¿Cómo funciona una bomba de circulación en un sistema de calefacción? Características de la elección de bombas de circulación para sistemas de calefacción en el hogar y en invernaderos. ¿Qué son las bombas de circulación y en qué se diferencian?
La combustión de combustibles clásicos (gas, madera, turba) es una de las formas antiguas de producir calor. Sin embargo, el agotamiento de las fuentes de energía tradicionales ha llevado a la gente a buscar alternativas más complejas, pero no menos efectivas. Uno de ellos fue la invención. bomba de calor, cuyo trabajo se basa en las leyes escolares de la física.
Se recomienda utilizar un sistema auxiliar cerca del calentador solar. Se trata de un refuerzo para garantizar que no haya escasez de agua caliente, lo que puede ocurrir cuando el consumo es mucho mayor de lo esperado originalmente, es decir, cuando un sitio recibe muchas visitas, por ejemplo. O incluso cuando hay muchos días nublados. En estos casos, el sistema auxiliar controla el mecanismo eléctrico o de gas. Pero tenga la seguridad: como Brasil es un país tropical, esta necesidad surge varios días al año.
Cuando el calor del ambiente calienta nuestros hogares
¡Es simple, sin complicaciones, seguro y económico! ¿Tiene preguntas sobre cómo funciona este proceso? Esta es la misma función que la inversa. Se almacenan cantidades importantes de energía en el aire, el suelo y el agua, y esta energía constantemente renovable proviene de la radiación solar, las precipitaciones y el flujo de calor geotérmico.
Funcionamiento de la bomba de calor
El principio de funcionamiento de las bombas de calor, a primera vista muy complejo, se basa en varios leyes simples termodinámica y propiedades de líquidos y gases:
- Cuando un gas cambia a estado líquido (condensación), se libera calor.
- Cuando un líquido cambia a gas (evaporación), se absorbe calor.
La mayoría de los líquidos pueden hervir cuando se les da suficiente altas temperaturas, cerca de los 100 grados. Pero hay sustancias con bastante temperaturas bajas hirviendo. Para el freón es de unos 3-4 grados. Al convertirse en gas, se comprime fácilmente y la temperatura dentro del recipiente comienza a subir.
En el compresor, el vapor se comprime, lo que provoca un aumento de su temperatura. Y en el condensador, el vapor caliente finalmente transfiere su calor al sistema de circulación de agua en el sistema de calefacción. La presión cae a válvula de seguridad, y el proceso puede comenzar de nuevo desde el principio.
Se calcula dividiendo la potencia térmica total consumida por la energía eléctrica consumida. Este valor es aún más óptimo cuando la diferencia de temperatura entre la fuente de calor extraída del ambiente y la temperatura de distribución interna del calor es baja.
En teoría, el freón se puede comprimir para obtener la temperatura deseada, pero en la práctica se limita a los 80-90 grados necesarios para el pleno funcionamiento de un sistema de calefacción clásico.
Todo el mundo se encuentra con una bomba de calor más de una vez al día cuando pasa junto a su frigorífico. Sin embargo, en él funciona en sentido contrario, tomando el calor de los productos y disipándolo a la atmósfera.
¿Qué son las bombas de circulación y en qué se diferencian?
También es crucial para la eficiencia general del sistema que los dispositivos auxiliares, como las bombas de circulación, se dimensionen al máximo posible y que se seleccionen las mejores clases energéticas entre los dispositivos disponibles. El regulador de control de temperatura también se instala con un accionamiento de válvula solenoide.
Debido al hecho de que la calefacción completa puede funcionar normalmente sin suministro de electricidad. Son relativamente comunes las fuentes de calor cuya función no depende del suministro de energía eléctrica. Y se trata de calderas de combustible sólido, colectores solares o unidad de almacenamiento. En cualquier caso, los sistemas de calefacción no pueden funcionar día tras día sin una bomba de circulación. Por lo tanto, el usuario no puede derretirse si no hay electricidad y hay un problema para disipar de forma segura el calor de la fuente sin detener su funcionamiento con el corte de energía.
Video sobre tecnología de trabajo:
Diagrama de bomba de calor
El rendimiento de la mayoría de las bombas de calor se basa en el calor del suelo, en el que la temperatura prácticamente no varía a lo largo del año (entre 7 y 10 grados). El calor se mueve entre tres circuitos:
Suprimir las bombas de circulación estándar es problemático e ineficaz. La electricidad se puede almacenar eficazmente en la batería. Suele tener un voltaje de 12V corriente continua. bomba pequeña Necesita 230 voltios. Si cambia el voltaje, una parte importante de la energía desaparece, lo que reduce significativamente el tiempo de cegamiento. Además, las baterías con batería no son suficientes para garantizar un funcionamiento fiable de todo el dispositivo. Es necesario comprobar periódicamente la batería, optimizar el uso de todo el sistema y, en particular, controlar continuamente si todos los elementos clave del sistema de calefacción funcionan de forma fiable.
