Impianto di riscaldamento acqua aria. Impianto termico aria-acqua

Una pompa di calore aria-acqua non è adatta per riscaldare una casa! Almeno questo è quello che dicono molti “esperti di internet”. Ma è davvero così? Quanto è efficiente il riscaldamento aria-acqua con una pompa di calore?

Aria pompe di calore più economico dell’energia geotermica e dell’acqua, sia in termini di attrezzature che di installazione. Vengono utilizzati principalmente per la fornitura di acqua calda, ma quanto è consigliabile utilizzarla per il riscaldamento di una casa?

Principio di funzionamento

Per coloro che non comprendono appieno l'argomento, vale la pena spiegare cos'è una pompa di calore aria-acqua. In realtà, è "il contrario": un dispositivo che raffredda l'aria esterna e riscalda l'acqua nel serbatoio. Quest'acqua può quindi essere utilizzata per la fornitura di acqua calda o per il riscaldamento della casa.

La pompa di calore utilizza un ciclo chiuso e consuma solo energia elettrica. La sua efficienza è misurata come il rapporto tra l'energia elettrica spesa e l'energia termica ricevuta. L'efficienza delle pompe di calore si misura anche in COP (Coefficiente di prestazione). COP 2 corrisponde ad un rendimento del 200% e significa che per 1 kW di energia elettrica si produrranno 2 kW di calore.

Potenza ed efficienza

Se per le pompe di calore geotermiche e ad acqua l'efficienza praticamente non dipende dal periodo dell'anno, con le pompe di calore ad aria la situazione è diversa. Le prestazioni dipendono direttamente dalla temperatura dell'aria esterna; più è fredda, minore è il COP (efficienza).

Molte persone credono che la potenza di una pompa di calore determini la quantità di calore che può produrre, ma questo non è vero. Caratterizza il consumo di energia e la quantità di calore ricevuto dipende dall'efficienza. Di conseguenza, dipende dalla temperatura dell'aria all'esterno della casa.

Vantaggi e svantaggi

Bene:

• Una pompa di calore aria-acqua è più economica di quella terra-acqua e acqua-acqua;
• Non è necessario posare i tubi del refrigerante per l'installazione;
• Facile da installare.

Male:

• Scarse prestazioni a basse temperature;
• I modelli che funzionano a temperature molto basse sono piuttosto costosi.

Caratteristiche dell'utilizzo di una pompa di calore aria-acqua per il riscaldamento di una casa

Nessun venditore te lo dirà dipendenza dell'usura delle apparecchiature dall'efficienza. E lei è! Mostriamolo chiaramente:

Ad esempio, a 0 gradi l’efficienza di una pompa di calore ad aria è del 300%, mentre a -5 – 200%. Cioè, per ottenere 10 kW di calore, nel primo caso consumerà 3,33 kW di elettricità e nel secondo 5 kW. La stessa pompa di calore farà una volta e mezza il lavoro in più a una temperatura di -5 che a 0 gradi.

Il lavoro svolto comporta l'usura di tutte le unità a pompa di calore, in particolare del compressore. Come puoi vedere, non solo il consumo, ma anche la durata della pompa di calore dipende dalla temperatura dell'aria.

Fattibilità

Per utilizzare in modo efficace una pompa di calore aria-acqua è necessario scegliere la potenza giusta. Si sconsiglia l'utilizzo a temperature inferiori al 150% di efficienza per evitare di sovraccaricare l'apparecchiatura.

Calcolare il periodo di ammortamento della pompa di calore e il costo revisione– devono essere superiori al prezzo del calore ottenibile da altre fonti. Altrimenti non ha senso installare una pompa di calore aria-acqua per riscaldare la casa.

Opzione alternativa

È possibile utilizzare una pompa di calore come fonte di calore nel periodo autunno-primavera e in inverno è possibile accendere il riscaldamento dall'elettricità, da una caldaia a gas o a combustibile solido. Ciò può ridurre significativamente i costi di riscaldamento di un edificio.

L'unico aspetto negativo è che dovrai spendere soldi per l'acquisto di ulteriori dispositivi di riscaldamento. Ma se consideri tutto a lungo termine, questa opzione è più redditizia.

Avendo imparato a pompare il gas dalle viscere della terra e a bruciarlo, l'umanità ne ha ricevuti due problemi seri. Il riscaldamento globale e l'avvelenamento dell'ambiente è un prezzo troppo alto per il comfort. Inoltre, il combustibile grezzo è una risorsa limitata, le cui riserve si esauriscono rapidamente. Questi fattori hanno suscitato un interesse attivo per le pompe di calore, installazioni che estraggono energia pulita dal suolo, dall'acqua e dall'aria. Senza caldaie voraci ed emissioni nocive, forniscono alle case calore e acqua calda.

In Occidente, una pompa di calore per riscaldare una casa è diventata comune quanto un condizionatore d'aria o lavatrice. Nel nostro paese, questa unità non è ancora familiare alla maggior parte dei proprietari di proprietà private e dacie. Questo articolo ti aiuterà a conoscere il principio del suo funzionamento, le varietà esistenti, i vantaggi e gli svantaggi.

Come funziona una pompa di calore?

L'esempio più semplice che spiega chiaramente il principio di funzionamento delle pompe di calore è un frigorifero domestico. Sappiamo tutti che il cibo viene raffreddato nel congelatore grazie alla circolazione del refrigerante. Prendendo calore interno, il frigorifero lo butta fuori. Pertanto il vano congelatore è freddo e la griglia posteriore dell'apparecchio è sempre calda.

Il principio di funzionamento di una pompa di calore è l'opposto. Prendendo calore da ambiente, lo porta in casa. In senso figurato, " congelatore» Questo dispositivo si trova all'aperto e la griglia calda si trova in casa.

