como fluido de calentamiento, los expertos recomiendan enfáticamente usar aceite, no agua.

Durante el funcionamiento de la bomba, este refrigerante tiende a calentarse mucho. El agua en tales condiciones simplemente puede hervir. El vapor caliente en un espacio confinado crea un exceso de presión, y esto generalmente conduce a la ruptura de tuberías o una carcasa.Es mucho más seguro usar aceite en tal situación, ya que su punto de ebullición es mucho más alto.

Para hacer una bomba de calor Frenette necesitarás un motor, un radiador, varios tubos, una válvula de mariposa de acero, discos de acero, una varilla de metal o plástico, un cilindro de metal y un kit de tuercas (+)

Existe la opinión de que la eficiencia de dicho generador de calor supera el 100% e incluso puede ser del 1000%. Desde el punto de vista de la física y las matemáticas, esta no es una afirmación completamente correcta. La eficiencia refleja las pérdidas de energía gastadas no en el calentamiento, sino en el funcionamiento real del dispositivo. Más bien, las fenomenales afirmaciones sobre la increíblemente alta eficiencia de la bomba Frenette reflejan su eficiencia, que es realmente impresionante.

El costo de la electricidad para el funcionamiento del dispositivo es insignificante, pero la cantidad de calor recibida como resultado es muy notable. Calentar el refrigerante a las mismas temperaturas con la ayuda de un elemento calefactor, por ejemplo, requeriría una cantidad mucho mayor de electricidad, tal vez diez veces más. Un calentador doméstico con tal consumo de electricidad ni siquiera se calentaría.

¿Por qué no todos los locales residenciales e industriales están equipados con tales dispositivos? Las razones pueden ser diferentes. Aún así, el agua es un refrigerante más simple y conveniente que el aceite. No se calienta a temperaturas tan altas, y es más fácil limpiar las consecuencias de las fugas de agua que limpiar el aceite derramado.

Otra razón puede ser que cuando se inventó la bomba Frenette, ya existía un sistema de calefacción centralizado que funcionaba con éxito. Su desmantelamiento para reemplazarlo con generadores de calor sería demasiado costoso y traería muchos inconvenientes, por lo que nadie consideró seriamente esta opción.Como dicen, lo mejor es enemigo de lo bueno.

El principio de funcionamiento de las bombas de calor.

El principio de funcionamiento de un dispositivo para calentar una casa se basa en el hecho de que una sustancia (refrigerante) puede emitir energía térmica o quitarla en el proceso de cambio de estado. Esta idea es la base para el funcionamiento del frigorífico (debido a esto, la pared trasera del aparato está caliente).

La termobomba para calefacción funciona de la siguiente manera:

1. El agente entrante se enfría 5 grados en la sección de evaporación en función de la energía del portador de calor.
2. El agente enfriado ingresa al compresor que, como resultado del trabajo, lo comprime y lo calienta.
3. El gas ya caliente ingresa al compartimiento de intercambio de calor, donde emite su propio calor al sistema de calefacción.
4. El refrigerante condensado se devuelve al inicio del ciclo.

Dispositivo

Una bomba de calor para calentar una casa consta de varios elementos de contorno principales:

• un circuito con un refrigerante que mueve energía de una fuente de calor;
• un circuito con freón, que se evapora periódicamente, tomando energía térmica del primer circuito, y nuevamente se asienta con condensado, transfiriendo calor al tercero;
• un circuito donde circula un líquido, que es un portador de calor para calentar.

El funcionamiento de una bomba térmica para calentar una casa es económicamente beneficioso. La razón de esto es que el dispositivo no requiere alta potencia (por lo tanto, el consumo de electricidad no es más que el de un electrodoméstico estándar), pero produce 4 veces más calor en comparación con la electricidad consumida.

Tampoco es necesario crear una línea de cableado separada para conectar la bomba.

Pros y contras

Antes de decidir si usar o no una bomba de calor, debe familiarizarse con las ventajas y desventajas de su funcionamiento. Las principales ventajas de una bomba de calor incluyen:

• bajo consumo de electricidad para calentar la casa;
• no hay necesidad de inspección y mantenimiento regulares, lo que hace que el costo de operación de una bomba de calor para calefacción sea mínimo;
• Se permite la instalación en cualquier área. La bomba puede funcionar con fuentes de energía térmica como el aire, el suelo y el agua. Por lo tanto, es posible instalarlo en casi cualquier lugar donde se planee construir una casa. Y en condiciones de lejanía de la red de gas, el dispositivo es el método de calefacción más adecuado. Incluso si no hay electricidad, el funcionamiento del compresor puede garantizarse mediante un accionamiento a base de gasolina o diésel;
• La calefacción de la casa se realiza automáticamente. No se requiere agregar combustible o realizar otras manipulaciones, como, por ejemplo, en el caso de equipos de calderas;
• ausencia de contaminación ambiental por gases y sustancias nocivas. Todos los refrigerantes utilizados son completamente seguros y respetuosos con el medio ambiente;
• seguridad contra incendios. Los residentes de la casa nunca estarán en peligro de explosión o daños por sobrecalentamiento de la bomba de calor;
• la posibilidad de operación incluso en condiciones frías de invierno (hasta -15 grados);
• una bomba de calor de alta calidad para calentar una casa puede durar hasta 50 años. El compresor necesita ser reemplazado solo una vez cada 20 años.

