Las bombas de calor para calefacción doméstica utilizan el medio ambient e-aire, tierra o agua- como fuente de calor. Su principio de funcionamiento se desarrolló en el siglo XIX y se denominó «ciclo de Carnot».
Bombas de calor para calefacción doméstica
Tabla
Estructura y principio de funcionamiento
La bomba tiene tres circuitos
- Externo: para extraer calor del ambiente.
- Interno: para aumentar la transferencia de calor.
- Circuito de calefacción doméstica.
El refrigerante del circuito externo entra en el evaporador (intercambiador de calor) mediante una bomba de circulación, que transfiere el calor ya recogido de la fuente de frío externa al circuito interno que contiene el refrigerante (freón). En el evaporador, el freón se calienta con el calor del circuito externo y el freón en estado gaseoso entra en el compresor donde se comprime a alta presión y de ahí se calienta de nuevo a su estado líquido. Se calienta aún más (65-70°C). El refrigerante calentado se envía al condensador, donde transfiere calor a los circuitos del sistema de calefacción doméstica. A continuación, vuelve al evaporador en un ciclo cerrado a través de una válvula de mariposa (que actúa para reducir la presión).
Principio de funcionamiento de las bombas de calor
Como los principios de funcionamiento del aire acondicionado y de los sistemas split son los mismos, es razonable utilizar una bomba de calor para enfriar una casa cuando la polaridad de la transferencia de calor cambia durante los meses más cálidos.
Cálculos de potencia
Antes de instalar una bomba de calor en una vivienda comprada o construida por uno mismo, hay que calcular su potencia. Basándose en la experiencia en el funcionamiento de este tipo de equipos, se puede utilizar un valor medio para la potencia necesaria.
- Para viviendas antiguas sin aislamiento — 75 W/m².
- Para casas nuevas con aislamiento: 50 W/m².
- Para casas construidas con tecnología de ahorro energético: 30 W/m².
Sin embargo, al utilizar bombas de calor, hay que tener en cuenta que por cada vatio de electricidad consumido a la salida, se obtienen entre 4,7 y 5,2 vatios de energía térmica. Así, para calentar cómodamente 100 metros cuadrados en una casa nueva, se necesitaría una instalación con 1 kW de potencia.
Suelos calefactados
Por supuesto, antes de instalar una bomba de calor, hay que pensar en aislar cuidadosamente el edificio (ventanas, paredes, tejado, techo y suelos) y el sistema de calefacción de la casa. La práctica ha demostrado que el mejor sistema de impermeabilización es óptimo para el funcionamiento más eficaz de este equipo. Cabe señalar que el revestimiento de acabado del campo caliente debe ser de un material que conduzca bien el calor, por ejemplo azulejos o linóleo. También se han establecido bien las modernas baterías de baja temperatura con una mayor transferencia de calor.
Tipo.
Según de dónde extraiga energía el circuito exterior, las bombas térmicas se dividen en tipos
- Suelo es agua
- El agua es agua
- Aire es agua
También existe la opción «aire», pero en climas fríos este sistema rara vez es aplicable a climas con temperaturas inferiores a 0 grados centígrados, ya que no se utiliza en la práctica.
Como refrigerante principal del circuito exterior, en los tres tipos se utiliza a diario agua con un aditivo salino, «agua salada» o una mezcla glicolítica especial (anticongelante) o un aditivo técnico de alcohol. Además, todos los sistemas utilizan modernas tuberías de PVC que han demostrado su eficacia.
Principio de funcionamiento de las bombas de aire
Suelo — agua».
El principio de funcionamiento del sistema de contorno externo ‘suelo — agua’ se considera el más
1. Los contornos de 5 a 2 metros son eficaces porque ya proporcionan el efecto térmico constante deseado, independientemente de las condiciones meteorológicas externas. Las tuberías de este circuito pueden colocarse en posición vertical u horizontal. El uso de la posición vertical de los tubos requiere el uso de una unidad de perforación para hacer los pozos, de 100 a 150 metros de profundidad, con el mayor coste debido a la necesidad de utilizar sondas profundas caras. Las temperaturas en profundidad son muy elevadas y este tipo de bomba tiene una transferencia de calor máxima. En la posición horizontal del circuito, el agarrotamiento del suelo se produce en una superficie de 25-30 metros cuadrados por kilovatio de potencia. En esta fosa se colocan tuberías con «serpientes» en pasos de 50 cm, que luego se rellenan hasta el nivel inicial de la tierra o se supera la zanja según el mismo esquema.