A seconda del tipo di fonte di calore esterna e del mezzo che raccoglie l’energia, le pompe di calore si dividono in quattro tipologie:

1. Acque sotterranee.
2. Acqua-acqua.
3. Aria-acqua.
4. Aria-aria.

Il primo tipo di installazione estrae calore dal terreno utilizzando collettori tubolari o sonde. Nel circuito esterno di tale pompa circola un liquido non congelante che trasferisce calore al serbatoio di evaporazione. Qui l'energia termica viene trasferita al freon, che si muove in un circuito chiuso tra il compressore e la valvola a farfalla. Il refrigerante riscaldato entra nel serbatoio del condensatore, dove trasferisce il calore risultante all'acqua inviata all'impianto di riscaldamento. Il ciclo di scambio termico si ripete finché l'impianto è collegato alla rete elettrica.

Schema di funzionamento della pompa di calore

Il principio di funzionamento di una pompa di calore ad acqua non è diverso da una pompa di calore geotermica. L'unica differenza è che è alimentato dall'acqua, non dal suolo.

Una pompa di calore ad aria non richiede un grande collettore esterno per raccogliere il calore. Pompa semplicemente l'aria della strada attraverso se stessa, estraendone preziose calorie. Lo scambio di calore secondario in questo caso avviene attraverso l'acqua (pavimenti caldi) o attraverso l'aria (sistema di riscaldamento dell'aria).

Valutando il lato economico della questione, va notato che il maggiore investimento finanziario è richiesto per l'installazione delle “acque sotterranee”. Per installare le sue sonde riceventi il ​​calore, è necessario perforare pozzi profondi o rimuovere il terreno vasta area per la posa del collettore.

Una pompa di calore geotermica non può funzionare senza sistema esterno tubi o pozzi profondi con sonde riceventi calore

Al secondo posto c'è una pompa di calore per l'acqua, consegnata al cliente chiavi in ​​mano. Non richiede lo scavo o la perforazione di pozzi per funzionare. È sufficiente immergere un numero sufficiente di tubi flessibili nel serbatoio attraverso il quale circolerà il liquido di raffreddamento.

Le unità più economiche sono le unità aria-aria e aria-acqua, poiché non richiedono l'installazione di ricevitori di energia termica esterni.

Una caratteristica dell'installazione della maggior parte dei sistemi a pompa di calore è che non sono collegati ai radiatori del riscaldamento, ma a un pavimento riscaldato. Ciò è spiegato dal fatto che il riscaldamento massimo dell'acqua arriva fino a una temperatura di +45°C, che è ottimale per i pavimenti riscaldati, ma insufficiente per il normale funzionamento del radiatore.

Una caratteristica vantaggiosa di questa installazione per il proprietario è la possibilità della modalità inversa, ovvero il passaggio al raffreddamento dei locali durante il periodo caldo dell'anno. In questo caso, il calore in eccesso viene assorbito dalla tubazione del riscaldamento a pavimento e rimosso da una pompa nel terreno, nell'acqua o nell'aria.

Uno schema a blocchi semplificato di un'installazione di pompe di calore geotermiche si presenta così:

Oltre alla pompa di calore, al circuito di terra e al pavimento riscaldato, qui ne vediamo due pompa di circolazione, rubinetti di intercettazione per acqua calda e riscaldamento, oltre ad un serbatoio di accumulo acqua calda per uso domestico.

Caratteristiche delle pompe di calore

L'indicatore principale con cui viene valutata l'efficienza di una pompa di calore è il coefficiente di conversione del calore, abbreviato in CPT (in Abbreviazione inglese SOR). Non ha nulla a che fare con l'efficienza che ci è familiare: il fattore efficienza. KPT (COP) mostra quanti kilowatt di energia pompa la pompa per kilowatt di elettricità che riceve. A seconda delle condizioni operative, il CFC della pompa di calore può variare da 3 a 5, il che, senza ulteriori discussioni, conferma il vantaggio economico del suo utilizzo.

Gli indicatori di prestazione più stabili sono dimostrati dagli impianti nel suolo e nell'acqua, poiché la temperatura dell'acqua e del suolo non scende sotto lo zero gradi. Le unità che raccolgono calore dall'aria dipendono dalla sua temperatura. Quando il termometro raggiunge livelli sotto lo zero, la loro produttività diminuisce in media del 40-50%.

Il secondo parametro operativo è la potenza in kilowatt. Viene selezionato in base alla quantità di perdita di calore dell'edificio.

Calcolo del riscaldamento di una casa con una pompa di calore

Per il normale funzionamento dell'impianto di trasferimento di calore è necessario un isolamento termico di alta qualità dell'edificio. Pertanto, prima di acquistare una pompa di calore, è necessario isolare pareti, pavimenti e soffitti, quindi eseguire un calcolo delle perdite di calore (Q).

Una formula semplificata per calcolare la quantità di calore (W) che lascia la casa attraverso l'involucro dell'edificio (pareti, finestre, pavimento, soffitto) è simile alla seguente:

Q = S x (differenza tra la temperatura dell'aria interna ed esterna)/Rt.

S – area della struttura di recinzione in m2;

Rt – resistenza termica del materiale della struttura di contenimento (tratto dalle tabelle SNiP sull'ingegneria del riscaldamento degli edifici).

Calcolando alternativamente le dispersioni termiche delle pareti, delle finestre, del pavimento e del soffitto, si sommano e si ottiene il numero di kilowatt persi dalla casa in 1 ora al massimo. periodo freddo dell'anno. La potenza della pompa di calore non deve essere inferiore alla perdita di calore totale. Se, oltre al riscaldamento, l'impianto riscalderà l'acqua per il fabbisogno domestico, la sua potenza aumenterà del 20%.

Quando si sceglie una pompa di calore aria-aria o aria-acqua, è necessario concentrarsi sulla potenza termica che sviluppa nella regione a bassa temperatura, poiché è notevolmente inferiore alla potenza durante il funzionamento nella stagione calda.

Ad esempio, forniamo i parametri dell'installazione aria-acqua NIBE FIGHER F2300-14. Funzionando in un intervallo di temperature da +7 a + 45°C, produce circa 18 kW, e con una temperatura dell'aria di -15°C solo 10,7 kW.

