Tecnología para ensamblar una bomba de calor del tipo agua-agua con extracción de calor del pozo

Si es imposible o demasiado costoso calentar una casa privada con gas, y el uso de combustible sólido no es conveniente, ¿por qué no extraer energía directamente del medio ambiente? Una de las opciones más efectivas para obtener los julios necesarios es una bomba de calor de agua a agua. En Occidente, la producción industrial de tales unidades se ha establecido desde hace mucho tiempo y tiene una gran demanda. Sin embargo, su costo es bastante alto. Por lo tanto, la cuestión de crear una bomba de calor con sus propias manos sigue siendo muy relevante.

¿Cómo se organiza y funciona una bomba de calor de este tipo?

En términos generales, una bomba de calor funciona como un refrigerador, todo lo contrario. El refrigerador elimina parte del calor para bajar la temperatura dentro de la cámara. Por lo tanto, la pared posterior del refrigerador se calienta notablemente. La bomba de calor "enfría" el ambiente, calentando el refrigerante que circula en el sistema de calefacción del hogar.

Por lo general, las bombas de calor de agua a agua consisten en el siguiente conjunto de dispositivos:

• circuito externo;
• contorno interno;
• evaporador;
• condensador;
• compresor.

El circuito exterior es una tubería a través de la cual circula el agua subterránea. Ingresa al sistema desde el pozo, pasa a través del circuito externo, lo que le da energía térmica al sistema con bajo potencial y luego se descarga en otro pozo. A veces, dentro de un circuito externo sumergido en agua, hay un fluido especial llamado "salmuera". Esta también es una forma muy efectiva de recolectar el calor del medio ambiente.

¡Nota! Si hay un estanque abierto cerca de la casa, también se puede usar como fuente de calor. Sin embargo, no hay necesidad de perforar pozos para la extracción y descarga de agua subterránea.

El calor del agua subterránea ingresa al evaporador. El refrigerante presurizado entra aquí a través del orificio capilar. La disminución de la presión provoca un proceso de evaporación y el calor de las paredes internas del evaporador se transfiere al refrigerante. El refrigerante gaseoso ingresa al compresor, donde se comprime, luego de lo cual se envía al condensador.

Aquí, el refrigerante vuelve a convertirse en un estado líquido, y la energía resultante se usa para calentar el refrigerante que circula en las tuberías del sistema de calefacción de la casa. Por lo tanto, la energía térmica de bajo grado del agua se convierte en energía con alto potencial e incluso en heladas severas es posible calentar una casa de manera bastante eficiente. Este proceso se ilustra claramente en el diagrama de la bomba de calor agua-agua.

El diagrama de la bomba de calor agua-agua muestra el proceso de obtención del medio ambiente de energía térmica con bajo potencial en energía de alto potencial para calentar una casa y calentar agua

La calidad de la bomba de calor depende en gran medida de las fluctuaciones en la temperatura del agua. Cuanto más estable sea la temperatura, mejor será el calentamiento. En el pozo, la temperatura del agua durante todo el año oscila entre 7 y 12 grados, lo que permite utilizar el equipo de manera muy eficiente. Para automatizar el funcionamiento del dispositivo, utilizan un controlador de temperatura que enciende y apaga el compresor, manteniendo la temperatura en las habitaciones a un cierto nivel.

¿Cómo hacer ese dispositivo usted mismo?

Una bomba de calor de agua a agua casera es un conjunto de unidades preparadas que deben conectarse en la secuencia correcta. Parece simple, pero en la práctica todo se puede arruinar debido a la falta de cálculos competentes. Son necesarios para conocer la potencia óptima del compresor, el diámetro de la tubería del intercambiador de calor y otros parámetros del sistema. Los no especialistas tienen varias opciones para resolver este problema:

• use software especial (por ejemplo, CoolPack 1.46 y Copeland);
• utilizar calculadoras en línea que se ofrecen en los sitios web de los fabricantes de dichos equipos;
• invite a un especialista que lo ayudará a calcular todo por una tarifa o amablemente sinceramente.

Entonces, ahora sobre cada detalle con más detalle.

Parte # 1 - compresor

La forma más fácil de obtener un compresor adecuado es retirarlo del aire acondicionado, por ejemplo, de un sistema dividido LG. El compresor de siete vatios tiene una capacidad de 9.7 kW para producción de calor y 7.5 kW para enfriamiento. Una ventaja adicional de tales compresores es el bajo nivel de ruido durante la operación.

El compresor para la bomba de calor de agua a agua se puede quitar del viejo aire acondicionado. Es preferible elegir un modelo que sea adecuado para la potencia y funcione en silencio

Muchos compresores usan freón R22, cuyo punto de ebullición es -10, condensación - +55. En 2030, este refrigerante será prohibido para su uso. Una alternativa digna puede ser el freón R422 más "joven". Sin embargo, es posible cambiar el refrigerante no solo al crear una bomba de calor, sino también en cualquier momento adecuado.