- Circuito de calefacción
- Bomba de calor
- Circuito de salmuera (también conocido como tierra)
El principio de funcionamiento clásico de las bombas de calor en un sistema de calefacción consta de los siguientes elementos:
- Intercambiador de calor que transfiere el calor tomado del suelo al circuito interno.
- Dispositivo de compresión
- Un segundo dispositivo de intercambio de calor que transfiere la energía recibida en el circuito interno al sistema de calefacción.
- Mecanismo que reduce la presión en el sistema (acelerador)
- Circuito de salmuera
- sonda terrestre
- Circuito de calefacción
La tubería, que sirve como circuito primario, se coloca en un pozo o se entierra directamente en el suelo. A lo largo de él se mueve un refrigerante líquido que no se congela, cuya temperatura aumenta a una característica similar a la de la tierra (aproximadamente +8 grados) y ingresa al segundo circuito.
En caso de fallos graves, el sistema debe advertir previamente al usuario del problema. Lo correcto- montaje, donde el fabricante garantiza función general, no sólo las funciones básicas de los componentes. Cuando la batería está descargada, el sistema puede cerrar el suministro de aire a la caldera o activar el enfriamiento de emergencia. La base del kit es una bomba única de baja potencia. En caso de un corte de energía, la bomba funciona directamente desde la batería y no hay pérdida de energía causada por la transferencia de voltajes.
El sistema puede funcionar continuamente con batería durante hasta 30 horas si se configura adecuadamente. Los microordenadores integrados comprueban periódicamente los componentes clave del conjunto. Éste controla la capacidad de la batería que se está cargando, su eficiencia de carga, pero también si la bomba realmente está torpedeada o si los sensores conectados han fallado. Posible mal funcionamiento indicado mediante una señal acústica y una señal correspondiente en la pantalla de la unidad de accionamiento. Las principales desventajas, además de la salida de la sirena.
El circuito secundario toma calor del líquido. El freón que circula en el interior comienza a hervir y se convierte en gas, que se envía al compresor. El pistón lo comprime a 24-28 atm, por lo que la temperatura aumenta a +70-80 grados.
¿Qué modelo es mejor para calentar invernaderos?
Al instalar y probar conjuntos, un técnico puede utilizar un menú de servicio integral. Esto le permite ver los parámetros internos del sistema. También puedes cambiar las propiedades del producto en el menú de servicio si el sistema de calefacción requiere un comportamiento diferente al configurado de fábrica.
Aplicaciones típicas de bombas de bombeo
El funcionamiento de la bomba se activa mediante un interruptor en el accionamiento. Ejemplos típicos Los usos están marcados con bocetos. 
Nudo bloque de montaje proporciona no solo las funciones descritas anteriormente, sino que también realiza diagnósticos continuos de todos los elementos. Además, tenga cuidado de no evacuar la bomba y la servoválvula del regulador en temporada de verano. Cuando la caldera se pone fuera de servicio, al décimo día se pone en marcha la bomba y se repara y reconstruye completamente la válvula. Esto asegura que un nuevo comienzo temporada de calefacción no causará sorpresas desagradables al usuario.
En esta etapa de trabajo, la energía se concentra en un pequeño coágulo. Debido a esto, la temperatura aumenta.
El gas calentado ingresa al tercer circuito, que está representado por sistemas de suministro de agua caliente o incluso sistemas de calefacción doméstica. Durante la transferencia de calor, son posibles pérdidas de hasta 10-15 grados, pero no son significativas.
Personal de certificación: un día. Si la bomba es montada por un técnico certificado, se extiende la vida útil de fabricación a 5 años. reparación gratuita. Los edificios de la Facultad de Matemáticas y Física de la Universidad Carolina en Praga 2 son interesantes no sólo por su historia y tradiciones, sino también por sus múltiples varias tecnologías e instrumentos de laboratorio en los que se encuentran. Empezando con potentes láseres y microscopios, termina. La mayoría de estos dispositivos requieren refrigeración de alto rendimiento. Anteriormente, los aparatos se enfriaban con agua del sistema de suministro de agua y las aguas residuales calentadas se descargaban al alcantarillado.
Cuando el freón se enfría, la presión disminuye y vuelve a su estado líquido. A una temperatura de 2-3 grados regresa al segundo circuito. El ciclo se repite una y otra vez.