Marche famose e prezzi approssimativi

Si è formato il mercato delle apparecchiature a pompa di calore in Russia. Le posizioni di leader qui sono occupate da società straniere, come: Nibe (Svezia), Mitsubishi Electric (Giappone), Danfoss (Danimarca), Vaillant (Germania), Viessmann (Germania), Mammoth (USA) e altri. I prodotti non sono inferiori in termini di rapporto qualità-prezzo ai marchi famosi Produzione russa (marchi Henk e SunDue).

Il prezzo stimato (per il 2016) di una pompa di calore terra-acqua importata con una potenza di 10 kW, progettata per riscaldare una casa con una superficie di 100 m2 (senza installazione) è di 500.000 rubli. Per i lavori di perforazione di pozzi, installazione di tubi e messa in servizio, dovrai pagare in media 80.000 rubli, esclusi i materiali aggiuntivi.

Le apparecchiature domestiche sono più economiche. Il prezzo di una pompa di calore russa con parametri simili è di circa 360.000 rubli. Il suo acquisto con installazione chiavi in ​​​​mano costerà circa 430.000 rubli. Il prezzo stimato di una pompa di calore aria-acqua da 10 kilowatt è di RUB 270.000. Il costo medio di questa unità con installazione chiavi in ​​\u200b\u200bmano è di 320.000 rubli.

Pompe di calore aria-acqua appartengono al gruppo delle strutture aerotermiche. Forniscono il riscaldamento del liquido di raffreddamento nell'impianto di riscaldamento della casa, la cui fonte di energia termica è aria esterna. È inoltre possibile fornire acqua per l'impianto sanitario.

Una caratteristica speciale dei sistemi aria-acqua è forte dipendenza temperature del liquido di raffreddamento nell'impianto di riscaldamento dalla temperatura della fonte - aria esterna. L'efficienza di tali apparecchiature cambia costantemente, sia stagionalmente che condizioni meteo. Ciò rivela una differenza significativa tra i sistemi aerotermici e i sistemi, il cui funzionamento è stabile per tutta la sua vita utile e non dipende dalle condizioni esterne.

Inoltre, le pompe di calore aria-acqua sono in grado sia di riscaldare che di raffreddare l’aria interna, il che le rende popolari nelle regioni con inverni relativamente freddi ed estati calde. In generale, l'uso di tali sistemi è relativamente più efficace zone calde, e per le regioni settentrionali sono necessari ulteriori mezzi di riscaldamento (normalmente utilizzati).

Come funzionano le pompe di calore aria-acqua?

Il funzionamento di una pompa di calore aria-acqua si basa su basato sul principio di Carnot. Parlando di più in un linguaggio chiaro, viene utilizzato il design del frigorifero freon. Il refrigerante (freon) circola in un sistema chiuso, passando attraverso le seguenti fasi:

• evaporazione accompagnata da forte raffreddamento
• riscaldamento dal calore dell'aria esterna in entrata
• forte compressione, alla quale la sua temperatura diventa elevata
• condensazione con passaggio allo stato liquido
• passaggio attraverso la farfalla con forte calo di pressione ed evaporazione

Per la normale circolazione del refrigerante, sono necessari due scomparti: evaporatore e condensatore. Nel primo, la temperatura è bassa (negativa) e per il riscaldamento viene utilizzata l'energia termica dell'aria ambiente. Il secondo scomparto serve a condensare il refrigerante e trasferire l'energia termica al liquido di raffreddamento dell'impianto di riscaldamento.

Infatti, una pompa di calore è composta da due scambiatori di calore, interconnessi e insieme forniscono un ciclo continuo di Carnot: compressione del gas con transizione alla fase liquida con rilascio di una grande quantità di calore e sua espansione con evaporazione e raffreddamento.

Il ruolo dell'aria proveniente dall'esterno è quello di trasferire calore all'evaporatore, dove la temperatura è molto bassa e richiede un aumento per l'imminente compressione. Energia termica l'aria è disponibile anche con temperature negative e persiste finché la temperatura non scende allo zero assoluto. Le fonti di energia termica a basso potenziale consentono di ottenere un'elevata efficienza del sistema, ma con una forte diminuzione temperatura esterna a -20°C o – 25°C il sistema si arresta e richiede il collegamento di un'ulteriore fonte di riscaldamento.

Vantaggi e svantaggi

Vantaggi Le pompe di calore aria-acqua sono:

• installazione semplice, nessun lavoro di scavo
• La fonte di energia termica - l'aria - è disponibile ovunque, è accessibile e completamente gratuita. Il sistema richiede solo l'alimentazione elettrica per l'apparecchiatura di circolazione, il compressore e il ventilatore
• la pompa di calore può essere abbinata strutturalmente alla ventilazione, il che può aumentare significativamente l'efficienza di entrambi i sistemi
• Il sistema di riscaldamento è ecologico e non pericoloso durante il funzionamento
• il sistema funziona quasi silenziosamente e può essere controllato tramite sistemi di automazione

Svantaggi Le pompe di calore aria-acqua sono:

• applicazione limitata. I modelli HP domestici richiedono il collegamento di sistemi di riscaldamento aggiuntivi già a -7°C, i modelli industriali sono in grado di mantenere temperature fino a -25°C, che è troppo bassa per la maggior parte delle regioni della Russia
• la dipendenza dell'efficienza del sistema dalla temperatura dell'aria esterna rende il funzionamento del sistema instabile e richiede una costante riconfigurazione delle modalità operative
• Per alimentare ventilatori, compressori e altri dispositivi è necessario il collegamento a una fonte di alimentazione stabile

Quando si pianifica l'uso di un tale sistema di riscaldamento e acqua calda, è necessario tenere conto di queste caratteristiche.

Calcolo della potenza dell'impianto

La procedura per calcolare la potenza dell'impianto si riduce alla determinazione dell'area della casa da riscaldare, calcolando la quantità richiesta di energia termica e selezionando l'attrezzatura che corrisponde ai valori ottenuti. Non ha senso presentare una metodologia di calcolo dettagliata, poiché è estremamente complessa e richiede la conoscenza di molti parametri, coefficienti e altri valori. Inoltre, è necessaria esperienza nell'esecuzione di tali calcoli, altrimenti il ​​risultato sarà completamente errato.