Mira el video pros y contras

Como cualquier dispositivo, las bombas de calor tienen ciertas desventajas:

1. Si la temperatura ambiente desciende por debajo de los 15 grados, la bomba no podrá funcionar.En este caso, deberá instalar una segunda fuente de calor. A muy bajas temperaturas se enciende la caldera, generador o termo eléctrico;
2. Alto costo de los equipos. Costará aproximadamente 350,000-700,000 rublos, y la misma cantidad deberá gastarse en crear una estación geotérmica e instalar el dispositivo. No se requiere trabajo de instalación adicional solo para una bomba de calor que usa aire como fuente de calor;
3. Lo mejor es instalar una bomba de calor en combinación con calefacción por suelo radiante o convectores de ventilador, sin embargo, los edificios más antiguos requerirán remodelación y posiblemente incluso una remodelación importante, lo que implicará tiempo y costos adicionales. Si se está construyendo una casa particular desde cero, no hay tal problema;
4. Durante el funcionamiento de la bomba de calor, disminuye la temperatura del suelo ubicado alrededor de la tubería con el portador de calor. Esto provoca la muerte de algunos microorganismos implicados en el funcionamiento del medio ambiente. Por lo tanto, todavía se inflige algún daño al medio ambiente, pero es significativamente menor que el daño causado por la producción de gas o petróleo.

Beneficios de un sistema de calefacción geotérmica

Los sistemas de calefacción geotérmica tienen varias ventajas:

• La liberación de energía térmica es varias veces mayor que el consumo de electricidad que requiere la bomba.
• La seguridad ambiental es mayor que la de otros sistemas de calefacción, ya que los sistemas de calefacción geotérmica no producen emisiones nocivas.
• Para que el sistema geotérmico funcione, no se requiere combustible ni productos químicos adicionales. Por lo tanto, es seguro para los propietarios y para el medio ambiente.
• En el funcionamiento de dicho calentamiento no existe riesgo de explosión o incendio.
• Si el sistema de calefacción está correctamente instalado, durará al menos 30 años sin soporte técnico.

Construcción de sistemas geotérmicos

Construcción de sistemas geotérmicos

Incluso por el nombre, está claro que la esencia de este tipo de calefacción es utilizar la energía de la tierra. De acuerdo con el principio de funcionamiento, se parece remotamente a los acondicionadores de aire o refrigeradores.

El elemento principal es una bomba de calor conectada a dos circuitos.

1. El circuito interno significa el sistema de calefacción que nos es familiar, consiste en radiadores y tuberías.
2. Externo: este es un intercambiador de calor muy dimensional instalado bajo tierra o en un depósito. En ella, el refrigerante (y puede ser agua corriente o anticongelante), habiendo tomado la temperatura ambiente, se suministra a la bomba de calor, desde donde el calor acumulado entra en el circuito interior. Así es como se calientan los calentadores de la casa.

El elemento principal del sistema es precisamente la bomba de calor, un dispositivo que no ocupa más espacio que una estufa de gas. El rendimiento de la bomba de calor es bastante alto: por cada kilovatio de energía utilizado, produce hasta cinco kilovatios de calor.

Diagrama de funcionamiento de la bomba de calor

Por supuesto, la calefacción geotérmica es, con mucho, la más lenta y costosa. La mayor parte del dinero deberá gastarse en movimiento de tierras y equipos relacionados, incluida una bomba de calor. Y muchos se preguntan si es posible ahorrar en esto y construir, por ejemplo, una bomba de calor casera. Para averiguarlo, debe comprender los tipos y características del equipo.

Instalamos nosotros mismos la calefacción geotérmica

Inmediatamente, notamos tal característica: aquellos que decidan equipar la calefacción con el calor de la tierra deberán invertir una gran cantidad en esta vez. Por supuesto, con el tiempo, este costo valdrá la pena, ya que no construimos viviendas para nosotros mismos durante uno o dos años. Además, los precios del gas y la electricidad suben cada año, y con un sistema geotérmico, no sabes cuáles son esos aumentos de precios.

Sin embargo, en este sistema, la mayor parte estará oculta bajo tierra. La calefacción con energía de la tierra es la presencia de un pozo y un intercambiador de calor. En la vivienda, solo necesita colocar un dispositivo que genere calor; por lo general, no ocupa mucho espacio.