Tipos principales
El principio de funcionamiento de las bombas de calor está diseñado para que puedan funcionar fácilmente y sin interrupciones en un amplio rango de temperaturas, de -30 a +40 grados. Los dos tipos siguientes de modelos son los más populares:
Con el aumento de los precios del agua, este método se volvió insoportable y la dirección de la facultad buscaba una manera de enfriar más barato y, si era posible, utilizar energía térmica contenida en aguas residuales. Como es lógico, se construyó un circuito de refrigeración central. El agua enfriada, purificada mediante eliminación de calor, se puede utilizar luego como medio refrigerante en el circuito de refrigeración central. Echemos un vistazo más de cerca a la tecnología utilizada.
Cada proyecto tan grande y complejo, basado en pozos profundos, requiere un enfoque sistemático. Aunque el perfil geológico del pozo era bien conocido, fue necesario realizar lo que se conoce como prueba de pozo en grandes sitios de perforación para revelar un uso promedio del subsuelo mayor al esperado.
- Tipo de absorción
- Tipo de compresión
Los modelos de tipo absorción tienen una estructura bastante compleja. Transfieren la energía térmica recibida directamente utilizando la fuente. Su funcionamiento reduce significativamente los costos de material por electricidad y combustible consumidos. Los modelos de tipo compresión consumen energía (mecánica y eléctrica) para transferir calor.
Como resultado, se dividieron 27 pozos con una profundidad de 135 metros en dos campos de perforación. Por la caldera circula una mezcla orgánica portadora de refrigerante, que se destruye fácilmente en caso de fuga. Las temperaturas se registran automáticamente a intervalos regulares para el posterior análisis del comportamiento del macizo rocoso en cuanto a la eliminación de calor y el posible almacenamiento de residuos de reserva.
Tecnología de máquinas con bomba de calor
La fuente de calor bivalente integrada consta de esta caldera de gas y nuevas bombas de calor con una capacidad total de 270 kW. Para esta temperatura se requiere energía térmica 250 kilovatios. Las bombas de calor se conectan en paralelo al circuito de carga de un depósito de almacenamiento de 1 m3 de capacidad. calentando agua suministrado al distribuidor del sistema de calefacción.
Dependiendo del usado fuente de calor Las bombas se dividen en los siguientes tipos:
- Reciclar el calor residual- los modelos más caros que han ganado popularidad para calentar instalaciones industriales, en las que se desperdicia el calor secundario generado por otras fuentes.
- Aire– tomar calor del aire circundante
- geotérmica– seleccionar calor del agua o de la tierra
Según los tipos de entrada/salida, todos los modelos se pueden clasificar de la siguiente manera: suelo, agua, aire y sus diversas combinaciones.
La tecnología funciona en los siguientes modos.
Para la regeneración del campo de perforación se utiliza el calor residual de la tecnología de refrigeración o el calor generado en el modo de refrigeración activa mediante bombas de calor. En este modo se requiere sistema central enfriamiento. El calor generado por la eliminación de calor pasa a través de un intercambiador de calor a un tanque central de almacenamiento de refrigerante. Modo de refrigeración natural: las bombas de calor fallan y la circulación del refrigerante en el circuito primario está garantizada por una bomba de circulación. Modo de enfriamiento activo. El calor acumulado se transfiere al pozo a través de un intercambiador de calor: el pozo se regenera.
Al instalar la tecnología de bomba de calor sobre suelo/agua, hemos logrado
Modo calefacción y refrigeración. . Las bombas de calor instaladas se pusieron en funcionamiento en un año.Bombas de calor geotérmicas
Son populares los modelos de bombas geotérmicas, que se dividen en dos tipos: cerradas o de tipo abierto.
Dispositivo sencillo sistemas abiertos permite calentar el agua que pasa al interior, que posteriormente vuelve a entrar al suelo. Funciona idealmente en presencia de un volumen ilimitado de líquido refrigerante limpio que, una vez consumido, no daña el medio ambiente.
Ahora están en la mitad de la temporada y pueden comenzar a comparar el consumo de energía esperado y real y los ahorros en costos operativos. Debido a la optimización continua del sistema y la conexión continua de otros dispositivos experimentales, se supone que estos números no son definitivos. La experiencia de las pruebas muestra que no sólo la cooperación de todas las partes interesadas antes y después de la implementación, sino también la confianza en el conocimiento compartido es absolutamente necesaria para aplicaciones técnicamente complejas.
Las empresas inversoras y los proveedores quieren presentar el rendimiento del sistema en forma de datos operativos en vivo en Internet y evaluar continuamente el proyecto, incluido el comportamiento de los campos de perforación y los balances energéticos. Después de todo, ¿dónde más podemos vivir una experiencia tan extraordinaria que en un campus universitario?