Per risolvere il problema si consiglia di utilizzare un calcolatore online reperibile su Internet. È facile da usare; devi solo inserire i tuoi dati nelle caselle e ottenere una risposta. In caso di dubbio è possibile duplicare il calcolo su un'altra risorsa per ottenere dati equilibrati.

Cosa comprare: le 5 migliori pompe

L'acquisto di una pompa di calore è una procedura importante e responsabile. È possibile dare qualche consiglio in questo ambito solo se si dispone di informazioni specifiche circa le dimensioni della casa, il materiale delle pareti, il grado di isolamento, la configurazione dei locali, il tipo di impianto di riscaldamento, ecc. Senza questo dati, è inutile parlare delle migliori pompe. Tuttavia, possiamo considerare i produttori più noti che forniscono al mercato attrezzature di alta qualità e sono leader in questo campo:

GRUPPO ALTAL

L'azienda ha sede in Ucraina, Russia e Moldavia. La produzione delle attrezzature è focalizzata sulle condizioni delle regioni russe e può essere utilizzata in condizioni difficili

NIBE Industria AB

L'azienda svedese è presente sul mercato dal 1949 ed è giustamente leader nel suo settore. La produzione viene effettuata secondo gli sviluppi più avanzati, vengono utilizzati i migliori materiali e componenti

Gruppo Viessmann

Una delle più antiche aziende europee: la sua fondazione risale al 1928. Gli specialisti tedeschi hanno acquisito una vasta esperienza e raggiunto la massima qualità dei loro prodotti

OCHSNER

Un'azienda austriaca che è stata una delle prime ad iniziare la produzione in serie di pompe di calore e ha ricevuto riconoscimenti dagli utenti per la qualità, l'affidabilità e la durata delle apparecchiature

Eliotermo

Un'altra azienda austriaca che produce pompe di calore e altre apparecchiature. I prodotti sono venduti in Europa, si nota alta qualità, affidabilità e ampia funzionalità dei sistemi di riscaldamento

Oltre a quelli europei, comuni complessi dalla Cina e altri paesi Sud-est asiatico. Sono più economici, hanno prestazioni abbastanza elevate, ma livello generale un po’ indietro rispetto ai modelli europei. Il loro unico vantaggio è il prezzo, anche se i costi di tali apparecchiature sono comunque molto elevati. Se consideriamo che la questione non si limita all'installazione di una pompa di calore, è necessario adattare l'intero sistema di riscaldamento alle capacità del complesso, i costi diventano paragonabili al costo di costruzione di una casa.

Nelle condizioni russe, la scelta ottimale è quella di acquistare sistemi bivalenti, che consentono il passaggio ad altre fonti di calore quando si presentano condizioni difficili.

Importante! La maggior parte degli esperti concorda sul fatto che nella maggior parte delle regioni della Russia l’uso di pompe di calore aria-acqua non è pratico a causa delle condizioni invernali estremamente difficili. La potenza del sistema diminuisce drasticamente al diminuire della temperatura. Inoltre, le unità d'aria esterne non potranno funzionare quando fa freddo.

Costo di installazione

I lavori di installazione e messa in servizio vengono eseguiti a prezzi diversi, a seconda dell'entità del lavoro, delle attrezzature e dei macchinari utilizzati, dei volumi e di altri fattori. Una circostanza altrettanto importante è la situazione economica generale della regione e lo stato del potere d'acquisto della popolazione.

In ogni caso, i costi di installazione e gestione del sistema richiederà circa il 20% di costo totale attrezzatura, che influenzerà in modo significativo il portafoglio dell’utente.

L'elevato costo del lavoro di installazione diventa spesso la ragione per installare e avviare da soli il sistema, il che rende possibili piccole riparazioni e manutenzioni senza il coinvolgimento di specialisti. Tuttavia, bisogna tenere presente che molte aziende rifiutano la garanzia o l'assistenza se l'installazione è stata effettuata da estranei.

Pompa di calore ad aria fai da te

L'elevato costo delle attrezzature, dei lavori di installazione e di manutenzione costringe molti proprietari di case a produrre autonomamente pompe di calore aria-acqua. Questa attività è piuttosto laboriosa e richiede competenze, ma il risultato ti permette di risparmiare un sacco di soldi e acquisire una preziosa esperienza nella realizzazione di sistemi di riscaldamento. Consideriamo le fasi principali della creazione di una pompa di calore:

Assemblaggio dell'unità secondo lo schema

Prima di tutto, devi fare scorta dei componenti principali del sistema:

• compressore da un frigorifero o da un sistema split
• tubi di rame con un diametro di circa 1 cm, adattatori e raccordi per essi
• contenitori per la realizzazione di scambiatori di calore (evaporatore e condensatore)
• valvola a farfalla
• freon
• elementi di fissaggio, parti di collegamento, ecc.

Avrai bisogno di una torcia per saldare tubi di rame, una serie di strumenti e materiali appropriati. Per produrre una pompa di calore, avrai bisogno di uno schema o di un disegno esecutivo che ti permetta di riflettere sul lavoro in modo più dettagliato e di assemblare tutti i componenti e le parti necessarie. La maggior parte di essi dovrà essere acquistata, ma questi costi non possono essere paragonati ai costi di acquisto di un kit già pronto.

Assemblaggio dell'unità esterna

Unità esterna fornisce l'aspirazione e l'alimentazione dell'aria all'evaporatore. Per eseguire queste operazioni avrai bisogno di una custodia e di un ventilatore collegato al condotto che trasporta il flusso d'aria all'evaporatore della pompa di calore. Alcuni artigiani installano l'evaporatore nell'unità esterna, abbreviando così il percorso di trasporto. Ciò è conveniente e aumenta la compattezza del complesso, ma questa opzione non è sempre possibile. Il fatto è che il freon nell'evaporatore ha una temperatura molto bassa, orario invernale Non c'è abbastanza energia dall'aria esterna per fornire un impulso termico sufficiente al refrigerante.

