Calentar una casa con una bomba de calor aire-aire

El contenido del artículo

• Cómo funciona y debilidades
• Ahorro y alcance de la bomba de calor
• Sistemas de calefacción centralizados y espaciados
• ¿Es posible hacerlo tú mismo?
• Durabilidad y mantenimiento del sistema

Calentar una casa con aire es una tecnología que excluye a los intermediarios en la transferencia de calor. Con el uso de una bomba de calor, la eficiencia del sistema aumenta de 2 a 3 veces, pero ¿son estos sistemas aplicables a la realidad del clima ruso? Hoy hablaremos sobre las bombas de aire y el dispositivo de los sistemas de calefacción con su uso..

Cómo funciona y debilidades

Las bombas de calor de aire pueden servir como el medio más simple de calefacción local y ser el núcleo de un sistema de calefacción centralizado. Su principal ventaja es la total independencia de otros servicios públicos en el hogar, con la excepción quizás de la red eléctrica. Por lo tanto, la instalación de un sistema de calefacción de aire es posible en cualquier etapa de la construcción, e incluso después de su finalización..

El refrigerante hace la mayor parte del trabajo dentro de las bombas de calor. Esta sustancia tiene un punto de ebullición muy bajo, hasta -30? С. Durante la evaporación, el líquido absorbe energía, durante la condensación, la libera al ambiente externo. Los vapores de refrigerante no pueden condensarse de forma natural, para ello se enciende un compresor, aumentando la presión y «exprimiendo» la temperatura. Así, el aire exterior se sobreenfría, por ejemplo, de -5 a -15 ° C, y el delta restante de 10 ° C regresa al interior de la casa en forma de calor útil..

Dispositivo de bomba de calor aire-aire: 1 – aire exterior; 2 – intercambiador de calor externo; 3 – bloque exterior; 4 – compresor; 5 – unidad interior; 6 – aire interior caliente; 7 – intercambiador de calor interno; 8 – válvula termostática

Por supuesto, no todo es tan optimista como describen los fabricantes de equipos de calefacción. La efectividad real del sistema está limitada por dos factores:

1. El punto de ebullición del refrigerante define el límite en el que, en principio, la bomba de calor puede funcionar. La mayoría de los dispositivos son capaces de generar a temperaturas exteriores de -5 a -15 ° C, los más caros (Zubadan) operan hasta -25 ° C. En sistemas de calefacción complejos basados ​​en bombas de calor, se puede utilizar un evaporador adicional en la unidad exterior..
2. El factor de conversión (COP) define la relación entre la producción de calor y la potencia eléctrica aplicada. El valor real del coeficiente es inversamente proporcional a la diferencia de temperatura del aire dentro y fuera del edificio. Por lo tanto, en heladas severas, el rendimiento del HP es significativamente menor..

Ahorro y alcance de la bomba de calor

Cualquier tecnología que sea capaz de extraer vatios adicionales de energía además de la energía gastada ya implica ahorros significativos. La única pregunta es el costo del equipo y el tiempo por el que se pagará por sí mismo..

No es difícil de calcular: tome los indicadores calculados de pérdida de calor en el hogar, divídalos por el valor promedio de COP, teniendo en cuenta la temperatura promedio del aire exterior durante la temporada de calefacción, y multiplique el valor de potencia resultante por el costo del tipo de portador de energía que podría usarse con un tipo diferente de calefacción..

A un costo de alrededor de 3500-4000 rublos por cada m² del área calentada, las bombas de calor de aire tienen un período de recuperación de aproximadamente 20-30 años, que es el doble de la vida útil garantizada del equipo. Sin embargo, siempre se debe tener en cuenta el aumento constante de los precios de la energía y el potencial para el desarrollo de refrigerantes nuevos y más eficientes..

Sin embargo, hay situaciones en las que los ahorros de instalar una bomba de calor se pueden sentir de inmediato. Por ejemplo, si el costo de suministrar gas natural a un sitio es de alrededor de 700 a 800 mil rublos, la compra de una unidad de calefacción alternativa proporcionará ahorros de por vida literalmente desde el primer día de uso. Se puede argumentar que una caldera de gas se puede reemplazar con éxito por una eléctrica, pero la capacidad instalada de la red de la ciudad no siempre es suficiente para reponer las pérdidas de calor de la casa..

También es importante comprender la diferencia entre calefacción primaria y secundaria. Las bombas de calor de aire, diseñadas para funcionar a temperaturas exteriores positivas, cuestan entre 2 y 2,5 veces menos, y los ahorros y la comodidad de su uso fuera de temporada son más que.