Los sistemas de circuito cerrado de bombas de calor geotérmicas se dividen en los siguientes tipos:
- Agua: ubicada en un depósito a una profundidad no congelada
- CON disposición vertical– el colector se coloca en un pozo a una profundidad de hasta 200 m y es aplicable en áreas con terreno irregular
- Con una disposición horizontal: el colector se coloca en el suelo a una profundidad de 0,5 a 1 m, es muy importante proporcionar un contorno grande en un área limitada
Bomba aire-agua
Se utiliza un termostato de ambiente programable para controlar el goteo nocturno, lo que también evita que el sistema se anule durante el funcionamiento diario. Cuando se utiliza la recirculación de agua de la caldera, el regulador prefiere proteger la caldera de la corrosión a baja temperatura.
El modo verano está señalizado permanentemente luz verde-. Para evitar que la piedra de agua bloquee las partes móviles del sistema de calefacción, el regulador proporciona válvulas de bombeo y bombeo regulares cada 3 días. EN modo invierno El regulador controla la caldera, la bomba y la válvula amortiguadora de acuerdo con la temperatura de diseño. Los modos diurno y nocturno se resaltan en el modo invierno según la condición termostato de ambiente. Si la salida del termostato de ambiente está encendida, el controlador está en modo día; si está abierto, está en modo noche.
Una de las opciones más versátiles es el modelo aire-agua. Durante las épocas cálidas del año es muy eficaz, pero en invierno la productividad puede bajar significativamente.
La ventaja del sistema es su sencilla instalación. Se puede instalar el equipo adecuado en cualquier ubicacion conveniente, por ejemplo, en el tejado. El calor que se extrae de la habitación en forma de gas o humo se puede reutilizar.
Tipo agua-agua
La bomba de calor agua-agua es una de las más eficientes. Pero su uso puede verse limitado por la presencia de un embalse cercano o por una profundidad insuficiente a la que periodo de invierno no se observa ningún descenso significativo de la temperatura.
La energía de bajo potencial se puede seleccionar de las siguientes fuentes:
- agua subterránea
- Embalses abiertos
- Aguas residuales industriales
El principio de funcionamiento más sencillo de las bombas de calor es el de los modelos que extraen calor de un depósito. Si se decide utilizar aguas subterráneas, puede ser necesario perforar un pozo.
Tipo suelo-agua
Se puede obtener calor del suelo durante todo el año, ya que a una profundidad de 1 m la temperatura permanece prácticamente sin cambios. La "salmuera" se utiliza como portador de calor. liquido anticongelante que circula.
Una de las desventajas del sistema de aguas subterráneas es la necesidad de una gran superficie para lograr la eficiencia deseada. Intentan nivelarlo colocando tuberías en anillos.
El colector se puede ubicar en posición vertical, pero necesitarás un pozo de hasta 150 m de profundidad, en el fondo se instalan sombrillas para quitar el calor del suelo.
Pros y contras de los sistemas de calefacción con bomba de calor.
Las bombas de calor se utilizan ampliamente en sistemas de calefacción para áreas residenciales o industriales privadas. Poco a poco están sustituyendo a las fuentes de energía más clásicas por su fiabilidad y eficiencia.
Entre los muchos beneficios que proporciona el funcionamiento de una bomba de calor se encuentran:
- Ahorrar recursos materiales en mantenimiento sistemas y refrigerante
- Las bombas funcionan de forma completamente autónoma.
- EN ambiente No se liberan productos de combustión nocivos ni otras sustancias tóxicas.
- Seguridad contra incendios de equipos montados.
- Capacidad para revertir fácilmente la operación del sistema
A pesar de las numerosas ventajas, es necesario tener en cuenta lados negativos funcionamiento de la bomba de calor:
- Gran inversión inicial para el desarrollo. sistema de calefacción– de 3 a 10 mil dólares
- Durante los períodos fríos, cuando las temperaturas descienden por debajo de los -15 grados, hay que pensar en opciones alternativas calefacción
- La calefacción basada en el funcionamiento de una bomba de calor es más eficaz solo en sistemas con refrigerante a baja temperatura.
Otro vídeo esquemático:
resumámoslo
Habiendo aprendido y dominado el principio de funcionamiento de una bomba de calor, podrá pensar y decidir sobre la conveniencia de su instalación y uso. Los costes iniciales, que pueden parecer muy elevados, pronto se amortizarán y empezarán a generar una especie de beneficio en forma de ahorro en el combustible clásico.