Descripción general del sistema de bomba de calor aire-aire: "aire acondicionado para calefacción"

Entre las opciones para calefacción alternativa, la bomba de calor aire a aire se considera la más eficiente y menos costosa. Para tal sistema, no se requiere un trabajo complicado para excavar el suelo o perforar pozos especiales en el exterior, o instalar costosos radiadores de calentamiento de agua tradicional dentro de la casa. Si lo desea, y con cierta habilidad, dicha bomba de calor se puede hacer de forma independiente, ahorrando una cantidad equivalente a un par de miles de dólares.

¿Cómo funciona una bomba de calor de aire?

Para una persona nueva en física y termodinámica, la idea de una bomba de calor de aire puede parecer absurda. ¿Es realmente posible a temperatura exterior significativamente por debajo de cero calentar el aire de la casa a un nivel aceptable? De hecho, esto es posible, por lo que los modelos industriales de una amplia variedad de bombas de calor se han vendido con bastante éxito durante más de una década. La principal desventaja de los modelos de fábrica es el precio muy alto.

Todos los objetos que rodean a una persona contienen una cierta cantidad de energía térmica. Incluso a 20 grados de escarcha en el aire hay una energía térmica de bajo potencial. Una bomba de calor de aire recoge esta energía disipada y, en sentido figurado, la concentra y luego calienta el portador de calor. En nuestro caso, nuevamente, los flujos de aire que circulan dentro de la casa se utilizarán para la calefacción.

Un elemento importante de dicho sistema es el refrigerante, es decir, una sustancia con una temperatura de ebullición y evaporación muy baja. Muy a menudo, el gas freón se usa en esta capacidad, lo mismo que en un refrigerador o un aire acondicionado convencional. Pero si en estos dispositivos el refrigerante elimina el calor y lo transfiere al medio ambiente, entonces en la bomba de calor recoge el calor contenido en el aire y lo transfiere a la casa.

El ciclo de conversión de energía térmica de bajo potencial en energía de alto potencial se puede describir de la siguiente manera:

1. El ventilador bombea aire externo a la cámara con el evaporador.
2. El refrigerante dentro del evaporador se calienta y pasa a un estado gaseoso.
3. En forma de gas, el refrigerante ingresa al compresor y se calienta adicionalmente, expuesto a alta presión.
4. Luego, el refrigerante se transfiere al condensador, donde pierde la energía recibida y vuelve al estado líquido nuevamente.
5. El calor resultante se usa para calentar la casa.
6. El refrigerante líquido se devuelve al evaporador.

Para aumentar la eficiencia del dispositivo, se recomienda utilizar una válvula de mariposa especial entre el condensador y el evaporador. Este ciclo, llamado principio inverso de Carnot, se repite una y otra vez.Para automatizar el proceso, se incluye una unidad de control automático en el circuito.

Este diagrama ilustra el principio de funcionamiento de la bomba de calor aire-aire. La baja energía potencial del aire exterior se convierte en energía térmica con un alto potencial.

¿Cómo calentar una casa con aire?

En el siguiente video se presenta una experiencia interesante en el uso de una bomba de calor aire-aire:

Para calentar efectivamente la casa con la ayuda del aire, es necesario realizar tres etapas de trabajo:

1. Asegúrese de extraer el aire exterior necesario para el funcionamiento de la bomba de calor.
2. Ensamble partes individuales de la bomba de calor en un solo dispositivo.
3. Crea un sistema de calefacción de aire en casa.

Para garantizar el flujo de aire exterior, se utiliza un potente ventilador. Se puede instalar directamente contra la pared del edificio o a cierta distancia, eligiendo un lugar adecuado en el patio de una casa privada. Se recomienda colocar el ventilador en un espacio abierto con buen flujo de aire. El aire ingresará a la casa a través de tuberías especiales. Si el ventilador está instalado en el patio, entonces deberá conducir dos tuberías: para la entrada de aire desde el exterior y para el flujo de aire inverso. Por lo general, las tuberías se colocan en una zanja excavada en el suelo (al mismo tiempo que deben aislarse), o se dejan pasar directamente a través de la pared.

La unidad de bomba de calor aire-aire exterior se puede colocar en un lugar adecuado con buen flujo de aire: cerca de la pared de la casa o incluso en el techo

¿Cómo hacer tal montaje usted mismo?