Blocco con scambiatore-evaporatore

L'unità evaporatore è un contenitore metallico con un volume di 80 litri, un tubo di rame con un diametro di 10 mm con uno spessore della parete di 1 mm o più. Una bobina è costituita da un tubo: un pezzo di tubo o un altro oggetto cilindrico viene avvolto in modo che la spirale finita del tubo si inserisca liberamente nel serbatoio. Dovrà essere calcolata la lunghezza del tubo per un impianto da 5 kW saranno necessari 10 m.

La bobina è dotata di due uscite per il collegamento al resto del circuito dell'impianto. Le curve vengono fatte passare attraverso raccordi nella parete del contenitore e sigillano i passaggi per garantire l'immobilità della bobina. Si consiglia di installare elementi di fissaggio aggiuntivi all'interno del serbatoio per fissare saldamente la bobina ed eliminare la possibilità di vibrazioni o movimento.

La temperatura all'interno del contenitore sarà molto bassa. Per eliminare la possibilità che il tubo si congeli a causa della condensa, consigliano gli esperti installare un deumidificatore o un relè di sbrinamento.

Regole di installazione del compressore

Si consiglia di realizzare un alloggiamento insonorizzato separato per il compressore. Ciò contribuirà a garantire un funzionamento silenzioso quasi completo del complesso. L'ingresso del compressore è collegato al tubo di uscita dell'evaporatore e l'uscita è collegata all'ingresso del condensatore (secondo scambiatore di calore). Può essere utilizzata i seguenti tipi compressori:

• rotante. Dispositivi economici ma rumorosi con poche risorse
• spirale. Campioni silenziosi, durevoli ed efficienti, ma hanno un prezzo elevato
• pistone Hanno una lunga durata, elevata potenza e vengono utilizzati principalmente nelle apparecchiature di refrigerazione industriale. Il prezzo di tali dispositivi è il più alto

Progettazione di un serbatoio di accumulo (condensatore)

Progettazione di condensatori simile a un evaporatore, ma richiede la sigillatura, poiché all'interno non ci sarà aria, ma il liquido di raffreddamento dell'impianto di riscaldamento. Avrai bisogno di un serbatoio con una capacità di 100 litri (andrà bene uno già pronto da una caldaia o qualsiasi altro con lo stesso volume). Nelle parti superiore e inferiore del serbatoio è necessario installare i raccordi per il flusso del liquido di raffreddamento (acqua), lì saranno necessari anche i fori per il passaggio di un tubo di rame.

Viene realizzata una bobina, il diametro della spirale dovrebbe essere leggermente inferiore al diametro interno del serbatoio. Per realizzare una bobina vi serviranno 12 metri di tubo con un diametro di almeno 26 mm. Le estremità vengono portate nelle aperture dell'alloggiamento, dopo di che le uscite vengono accuratamente saldate e sigillate.

Per installare la bobina, il serbatoio dovrà essere tagliato longitudinalmente dopo il fissaggio, le metà saranno saldate o collegate in altro modo per garantire la completa tenuta; Il risultato è un contenitore attraverso il quale passa una serpentina di rame, il cui volume interno non è collegato al volume del serbatoio. All'interno del contenitore ci sono due raccordi: ingresso e uscita, attraverso i quali circolerà il liquido di raffreddamento.

Collegamento dell'unità esterna all'evaporatore

Per collegare l'evaporatore all'unità esterna Si consiglia di utilizzare tubi in polietilene bassa pressione diametro 32mm. Uno è utilizzato per l'alimentazione dell'aria, l'altro per lo scarico. Si consiglia di isolare i tubi, interrarli in una trincea o proteggerli in altro modo. Puoi lasciarli all'aria aperta o a terra se l'unità esterna si trova vicino alla casa.

Collegamento di evaporatore, compressore e serbatoio

I tubi di rame sono collegati mediante saldatura. Qui è necessaria esperienza; se non ce l’hai, allora devi invitare uno specialista della refrigerazione coinvolto in installazioni industriali. Le persone coinvolte nell'installazione di sistemi di approvvigionamento idrico e impianti idraulici, sebbene saldano il rame, non sono competenti qui, poiché dovranno installare varie valvole di intercettazione, valvole, adattatori e altri elementi.

Per fare ciò, è necessario lo strumento appropriato, la conoscenza delle regole e delle sottigliezze dell'installazione delle apparecchiature di refrigerazione. Inoltre, dovrai caricare il sistema con freon, il che richiederà anche l'installazione degli elementi appropriati e la presenza di uno specialista esperto.

Implementazione di sistemi di controllo degli impianti

Vari elementi possono essere utilizzati per monitorare e controllare la modalità di funzionamento della pompa di calore:

• una scheda con l'elettronica e un display del condizionatore d'aria, che consente di regolare la pressione e la temperatura del refrigerante
• sensore di rotazione del ventilatore che modifica la velocità del flusso d'aria e regola lo scambio termico nell'evaporatore
• timer, sensori di temperatura, avviatori e altri controlli

L'utilizzo di questi dispositivi consentirà di configurare in modo ottimale il funzionamento della pompa di calore e regolarlo secondo necessità.

Caratteristiche del servizio

La manutenzione del complesso consiste nella pulizia periodica degli elementi del sistema, aggiungendo olio al compressore e alla ventola, lubrificazione e altre manutenzioni di parti meccaniche. Anche a volte necessario riscaldare i componenti ghiacciati del sistema(soprattutto in inverno). È necessario ispezionare regolarmente l'integrità delle tubazioni, la tenuta dei collegamenti, lo stato delle valvole di intercettazione, ecc. Controllare la parte elettrica del sistema: cavo di alimentazione, integrità dell'isolamento, qualità dei collegamenti elettrici. L'esecuzione di queste azioni consentirà di rilevare i difetti in tempo e adottare misure per eliminarli.

Oggi il tema del riscaldamento del cosiddetto settore privato è estremamente attuale. Come dimostra la pratica, non sempre c'è un gasdotto lì, quindi le persone sono costrette a cercare fonti di calore alternative. Parliamo in questo articolo di cos'è una pompa di calore geotermica sotterranea o, come viene chiamata nella vita di tutti i giorni, una pompa di calore. Il principio di funzionamento di questa unità non è noto a tutti, così come la sua progettazione. Cercheremo di risolvere queste cose.

