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Bomba de calor – conselhos sobre seleção, características

As bombas de calor são alimentadas por fontes de energia renováveis ​​e gratuitas. O know-how extrai o calor latente da água, do solo e até do ar. Este tipo de abastecimento de água quente e aquecimento ambiente é relativamente novo. E, portanto, o sistema de engenharia requer seleção cuidadosa e decisões informadas..

Índice:

O dispositivo e o princípio de funcionamento da bomba de calor

Os cientistas estão procurando fontes alternativas de energia. Há várias razões para isso. Os principais são: recursos terrestres limitados, economia de custos e compatibilidade ambiental dos sistemas.

A bomba de calor é um exemplo do aproveitamento da energia do meio ambiente. Vem do solo, do ar ou da água. Portanto, os dispositivos são divididos nos seguintes tipos: “salmoura – água”, “ar – água” e “água – água”. Além disso, o calor pode ir diretamente para o ar por meio da ventilação..

A ideia das bombas de calor nasceu em 1982 no Reino Unido. Três anos depois, Peter Ritter von Rittinger o refinou e implementou o primeiro sistema desse tipo no mundo. Ele é o inventor oficial da bomba de calor..

Em seguida veio Robert Weber, que começou a extrair energia do solo. E foi um acidente que o levou a fazer isso. Ao tocar no tubo quente, percebeu que o calor escapou espontaneamente. E pode ser reutilizado.

Por meio de experimentos, ele começou a conduzir a água por um tubo em espiral, simultaneamente aquecendo o ar e a água. É assim que o princípio de funcionamento da bomba de calor foi desenvolvido..

Hoje, é usado para aquecer os seguintes objetos:

  • casas particulares,
  • parques aquáticos infantis,
  • Estabelecimentos de ensino,
  • centros de escritório,
  • piscinas,
  • Shopping.

Para a bomba de calor, uma tubulação é colocada abaixo da superfície do solo. O portador térmico passa por sua estrutura e aquece vários graus. No evaporador, o calor coletado é transferido para a bomba. Ao mesmo tempo, o refrigerante ferve a alta pressão e a uma temperatura de -50 ° C. Os vapores são gerados no compressor. A energia de baixo grau sob pressão se transforma em energia de alto grau. Além disso, no condensador, a troca de calor ocorre entre o gás quente e o transportador térmico. A água aquecida entra no sistema de abastecimento de água e o refrigerante resfriado continua a circular na estrutura.

As bombas de calor têm as seguintes características:

  • preço,
  • área da sala aquecida,
  • potência,
  • dimensões ocupadas pelo equipamento,
  • fonte de energia,
  • consumo de energia,
  • tempo de vida.

O sistema é instalado, tanto na construção de uma nova casa, quanto no isolamento de uma antiga.

Vantagens e desvantagens do sistema

A bomba de calor para aquecimento tem uma série de vantagens sobre as caldeiras de combustível sólido a gás:

  • Segurança contra incêndios,
  • energia oculta livre do meio ambiente,
  • requisitos simplificados para ventilação da sala,
  • possibilidade de ar condicionado em clima quente,
  • autonomia,
  • facilidade de gerenciamento,
  • sem chaminé,
  • compacidade relativa do equipamento,
  • silêncio,
  • não explosivo,
  • sem cheiro de combustível,
  • operação 16 – 20 anos antes da revisão.

Por outro lado, o sistema tem suas desvantagens:

  • aquecimento de água a um valor máximo de 50 – 60 ° С,
  • grande dimensão do imposto estadual sobre a importação de equipamentos,
  • retorno de longo prazo do sistema em 5 a 10 anos,
  • a necessidade de uma grande contribuição única de fundos,
  • complexidade da instalação de locais subterrâneos,
  • pouco uso prático no país,
  • diminuição na eficiência da bomba com mais aquecimento de água.

Tipos de dispositivos

As bombas de compressão operam a partir da rede elétrica, e as bombas de absorção ainda são alimentadas por combustível.

Dependendo do tipo de fonte de energia, os dispositivos de aquecimento são divididos em bombas de calor geotérmicas, análogos do ar e sistemas baseados em matérias-primas secundárias..

Os sistemas geotérmicos usam o calor da água subterrânea / superficial ou do solo. Eles estão fechados ou abertos..