Cómo funciona una bomba de calor

En dicho dispositivo, el usuario podrá controlar la temperatura y suministrar energía térmica. La instalación del sistema de calefacción en la vivienda se realiza como de costumbre, con una ramificación de la tubería y los radiadores. Si tiene una casa privada, o el edificio en sí es pequeño, en este caso, el generador del sistema se muestra en una habitación separada o en el sótano.

El principio de funcionamiento de las bombas de calor.

Cabe señalar que casi cualquier medio tiene energía térmica. ¿Por qué no utilizar el calor disponible para calentar su hogar? Una bomba de calor ayudará con esto.

El principio de funcionamiento de una bomba de calor es el siguiente: el calor se transfiere al refrigerante desde una fuente de energía con bajo potencial. En la práctica, todo sucede de la siguiente manera.

El refrigerante pasa a través de tuberías que están enterradas, por ejemplo, en el suelo. Luego, el refrigerante ingresa al intercambiador de calor, donde la energía térmica recolectada se transfiere al segundo circuito. El refrigerante, que se encuentra en el circuito externo, se calienta y se convierte en gas.Después de eso, el refrigerante gaseoso pasa al compresor, donde se comprime. Esto hace que el refrigerante se caliente aún más. El gas caliente va al condensador, y allí el calor pasa al refrigerante, que ya calienta la casa.

Calefacción geotérmica en casa: cómo funciona

Los sistemas de refrigeración se organizan según el mismo principio. Esto significa que las unidades de refrigeración se pueden usar para enfriar el aire interior.

Tipos de bombas de calor

Hay varios tipos de bombas de calor. Pero la mayoría de las veces, los dispositivos se clasifican según la naturaleza del refrigerante en el circuito externo.

Los dispositivos pueden extraer energía de

• agua,
• suelo,
• aire.

La energía resultante en la casa se puede utilizar para calentar espacios, para calentar agua. Por lo tanto, existen varios tipos de bombas de calor.

Bombas de calor: suelo - agua

La mejor opción para la calefacción alternativa es obtener energía térmica del suelo. Entonces, ya a una profundidad de seis metros, la tierra tiene una temperatura constante e invariable. Se utiliza un líquido especial como portador de calor en las tuberías. El contorno exterior del sistema está hecho de tubos de plástico. Las tuberías en el suelo se pueden colocar vertical u horizontalmente. Si las tuberías se colocan horizontalmente, se debe asignar un área grande. Cuando las tuberías se instalan horizontalmente, es imposible utilizar la tierra con fines agrícolas. Solo puede arreglar céspedes o plantas anuales.

Para disponer las tuberías verticalmente en el suelo, es necesario hacer varios pozos de hasta 150 metros de profundidad.Esta será una bomba geotérmica eficiente, ya que la temperatura es alta a gran profundidad cerca de la tierra. Las sondas profundas se utilizan para la transferencia de calor.

Tipo de bomba de agua a agua

Además, el calor se puede obtener del agua, que se encuentra a gran profundidad bajo tierra. Se pueden utilizar estanques, aguas subterráneas o aguas residuales.

Cabe señalar que no existen diferencias fundamentales entre los dos sistemas. Se requieren los costos más pequeños cuando se crea un sistema para obtener calor de un depósito. Las tuberías deben llenarse con refrigerante y sumergirse en agua. Se necesita un diseño más complejo para crear un sistema para generar calor a partir del agua subterránea.

Bombas aire-agua

Es posible recolectar calor del aire, pero en regiones con inviernos muy fríos, dicho sistema no es efectivo. Al mismo tiempo, la instalación del sistema es muy sencilla. Solo necesita seleccionar e instalar el dispositivo deseado.

Un poco más sobre el principio de funcionamiento de las bombas geotérmicas.

Para la calefacción es muy ventajoso utilizar bombas de calor. Las casas con un área de más de 400 metros cuadrados pagan los costos del sistema muy rápidamente. Pero si su casa no es muy grande, puede hacer un sistema de calefacción con sus propias manos.

Primero necesitas comprar un compresor. Es adecuado un dispositivo que esté equipado con un acondicionador de aire convencional. Lo montamos en la pared. Puedes hacer tu propio condensador. Es necesario hacer una bobina con tubos de cobre. Se coloca en una caja de plástico. El evaporador también se monta en la pared. La soldadura, el relleno con freón y trabajos similares deben ser realizados únicamente por un profesional. Las acciones ineptas no conducirán a un buen resultado. Además, puedes lesionarte.

Antes de poner en funcionamiento la bomba de calor, es necesario comprobar el estado de la electrificación de la vivienda.La potencia del medidor debe ser de 40 amperios.