Che cosa ti serve sapere?

Si può dire che se le pompe di calore sono così efficienti, perché sono così poco diffuse? Il punto è l'alto costo delle attrezzature e dell'installazione. È per questo semplice motivo che molti abbandonano questa decisione e scelgono, ad esempio, caldaie elettriche o a carbone. Tuttavia, questa opzione non dovrebbe essere scartata per molte ragioni, di cui parleremo sicuramente in questo articolo. Una volta installate, le pompe di calore diventano molto economiche perché utilizzano l’energia del terreno. Una pompa geotermica è una pompa 3 in 1. Combina non solo una caldaia per il riscaldamento e un sistema di acqua calda, ma anche un condizionatore d'aria. Diamo uno sguardo più da vicino a questa attrezzatura e consideriamo tutti i suoi punti di forza e di debolezza.

Principio di funzionamento dell'unità

Il principio di funzionamento di una pompa di calore per il riscaldamento è quello di sfruttare la differenza di potenziale dell'energia termica. Ecco perché tali apparecchiature possono essere utilizzate in qualsiasi ambiente. La cosa principale è che la sua temperatura è di almeno 1 grado Celsius.

Abbiamo un liquido di raffreddamento che si muove attraverso una tubazione, dove, infatti, si riscalda di 2-5 gradi. Successivamente il liquido refrigerante entra nello scambiatore di calore (circuito interno), dove rilascia l'energia raccolta. In questo momento nel circuito esterno è presente del refrigerante che ha un basso punto di ebollizione. Di conseguenza, si trasforma in gas. Entrando nel compressore, il gas viene compresso, facendo aumentare ulteriormente la sua temperatura. Successivamente il gas va al condensatore, dove cede il suo calore cedendolo all'impianto di riscaldamento. Il refrigerante diventa liquido e rifluisce nel circuito esterno.

Brevemente sui tipi di pompe di calore

Oggi ci sono diversi modelli popolari di pompe geotermiche. Ma in ogni caso, il loro principio di funzionamento può essere paragonato al funzionamento delle apparecchiature di refrigerazione. Ecco perché, indipendentemente dal tipo di pompa inserita estate può essere usato come balsamo. Quindi, le pompe di calore sono classificate in base a dove possono estrarre il calore:

• Dalla terra;
• Da un serbatoio;
• Dall'aria.

Il primo tipo è preferibile nelle regioni fredde. Il fatto è che la temperatura dell'aria spesso scende fino a -20 e inferiore (usando l'esempio della Federazione Russa), ma la profondità del congelamento del suolo è solitamente insignificante. Per quanto riguarda i serbatoi, non sono disponibili ovunque e non è consigliabile utilizzarli. In ogni caso, per riscaldare la casa è meglio scegliere una pompa di calore geotermica. Abbiamo esaminato un po' il principio di funzionamento dell'unità, quindi andiamo avanti.

“Acqua sotterranea”: come posizionarla al meglio?

Ricevere calore dal suolo è considerato il modo più appropriato e razionale. Ciò è dovuto al fatto che a una profondità di 5 metri praticamente no fluttuazioni di temperatura. Come refrigerante viene utilizzato un liquido speciale. Viene comunemente chiamata salamoia. È completamente rispettoso dell'ambiente.

Per quanto riguarda il metodo di posizionamento, ci sono orizzontale e verticale. Il primo tipo è caratterizzato dal fatto che tubi di plastica, che rappresentano il contorno esterno, sono disposti orizzontalmente sul quadrato. Ciò è molto problematico, poiché i lavori di posa devono essere eseguiti su un'area di 25-50 metri quadrati. Nel caso di una disposizione verticale, vengono perforati pozzi verticali con una profondità di 50-150 metri. Quanto più profonde sono le sonde, tanto più efficiente funzionerà la pompa di calore geotermica. Abbiamo già discusso il principio di funzionamento e ora parleremo di dettagli più importanti.

Pompa di calore acqua-acqua: principio di funzionamento

Inoltre, non escludere immediatamente la possibilità di utilizzare l'energia cinetica dell'acqua. Il fatto è che a grandi profondità la temperatura rimane piuttosto elevata e varia in piccoli intervalli, se si verifica. Puoi procedere in diversi modi e utilizzare:

• Corpi d'acqua aperti come fiumi e laghi.
• Acque sotterranee (pozzo trivellato, pozzo).
• Acque reflue provenienti da cicli industriali (ritorno idrico).

Da un punto di vista economico e tecnico, il modo più semplice è impostare il funzionamento di una pompa geotermica in un serbatoio aperto. Allo stesso tempo, non esistono differenze di progettazione significative tra le pompe terra-acqua e acqua-acqua. In quest'ultimo caso le tubazioni immerse in un serbatoio aperto vengono alimentate con un carico. Per quanto riguarda l'uso acque sotterranee, quindi la progettazione e l'installazione sono più complesse. È necessario assegnare un pozzo separato per lo scarico dell'acqua.

Principio di funzionamento di una pompa di calore aria-acqua

Questo tipo di pompa è considerata una delle meno efficienti per una serie di motivi. Innanzitutto, durante la stagione fredda, la temperatura delle masse d'aria diminuisce in modo significativo. Ciò alla fine porta ad una diminuzione della potenza della pompa. Potrebbe non essere in grado di far fronte al riscaldamento di una casa grande. In secondo luogo, il design è più complesso e meno affidabile. Tuttavia, i costi di installazione e manutenzione sono notevolmente ridotti. Ciò è dovuto al fatto che non è necessario un serbatoio, un pozzo e non è necessario scavare trincee per i tubi nel cottage estivo.

Il sistema è posizionato sul tetto di un edificio o in altro luogo idoneo. Vale la pena notare che questo design presenta un vantaggio significativo. Sta nella possibilità di utilizzare i gas di scarico e l'aria che esce nuovamente dalla stanza. Ciò può compensare la potenza insufficiente dell'apparecchiatura in inverno.