Típicamente, las bombas de calor aire-aire consisten en varios dispositivos, como un evaporador, un compresor y un condensador. Para la fabricación del evaporador, puede usar un tanque de plástico grande, la capacidad recomendada es de 100-120 litros. Se inserta una bobina de un tubo de cobre dentro de este tanque, a través del cual circulará el refrigerante. Para hacer una bobina, use un cilindro adecuado, la mayoría de las veces es un cilindro de gas. La tubería se enrolla en un cilindro, y para mantener el paso correcto entre las vueltas de la bobina, se utiliza un riel perforado de aluminio. Además, en un recipiente de plástico, debe hacer agujeros para suministrar y eliminar el aire externo. La bobina del evaporador puede caber fácilmente en una capacidad más pequeña, sin embargo, para esto será necesario hacer más vueltas de un diámetro más pequeño, lo que complica enormemente el trabajo y afecta negativamente su calidad.

Se necesitará otra bobina de cobre para el condensador. Este elemento generalmente está hecho de un tanque de metal, que deberá cortarse y luego elaborarse. También se inserta una bobina de cobre para refrigerante en el interior y se hacen agujeros a través de los cuales entrará y descargará el aire interno de la habitación. El trabajo se lleva a cabo utilizando una máquina de soldar.

Uno de los elementos más importantes del sistema es un compresor. Hacer este elemento usted mismo es bastante problemático, por lo tanto, generalmente se utilizan modelos industriales. La opción de presupuesto para resolver el problema es eliminar el compresor en funcionamiento del sistema dividido dañado. Por lo general, la potencia de dichos compresores es perfecta para las bombas de calor de fabricación propia, y el recurso restante es suficiente para muchos años de funcionamiento.

Después de que todos los elementos estén listos, debe:

1. Conéctelos juntos.
2. Llene el sistema con refrigerante.
3. Conecte el evaporador al sistema de admisión de aire exterior.
4. Conecte el condensador al sistema de calefacción de la casa.

La carga de refrigerante es una etapa de trabajo difícil y responsable. Para lograr esta tarea, es mejor invitar a un maestro de refrigeración experimentado. No solo llenará el freón con la bomba de calor, sino que también ayudará a verificar la calidad del dispositivo.

Disposición de un sistema de calentamiento de aire.

El calentamiento del aire es más adecuado para usar con una bomba de calor que los sistemas de agua tradicionales con radiadores voluminosos y caros, ya que en este caso no es necesario calentar el refrigerante a una temperatura muy alta. El aire calentado se distribuye en la sala a través de un sistema de conductos. Esto elimina la pérdida de calor bastante significativa, que es inevitable cuando se transporta agua caliente.

Se pueden usar varios tipos de conductos de aire para la bomba de calor aire-aire, la mayoría de las veces son estructuras confiables de acero galvanizado

El aire calentado del intercambiador de calor ingresa al filtro y luego al sistema de conductos. Al mismo tiempo, se mezcla una cierta cantidad de aire exterior. Esto asegura no solo calentar la habitación, sino también el intercambio de aire correcto.

Por supuesto, para transportar aire caliente, necesita un ventilador suficientemente potente. Los conductos de aire generalmente se colocan a lo largo de las paredes de las habitaciones, y el aire caliente proviene de las rejillas de suministro, que se recomienda colocar cerca de las ventanas. Además, el sistema está equipado con termostatos que le permiten ajustar el calentamiento de las instalaciones en modo automático.

Para el montaje sistema de calentamiento de aire tener que abastecerse:

• conductos de aire especiales;
• un conjunto de rejillas de suministro;
• cinta de aluminio reforzado;
• un conjunto de sujetadores;
• herramienta para trabajar con acero galvanizado.

Los conductos rígidos y flexibles se han utilizado con éxito para transportar aire caliente. Para estructuras rígidas, se necesitarán curvas adicionales para desplegar la dirección del flujo de aire en el ángulo requerido (45 o 90 grados).

Si planea instalar calefacción de aire incluso en la etapa de construcción de una casa, puede ocultar los conductos de aire en la pared o debajo del falso techo. De lo contrario, están cubiertos con elementos decorativos especiales.

Es mejor montar el sistema de conductos en la etapa de construcción de una casa. Entonces se pueden construir directamente en las paredes. Si la decisión se toma más tarde, se colocan conductos de aire a lo largo de las paredes y se esconden con rejillas decorativas.