Bomba de calor geotérmica casera

Tenga en cuenta que una bomba de calor creada por uno mismo no siempre está a la altura de las expectativas. La razón de esto es la falta de cálculos térmicos correctos. El sistema tiene poca potencia y los costos de mantenimiento están aumentando

Por lo tanto, es importante realizar todos los cálculos con precisión.

Opciones para organizar la calefacción geotérmica

Métodos para organizar el contorno externo.

Para que la energía de la tierra para calentar la casa se aproveche al máximo, debe elegir el circuito adecuado para el circuito externo. De hecho, cualquier medio puede ser una fuente de energía térmica: subterránea, acuática o aérea.

Pero es importante tener en cuenta los cambios estacionales en las condiciones climáticas, como se mencionó anteriormente.

Actualmente, son comunes dos tipos de sistemas que se usan efectivamente para calentar una casa debido al calor de la tierra: horizontal y vertical. El factor clave de selección es el área de la tierra. De esto depende el diseño de las tuberías para calentar la casa con la energía de la tierra.

Además de ello, se tienen en cuenta los siguientes factores:

• Composición del suelo. En áreas rocosas y arcillosas, es difícil hacer pozos verticales para construir carreteras;
• nivel de congelación del suelo. Él determinará la profundidad óptima de las tuberías;
• Ubicación de las aguas subterráneas. Cuanto más altos sean, mejor para la calefacción geotérmica. En este caso, la temperatura aumentará con la profundidad, que es la condición óptima para calentar a partir de la energía de la tierra.

También debe conocer la posibilidad de transferencia de energía inversa en el verano. Entonces, la calefacción de una casa privada desde el suelo no funcionará y el exceso de calor pasará de la casa al suelo.Todos los sistemas de refrigeración funcionan con el mismo principio. Pero para esto necesitas instalar equipo adicional.

Esquema de calefacción geotérmica horizontal

Disposición horizontal de los tubos exteriores

La forma más común de instalar carreteras al aire libre. Es conveniente por la facilidad de instalación y la capacidad de reemplazar con relativa rapidez las secciones defectuosas de la tubería.

Para la instalación de acuerdo con este esquema, se utiliza un sistema colector. Para esto, se realizan varios contornos, ubicados a una distancia mínima de 0,3 m entre sí. Se conectan mediante un colector, que suministra el refrigerante a la bomba de calor. Esto asegurará el máximo suministro de energía para calefacción a partir del calor de la tierra.

Sin embargo, hay algunas cosas importantes a tener en cuenta:

• Amplia zona de patio. Para una casa de unos 150 m², debe tener al menos 300 m²;
• Las tuberías deben fijarse a una profundidad por debajo del nivel de congelación del suelo;
• Con el posible movimiento de suelo durante las inundaciones de primavera, aumenta la probabilidad de desplazamiento de las carreteras.

La ventaja definitoria del calentamiento del calor de la tierra de tipo horizontal es la posibilidad de autodisposición. En la mayoría de los casos, esto no requerirá la participación de equipos especiales.

Diagrama vertical de calefacción geotérmica.

Sistema geotérmico vertical

Esta es una forma más lenta de organizar la calefacción de una casa privada desde el suelo. Las tuberías están ubicadas verticalmente, en pozos especiales.

Es importante saber que dicho esquema es mucho más eficiente que uno vertical.

Su principal ventaja es aumentar el grado de calentamiento del agua en el circuito externo. Aquellos.cuanto más profundas estén ubicadas las tuberías, mayor será la cantidad de calor de la tierra para calentar la casa que ingresará al sistema. Otro factor es la pequeña superficie de terreno. En algunos casos, la disposición del circuito de calefacción geotérmico externo se lleva a cabo incluso antes de la construcción de la casa en las inmediaciones de los cimientos.

¿Qué dificultades se pueden encontrar en la obtención de energía de la tierra para calentar una casa según este esquema?

• Cuantitativo a la calidad. Para una disposición vertical, la longitud de las carreteras es mucho mayor. Se compensa con una mayor temperatura del suelo. Para hacer esto, necesita hacer pozos de hasta 50 m de profundidad, lo cual es un trabajo laborioso;
• Composición del suelo. Para suelos rocosos, es necesario utilizar máquinas perforadoras especiales. En marga, para evitar el desprendimiento del pozo, se monta una capa protectora de hormigón armado o plástico de paredes gruesas;
• En caso de mal funcionamiento o pérdida de estanqueidad, el proceso de reparación se vuelve más complicado. En este caso, son posibles fallas a largo plazo en la operación de calefacción de la casa por la energía térmica de la tierra.

Pero a pesar de los altos costos iniciales y la complejidad de la instalación, la disposición vertical de las carreteras es óptima. Los expertos aconsejan usar solo un esquema de instalación de este tipo.