Pompe aria-aria e qualcos'altro

Tali installazioni sono ancora meno comuni di quelle “aria-acqua”, per le quali esistono numerose ragioni. Come avrai intuito, nel nostro caso come liquido di raffreddamento viene utilizzata l'aria, che viene riscaldata da uno scaldino massa d'aria dall'ambiente. Mangiare un gran numero di Gli svantaggi di un tale sistema, che vanno dalle basse prestazioni ai costi elevati. Una pompa di calore aria-aria, il cui principio di funzionamento è noto, non è male solo nelle regioni calde.

C'è anche punti di forza. Innanzitutto, il basso costo del liquido di raffreddamento. Molto probabilmente, non incontrerai un problema di perdite nel condotto dell'aria. In secondo luogo, l'efficacia di tale soluzione è estremamente elevata nel periodo primavera-autunno. In inverno non è consigliabile utilizzare una pompa di calore ad aria, di cui abbiamo discusso il principio di funzionamento.

Pompa di calore fatta in casa

Gli studi hanno dimostrato che il periodo di ammortamento delle apparecchiature dipende direttamente dall'area riscaldata. Se stiamo parlando circa una casa di 400 mq, quindi si tratta di circa 2-2,5 anni. Ma per coloro che hanno una casa più piccola, è del tutto possibile utilizzare pompe fatte in casa. Può sembrare che realizzare tali apparecchiature sia difficile, ma in realtà non è così. È sufficiente acquistare i componenti necessari e puoi iniziare l'installazione.

Il primo passo è acquistare un compressore. Puoi prendere quello sul condizionatore. Montarlo allo stesso modo sul muro dell'edificio. Inoltre, è necessario un condensatore. Puoi costruirlo da solo o acquistarlo. Se segui il primo metodo, avrai bisogno di una bobina di rame con uno spessore di almeno 1 mm da inserire nell'alloggiamento; Potrebbe trattarsi di un serbatoio di dimensioni adeguate. Dopo l'installazione, il serbatoio viene saldato e vengono realizzati i collegamenti filettati necessari.

La parte finale del lavoro

In ogni caso, nella fase finale dovrai assumere uno specialista. Esattamente persona esperta deve eseguire la saldatura di tubi di rame, il pompaggio di freon e il primo avvio del compressore. Dopo aver assemblato l'intera struttura, viene collegata a sistema interno riscaldamento. Il circuito esterno viene installato per ultimo e le sue caratteristiche dipendono dal tipo di pompa di calore utilizzata.

Non perderlo di vista punto importante, come sostituire i cavi obsoleti o danneggiati in casa. Gli esperti consigliano di installare un contatore con una potenza di almeno 40 ampere, che dovrebbe essere sufficiente per far funzionare la pompa di calore. Vale la pena notare che in alcuni casi tali apparecchiature non sono all'altezza delle aspettative. Ciò è dovuto, in particolare, a calcoli termodinamici imprecisi. Per evitare di spendere molti soldi per il riscaldamento e di dover installare una caldaia a carbone in inverno, contatta organizzazioni fidate con recensioni positive.

La sicurezza e il rispetto dell'ambiente vengono prima di tutto

Il riscaldamento utilizzando le pompe descritte in questo articolo è uno dei metodi più rispettosi dell'ambiente. Ciò è in gran parte dovuto alla riduzione delle emissioni di anidride carbonica nell’atmosfera, nonché alla conservazione delle risorse energetiche non rinnovabili. A proposito, nel nostro caso utilizziamo risorse rinnovabili, quindi non c'è bisogno di temere che il calore finisca improvvisamente. Grazie all'utilizzo di una sostanza che bolle a bassa temperatura, è diventato possibile realizzare un ciclo termodinamico inverso e, con costi energetici inferiori, ricevere in casa una quantità sufficiente di calore. Per quanto riguarda la sicurezza antincendio, qui è tutto chiaro. Non vi è alcuna possibilità di perdite di gas o olio combustibile, esplosione, no luoghi pericolosi per lo stoccaggio di materiali infiammabili e molto altro. A questo proposito, le pompe di calore sono molto buone.

Conclusione

Ora conosci perfettamente cos'è una pompa di calore e cosa può essere (principio di funzionamento). È possibile realizzare un'unità del genere con le proprie mani e in alcuni casi è addirittura necessario. In questo caso puoi risparmiare circa il 30% sull'acquisto dell'attrezzatura. Ma ancora una volta lavori di installazioneÈ consigliabile che lo faccia uno specialista e lo stesso vale per i calcoli da eseguire.

Qualunque cosa si possa dire, oggi questo è ancora un tipo di riscaldamento abbastanza costoso con un lungo periodo di ammortamento. Nella maggior parte dei casi, è molto più semplice installare il gas o riscaldare con carbone o legna. Tuttavia, per grandi case di campagna Questo è un tipo di riscaldamento molto promettente. Se parliamo dell'efficienza dell'apparecchiatura, risulta che per 1 kW di energia spesa otteniamo circa 5-7 kW di calore. In termini di raffreddamento, si tratta di una potenza di 2-2,5 kW, che è anche molto buona. Vale anche la pena notare che la pompa funziona silenziosamente. Questo, in linea di principio, è tutto ciò che si può dire su questo argomento.

La pompa di calore autonoma è una delle tecnologie moderne per riscaldare la casa. In Russia questo tipo di riscaldamento è ancora lontano dall’essere diffuso, ma sta guadagnando sempre più popolarità grazie ai suoi vantaggi rispetto alle fonti energetiche tradizionali. Molte persone percepiscono ancora con diffidenza il principio di funzionamento e l'efficienza dell'apparecchio, come qualcosa di fantastico. Tuttavia, la pompa meritava caratteristiche positive da esperti e veri utilizzatori, proprietari di appartamenti e rustici. Uno dei tipi di impianti termici - "aria-acqua" - è una buona soluzione specifica per i residenti di grattacieli. L'articolo ti parlerà delle caratteristiche operative di tale unità e delle recensioni dei consumatori.