Os sistemas fechados são subdivididos em:

  • bombas horizontais com um dispositivo de coleta localizado abaixo do nível de congelamento do solo,
  • vertical com imersão do coletor em poços a uma profundidade de 100 – 200 m,
  • bombas de água com anéis absorventes em reservatórios.

As bombas abertas devolvem a água depois que ela passa pela tubulação. Na prática, isso é possível com uma grande reserva e mediante autorização do órgão ambiental..

As bombas de calor de ar extraem o calor latente das massas de ar em temperaturas de até -20 ° C.

O calor dos dutos, ou seja, o calor secundário, é aconselhável usar em grandes empreendimentos industriais.

As bombas podem gerar 100% do calor para as instalações ou servir como fonte adicional de aquecimento. Essa exploração é denominada monovalente e bivalente, respectivamente..

Vários aparelhos de ar condicionado modernos executam a função de aquecimento ar-ar. Mas sua faixa de temperatura é limitada. Se a bomba de calor fornece calor durante todo o ano, o analógico autônomo não funciona em temperaturas negativas..

Cálculo e seleção de bombas de calor para casa

Ao instalar um sistema de aquecimento com bomba, é melhor dar preferência ao piso radiante do que aos radiadores. Porque quanto menor for a diferença de temperatura entre a fonte de calor e o nível necessário, mais eficiente será o aquecimento..

É importante entender se o local permite a instalação do coletor. Uma rede horizontal requer uma grande área. Ao mesmo tempo, não é possível erguer estruturas acima dela, pois o solo não receberá a energia solar necessária..

Se a casa tiver um bom sistema de ventilação, um sistema de aquecimento de ar pode ser integrado a ela..

A potência da bomba de calor é selecionada dependendo do modo de uso. Lembremos que existe um uso monovalente e bivalente do equipamento. No nosso país, a estação fria dura uma pequena parte do tempo, nomeadamente 35-40 dias com temperaturas abaixo de -10 ° C. Portanto, é mais conveniente conectar o aquecimento tradicional durante este período. E o resto – bombas de calor bivalentes para a casa para reduzir o custo do sistema. Isso vai economizar dinheiro em trabalhos de terra para instalar uma complexa rede de aquecimento. Nesse caso, a distribuição ótima de energia será uma proporção de 60:40. Onde está a grande carga na tecnologia de know-how.

Em caso de quedas de energia periódicas, vale a pena aumentar a potência da bomba por um fator de correção. O que é igual a 0,3 para cada hora sem eletricidade por dia.

É claro que quanto mais alta a temperatura da fonte de energia, mais eficientemente o sistema de aquecimento alternativo funcionará. Existem várias opções de fontes de alimentação para ela..

Em regiões quentes, as bombas de calor ar-ar e ar-água serão eficientes. Em regiões de latitudes médias, é aconselhável utilizar equipamentos como bivalentes, juntamente com uma fonte convencional de aquecimento e aquecimento de água..

Uma bomba de calor água-água é melhor projetada com entrada de água de poços do que de reservatórios abertos. Uma vez que este último congela no fundo no inverno.

Mas nem sempre existem águas subterrâneas ou um reservatório perto da casa. Uma opção universal é um sistema que extrai calor do solo. Porque está em toda parte. Ao mesmo tempo, a uma profundidade de 2,5 – 3 m, a temperatura média é de + 10 ° C por ano. Que não muda significativamente durante a estação fria.

Os coletores horizontais para coletar calor são mais baratos. Mas eles têm uma série de desvantagens em comparação com suas contrapartes verticais:

  • a temperatura em uma profundidade é maior do que sob o solo,
  • apenas pequenos espaços verdes podem crescer na superfície.

Em um local com trocadores de calor verticais, árvores podem ser plantadas e estruturas podem ser erguidas.

A unidade de bombeamento pode ser montada por você, mas é melhor entrar em contato com um especialista. Porque seu design é complexo e caro. E não há instruções de coleta sequencial de alta qualidade.

Com um sistema de controle bem pensado, é possível manter diferentes temperaturas em diferentes cômodos da casa.

As bombas de calor receberam críticas positivas no exterior. Infelizmente, no território de nosso país, uma fonte de energia alternativa continua sendo um prazer caro, sem uso prático generalizado. Portanto, é mais aconselhável dar preferência aos fabricantes internacionais de bombas. Suas tecnologias são comprovadas na prática.