No es aceptable el uso de árboles o arbustos perennes en la zona donde se encuentra el circuito exterior de la bomba de calor. Sólo es posible el fallo de parterres con plantas anuales.
‘Agua — agua’.
La eficacia de los circuitos «agua-agua» es muy comparable. Más allá de los 3 metros de profundidad, la temperatura ambiente es muy constante y caliente. Para instalar un circuito, se puede utilizar tanto un embalse abierto cercano como el agua subterránea de uno o varios pozos. En un embalse abierto, hay que suministrar el refrigerante al circuito ya instalado y fijarlo a la profundidad requerida aplicando una carga, o simplemente bajarlo hasta el fondo. Puede ser necesario un sistema más complejo si se construyen pozos adicionales para aprovechar el potencial térmico de la capa freática y descargar el agua a través de un intercambiador de calor.
Aire/agua
Bombas de calor que utilizan el principio de funcionamiento aire-agua
Las bombas de calor con principio de funcionamiento «aire-agua» son las de menor rendimiento, ya que la potencia disminuye rápidamente cuando la temperatura «exterior» cae por debajo d e-5 °C y se necesita calefacción adicional en el interior. Sin embargo, su bajo coste y la facilidad de instalación de la estructura las hacen atractivas.
Compruebe siempre el estado del cableado eléctrico antes de instalar una bomba de calor. Tenga en cuenta también que el contador eléctrico debe tener un límite de corriente de al menos 40 amperios.
Fabricación DIY
Para crear su propia unidad de circuito interno para la bomba, primero necesitará un compresor. Un compresor de un aparato de aire acondicionado o de un frigorífico será suficiente. Las otras dos partes necesarias del circuito interno (evaporador y condensador) se pueden crear de forma independiente. Para ello, se necesitan dos serpentines de tubo de cobre de 0,5 pulgadas con un grosor de pared de 1 mm y una longitud de al menos 30 metros. Las bobinas pueden retorcerse sobre superficies cilíndricas de 300-400 mm de diámetro. Lo importante es asegurarse de que los devanados de las hélices resultantes tengan el mismo paso.
Construir una bomba de calor con tus propias manos
Como alojamiento para el condensador y el evaporador, es conveniente utilizar un recipiente cilíndrico de acero inoxidable o plástico de paredes gruesas con una capacidad de 60-90 litros, en el que se encuentren las bobinas y con una salida sellada en ambos extremos (en la tapa o en el) fondo o cerca de la tapa y la parte inferior de la pared) para la conexión al compresor y la válvula de mariposa. Además, en estas ubicaciones convenientes, deben hacerse dos conexiones roscadas de 3/4 ó 1 pulgada para conectar el circuito externo al evaporador y el circuito del sistema de calefacción al condensador. El depósito que debe instalarse en el interior de la batería puede cortarse y soldarse a lo largo del centro o del borde de la tapa exterior.
También se perforan orificios de 50-60 mm de diámetro en las tapas superiores del evaporador y el condensador, y se extraen tubos cortos para ajustar el volumen y el nivel del refrigerante vertido tras conectar los circuitos externo y de calefacción. .
El evaporador, el compresor y el condensador pueden instalarse directamente en la pared mediante soportes rígidos o en un panel independiente o en un armario del tamaño adecuado.
Se debe llamar a un especialista en compresores para que suelde los extremos de las bobinas al compresor y acelere y llene el sistema de freón. El correcto funcionamiento de la bomba de calor se regula seleccionando el diámetro correcto de la boquilla del estrangulador.
Funcionamiento de la bomba. Vídeo.
Aprenda cómo funciona una bomba de calor con este vídeo como ejemplo.
Este artículo le ayudará a determinar el tipo de bomba de calor para su hogar, así como a crear su propio circuito de bomba con restos de madera.
Fecha de actualización: 11-20-2023
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