Come funziona una pompa di calore aria-acqua?

La pompa di calore rappresenta un ulteriore passo avanti nella tecnologia verso l’efficienza energetica. Un sistema di riscaldamento basato sul suo utilizzo è in grado di convertire l'energia a basso potenziale proveniente dal mondo esterno (aria, acqua) in energia termica ad alto potenziale per riscaldare l'abitazione. Come base viene preso il principio di funzionamento dei frigoriferi, ma al contrario. L'impianto termico non genera calore, ma lo trasporta dall'esterno all'ambiente.

Attenzione! 1 kW di energia elettrica, che l'unità spende per ruotare l'albero del compressore, produce in uscita (nel condensatore) circa 3,5 - 5,0 kW di calore per il riscaldamento della casa.

L’impianto aria-acqua funziona come segue:

Consiglio. Gli esperti consigliano di installare pompe di calore di qualsiasi tipo in un impianto di riscaldamento dotato di radiatori non classici. Quelli che non richiedono il riscaldamento ad alta temperatura del liquido di raffreddamento sono più adatti: riscaldamento ad aria, pavimenti riscaldati, radiatori di grandi dimensioni, ecc. Nel sistema dovrebbe essere presente almeno il 65% di tali dispositivi.

Pro e contro di una pompa di calore aria-acqua

Un'unità di riscaldamento dell'aria utilizza l'energia più economica. Oltre all'elevata efficienza, attira anche gli acquirenti con i seguenti vantaggi:

1. Risparmia elettricità. Gli impianti solitamente hanno certificati di classe di efficienza energetica A, A+ o A++ (norme UE).
2. Funziona tranquillamente.
3. Facile da programmare. Può essere controllato autonomamente.
4. A differenza dei sistemi “terra-acqua” e “”, l’installazione del circuito primario non richiede perforazione di pozzi, posa di tubazioni, ecc. È sufficiente un ventilatore, la cui installazione è più semplice e molto più economica.
5. Disponibile per installazione su più piani in aree urbane. Per i “colleghi” di terra e di acqua è necessario un pezzo di terra o uno specchio d'acqua. Di conseguenza, non sono necessarie ulteriori autorizzazioni documentali da parte delle autorità di regolamentazione.
6. Adatto per la modifica e l'integrazione con un sistema di ventilazione. Pertanto, contribuirà a migliorare il ricambio d'aria nella stanza.

Funzionamento della pompa di calore

Naturalmente, un tale sistema di riscaldamento presenta anche degli svantaggi:

1. Più fa freddo, minore è l'efficienza. A temperature inferiori a -7°C, l'efficienza di una pompa di calore per aria domestica, secondo le leggi della fisica, sarà molto bassa. Industriale molto potente, utilizzato per riscaldare uffici, istituzioni sociali ecc., può resistere fino a -25°C.
2. Dipendenza dalla rete. Il dispositivo non funzionerà se viene interrotta l'alimentazione elettrica.

Consigli per l'acquisto e l'installazione di un impianto di riscaldamento a pompa di calore

Considerando gli svantaggi di una pompa di calore, è ideale per le regioni con inverni moderati ed è inefficace nelle zone climatiche fredde e settentrionali. Ma non arrabbiarti se in inverno nella tua zona ci sono temperature fredde inferiori a -7C. In questa situazione, ci sono le seguenti soluzioni:

1. Inclusione nel sistema di riscaldamento, che accumulerà il calore risultante. Un serbatoio (piccolo, delle dimensioni di un appartamento) con la fonte spenta può distribuire uniformemente il calore in tutto il sistema fino a un giorno. Questa è un'opzione conveniente per le aree in cui le forti gelate di solito non durano a lungo.
2. Installazione di una fonte di calore ausiliaria: caldaia a gas o elettrica. Quando una pompa di calore economica non può funzionare, una “backup” meno economica la sostituirà.
3. Combinazione delle due tecniche precedenti.

Attenzione! Come per ogni impianto di riscaldamento, prima dell'installazione è importante verificare attentamente la dispersione termica della propria abitazione e, se possibile, coibentarla. Più calda è la casa, minore sarà la potenza necessaria per il dispositivo.

Recensioni di veri proprietari di pompe di calore

Le persone hanno molte opinioni contrastanti sulla tecnologia delle pompe di calore aria-acqua. Molti di essi sono legati alle imperfezioni dei modelli di prima generazione:

• lavoro rumoroso;
• inidoneità come principale fonte di calore;
• incapacità di compensare completamente la perdita di calore in casa.

Unità esterna in pompa di calore

I modelli moderni confutano completamente questi giudizi. La presa d'aria è assicurata da un grande ventilatore, che deve essere coperto da una griglia. La sua posizione e la soluzione progettuale per la facciata dell'edificio devono essere pensate in anticipo. È importante che il percorso dell'aria verso la pompa sia il più semplice possibile.

Spesso, in alternativa ai tradizionali refrigeranti: gas, elettricità e combustibile solido, viene utilizzata una pompa aria-acqua. Inoltre il sistema si adatta bene e serve efficacemente anche grandi case di campagna, per non parlare degli appartamenti in città. I proprietari dei dispositivi affermano che con una corretta valutazione della potenza richiesta, è possibile utilizzare una pompa di calore per rinfrescare una stanza in estate e persino riscaldare l'acqua per il fabbisogno domestico. Ma gli acquirenti sono confusi dall'alto costo delle apparecchiature e dalla sua installazione.

Si ritiene che con l'attuale livello di prezzo del dispositivo e, per confronto, del gas, sia redditizio utilizzare il "carburante blu". Almeno per le abitazioni fino a 150 mq. m. Una pompa di calore ad aria in tali condizioni si ripagherà da sola per un tempo molto lungo. Inoltre, una volta ogni 8-12 anni il dispositivo richiederà importanti riparazioni. Pertanto, si consiglia ai consumatori di utilizzare una pompa di calore o grande casa, o quando per te è importante l'indipendenza energetica.

Riscaldamento di una casa utilizzando una pompa di calore ad aria: video