Ao instalar as bombas de calor, é necessário cuidar do isolamento adicional do ambiente. O conjunto de obras contempla a substituição de vidros duplos, revestimento de paredes com material isolante térmico.

Custos da bomba de calor

O investimento em um sistema de aquecimento depende do tipo, fabricante do equipamento, volume de perfuração e tarifas de energia elétrica.

O preço das bombas de calor de origem terrestre ao instalar a sonda será:

  • dispositivo – $ 7500.,
  • instalação do sistema – 7500 USD.,
  • custos operacionais – 500 USD no ano.

Sistemas múltiplos horizontais:

  • bomba – $ 7500.,
  • instalação – $ 3700.,
  • despesas mensais – 560 USD.

Bomba de calor “água para água”:

  • equipamento – $ 7500.,
  • trabalho de instalação – 5000 USD.,
  • custo da eletricidade – 450 USD.

O sistema de aquecimento de ar é o análogo mais barato. Uma vez que nenhum trabalho de escavação é necessário. No entanto, os custos operacionais são mais altos:

  • bomba – $ 10.000.,
  • instalação – 620 USD.,
  • serviço – 750 USD.

Comprar uma bomba de calor significa comprar:

  • o próprio equipamento,
  • tanque tampão,
  • caldeira de aquecimento de água.
  • sistema de comunicação entre todos os elementos,
  • console de controle e monitoramento.

E o trabalho de terra envolve as seguintes etapas:

  • limpar a área de vegetação e elementos sólidos, como pedras,
  • perfurar o número necessário de poços ou trincheiras,
  • colocação e disposição dos coletores,
  • construção de poços de teste,
  • conectar a tubulação ao sistema de aquecimento, abastecimento de água ou ventilação,
  • recuperação de terras,
  • configuração de sistema.

Fabricantes de bomba de calor

Uma bomba de calor caseira é ótima, mas não confiável. Portanto, é melhor prestar atenção aos fabricantes eminentes. Aqueles que testam suas tecnologias e seus especialistas virão em seu socorro a tempo durante a instalação, reparo e manutenção do equipamento.

NIBE Industrier é uma renomada empresa internacional de sistemas de aquecimento. Seus empreendimentos utilizam fontes alternativas e ecológicas de alimentos. Os produtos NIBE são certificados na Europa e na América. Isso significa que atende aos parâmetros de confiabilidade e eficiência..

A Viessmann tem uma história de 100 anos no desenvolvimento de sistemas de refrigeração, aquecimento e ar condicionado. Os equipamentos de transferência de calor são fabricados e modernizados há mais de 30 anos. Desde o início do princípio de uso do calor ecológico. As bombas são vendidas em 70 países do mundo com produção em 10 deles.

O equipamento de aquecimento é vendido pela empresa internacional alemã Vaillant. Mas o equipamento de energia renovável é apenas uma de suas atividades. A exportação do fabricante cobre 60 países.

A empresa ucraniana “FLY-TEK” LLC oferece sistemas montados com componentes estrangeiros. O custo de suas bombas de calor é 30% menor do que seus homólogos internacionais.

A Sintek atua no mercado ucraniano há 10 anos. Fabrica equipamentos de aquecimento com a marca SintSolar. Em 2000 ela foi premiada pelo desenvolvimento de tecnologias eficientes.

Em 2005, a empresa Atmosystems, de Krasnodar, lançou a produção de bombas de calor. Depois disso, tornou-se distribuidora da fabricante internacional Heliotherm. Este último é o único fabricante de bombas de calor a ser nomeado para o Prêmio Nacional Australiano de Tecnologia de Conservação Ambiental e de Energia..

Cuidados com a bomba de calor

A manutenção implica uma inspeção profissional anual de todos os elementos do sistema..

É necessário ligar a bomba algumas horas após a instalação para que o sistema seja pré-aquecido.

A descarga do sistema de aquecimento, as reparações de emergência e a manutenção são normalmente garantidas pelo fabricante. Portanto, guarde documentos que comprovem a compra e instalação do equipamento..

Às vezes, é aconselhável usar o serviço de controle de qualidade remoto de bombas de calor. Isso permitirá que você responda rapidamente a desvios no sistema. É fornecido pelo fornecedor do sistema.