Sistemas de calefacción centralizados y espaciados

El papel de la bomba de calor aire-aire en aplicaciones domésticas se puede reducir a la calefacción de habitaciones individuales, cuando no hay ningún sentido especial para «impulsar» la unidad de calefacción principal, oa un reequipamiento completo de la sala de calderas. En este último caso, la caldera eléctrica o de gas se convierte en una fuente de calefacción de respaldo, lo que ayuda a la bomba de calor a hacer frente a temperaturas extremadamente bajas o cortes de energía..

La aplicación local de la bomba de calor parece más prudente. ¿Por qué cercar un sistema de calefacción complejo si los dispositivos de calefacción locales proporcionan un control de clima flexible y la avería de uno de ellos no enfriará todo el edificio? Sin embargo, hay varios argumentos en contra de este enfoque:

1. Es muy difícil dirigir el aire caliente a la ruta deseada. Se forman muchas zonas frías y se necesita tiempo para alcanzar un modo térmico cómodo constante.
2. La eficiencia general de varias unidades es siempre menor que cuando se instala una más potente.
3. Numerosas unidades exteriores estropearán la apariencia de la fachada y las internas perturbarán el interior del local..
4. Existen limitaciones en la duración de la ruta técnica que conecta la unidad exterior con la unidad interior, lo que dificulta la calefacción de habitaciones en el centro de un edificio grande..

Un calentador centralizado basado en una bomba de calor aire-aire requiere la instalación de una red de conductos de aire, lo que es especialmente difícil para un tipo monolítico de pisos y paredes. Pero también hay ventajas de dicho sistema:

1. Tienes control total sobre la temperatura y la humedad en tu hogar.
2. Existe la posibilidad de limpiar y desinfectar el aire..
3. El control total sobre la entrada y salida de ventilación ayuda a reducir las pérdidas de calor asociadas con el intercambio de aire o el uso de recuperadores..
4. El mantenimiento de una unidad requiere menos tiempo, esfuerzo y dinero.
5. Es más fácil organizar el trabajo en modos extremos para una unidad externa. Por ejemplo, tiene sentido encender la calefacción adicional de la unidad exterior a altas temperaturas negativas, hasta un fuego cercano. O, alternativamente, puede configurar un sistema de preparación de aire en un intercambiador de calor de suelo.

¿Es posible hacerlo tú mismo?

A pesar de la complejidad técnica de las bombas de calor, se pueden instalar de forma independiente. Más precisamente, con sus propias manos, puede realizar todo el «trabajo sucio»: tendido de tuberías técnicas y redes eléctricas, articulación de unidades interiores y exteriores. La documentación del pasaporte para cada tipo específico de bomba de calor contiene información completa sobre las condiciones para instalar bloques, la pendiente, la longitud y las curvas permitidas de las rutas técnicas..

Todo lo que queda después es invitar a un especialista que verificará la correcta instalación del sistema y asegurará su correcta puesta en marcha. Estos trabajos no los puede realizar usted mismo: se requiere equipo para limpiar y desairear el sistema, cargar el refrigerante; en general, este proceso es bastante tecnológico y complejo.

Cabe destacar que la instalación de tales sistemas de aire acondicionado no se realiza «de la noche a la mañana». Se requiere un cálculo preliminar detallado, en particular, es necesario determinar la clase de equipo adecuado para condiciones climáticas específicas y calcular su potencia suficiente. Por supuesto, la calefacción urbana basada en bombas de calor provoca aún más dificultades en el diseño y la coordinación del trabajo con los contratistas de la construcción..

Durabilidad y mantenimiento del sistema

Muchos pueden asustarse por la vida útil del sistema de 7 a 10 años, declarada por el fabricante. En la práctica, esta cifra es mucho mayor, solo una bomba de calor puede perder rendimiento con el tiempo..

Esto se debe principalmente a la fuga gradual del refrigerante al ambiente externo y su contaminación con humedad y otras impurezas. En este caso, se proporciona un procedimiento de mantenimiento bastante simple, que consiste en limpiar el refrigerante y reponer su concentración..

El desgaste mecánico, como un compresor o un ventilador, es inevitable. Sin embargo, una buena bomba de calor permite el reemplazo modular de sus partes constituyentes. La durabilidad del equipo está totalmente determinada por las condiciones de su funcionamiento y la perfección técnica del sistema. Trabajar al límite, congelación periódica de la unidad exterior y otras violaciones del modo de funcionamiento normal: esto es lo que debe excluirse desde el principio para que el equipo tenga tiempo de pagarse por sí mismo y al mismo tiempo traer la calidez y la comodidad deseadas del uso a la casa..