Parte # 2 - Condensador

Se puede usar un tanque de acero inoxidable de aproximadamente 120 litros para hacer el condensador. Se corta por la mitad, se monta una bobina de cobre en el interior, las juntas soldadas con una rosca de dos pulgadas, luego las mitades del tanque se conectan mediante soldadura. La fórmula calcula el área de la bobina a través de la cual circulará el refrigerante:

PZ = MT / 0.8RT, donde:

• PZ - el área de la bobina;
• MT - Potencia de calor generada por el sistema, kW;
• 0.8 - coeficiente de conductividad térmica en la interacción del agua y el cobre;
• RT: la diferencia en la temperatura del agua a la entrada del sistema y a la salida del mismo, grados Celsius.

Para la fabricación de una bobina, es adecuado un tubo de cobre de media pulgada, una refrigeración especial o una tubería limpia. El espesor recomendado de la pared de la tubería es de 1-1.2 mm. Para convertir una longitud de tubería de la longitud deseada en una bobina, es suficiente enrollarla en cualquier cilindro adecuado, por ejemplo, en una botella de gas. Los extremos de la bobina se sacan con adaptadores de plomería. Para asegurar la estanqueidad de la conexión, use lino y una tuerca de sujeción.

Para hacer una bobina para un condensador de bomba de calor de agua a agua, debe enrollar cuidadosamente la tubería de cobre en el cilindro. Un riel de metal ayudará a arreglar el tono de las curvas.

Tenga en cuenta que la entrada de la línea de freón debe estar ubicada en la parte superior del condensador para evitar la formación de burbujas.

Artículo # 3 - Evaporador

Un barril de plástico de 127 litros es adecuado para el papel de un evaporador. Es más conveniente si ella tiene el cuello ancho.Se calcula el evaporador y el condensador. Una tubería de cobre se puede torcer con alambre de cobre, sin ningún tipo de aislamiento.

Un evaporador casero para una bomba de calor de agua a agua se puede hacer de un barril de plástico con un cuello ancho. La bobina se puede colocar en una capacidad menor, pero es más conveniente trabajar con un barril de más de 120 l

Los expertos recomiendan el uso de evaporadores de tipo "inundado" para bombas de calor improvisadas, en las que el refrigerante licuado ingresa al agua desde abajo y se evapora en la parte superior. Los adaptadores se pueden hacer con los cuellos de botellas de plástico ordinarias, que se fijan con lino y sellador. Las tuberías de alcantarillado estándar son adecuadas para suministrar y descargar agua. Al instalar una válvula termostática, antes de comenzar a soldar las tuberías de la línea de nivelación, envuélvala con un paño húmedo, ya que este elemento no debe calentarse a más de 100 grados.

Montaje de freón y repostaje

Para ensamblar los dispositivos preparados en un solo sistema, necesitará una máquina de soldar. En la entrada del compresor, se recomienda una válvula de llenado, que será útil más adelante. Luego, utilizando una bomba de vacío especial, se debe verificar el vacío del sistema.

Para llenar el sistema con freón, necesitará un cilindro que contenga al menos 2 kg de refrigerante. Después de repostar, se recomienda esperar unos días, verificando la presión en el sistema. Si permanece constante, entonces no hay fugas. Si la presión disminuye, puede determinar los lugares de las fugas de la manera más simple: usando espuma de jabón. Los artesanos sin experiencia están mejor contactando a un artesano que reabastecerá el equipo de manera profesional y confiable.

Para la regulación automática del sistema, se recomienda utilizar un relé monofásico de 40 A, un fusible de 16 A, un panel eléctrico y un riel DIN. Se necesitarán dos sensores de temperatura capilar: a la salida del sistema (la temperatura máxima recomendada es de 40 grados) y a la salida del evaporador (la temperatura de apagado es de 0 grados para evitar que el sistema se congele). Si se utiliza un controlador para tener en cuenta las lecturas de ambos sensores de temperatura, debe recordarse que su configuración puede fallar durante un corte de energía.

Algo así parece una de las opciones para una bomba de calor de agua y agua casera. El dispositivo está cubierto por una carcasa metálica sobre la cual está montado el panel de control.

Una vez que el sistema está listo, y sus elementos se colocan en lugares convenientes, se deben construir dos pozos separados para la entrada y descarga de agua subterránea y llevar el circuito externo al sistema. En áreas donde la perforación de pozos está asociada con ciertos problemas, este problema debe abordarse primero. Si no se pueden perforar los pozos, es posible que deba elegir otra opción para la bomba de calor, por ejemplo, agua subterránea.

El siguiente video muestra el funcionamiento de una bomba de calor casera:

Algunas sugerencias útiles

Antes de continuar con la fabricación de una bomba de calor, es necesario evaluar el nivel de aislamiento térmico del edificio y aumentarlo al nivel máximo. De lo contrario, la efectividad de este sistema tenderá a cero.

Es mejor usar una bomba de calor completa con sistemas de calefacción de baja temperatura. Muy a menudo, la unidad está conectada a la "piso cálido". La experiencia con sistemas de paredes cálidas, radiadores grandes en el área, etc. puede ser exitosa.La eficiencia del sistema será mayor, menor será la diferencia de temperatura en los circuitos externos e internos.

Para reducir el costo de construir una bomba de calor, se recomienda utilizar una fuente de calor adicional: caldera de gas, eléctrica o de combustible sólido. La capacidad y los gastos necesarios para la construcción de la bomba de calor serán menores y se reducirá el costo de calefacción de la casa.