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¿Qué es un sistema de bomba de calor?¿Como funciona?

Vistas:0     Autor:Editor del sitio     Hora de publicación: 2021-01-14      Origen:Sitio

¿Qué es un sistema de bomba de calor?

Siendo lo más breve posible, bombea calor.¡Eso es todo!

El concepto de 'bomba' está incompleto sin 'contra el flujo espontáneo'.Hay bombas de iones en el cuerpo que sirven para transportar un determinado ion en contra de su gradiente de concentración.Es posible que haya visto una bomba de agua bombeando agua contra la gravedad.Entonces, hay transporte de un área de baja concentración a una región de alta concentración.Lo mismo se aplica a la bomba de calor.Aquí tenemos una 'fuente de calor' para la 'región de baja concentración' y un 'disipador de calor' para la 'región de alta concentración'.

Sí.Lo escuchaste bien.La concentración, ya sea alta o baja, no es lo que importa aquí.La verdadera diferencia está entre las rutas naturales y las impulsadas por energía.Un flujo o transporte que de otro modo no ocurriría.

Definir una bomba de calor se ha vuelto mucho más fácil.Cualquier dispositivo que impulsa el flujo de calor desde una fuente de calor a un disipador de calor es una bomba de calor.una ~!phoenix_var15_1!~ se trata más del mecanismo y la aplicación del principio mencionado anteriormente que del dispositivo en sí mismo porque observará esta aplicación en varias regiones a su alrededor.



¿Qué es un sistema de bomba de calor?

Historia

La mayoría de la gente podría pensar que se trata de un invento reciente.En realidad es una hazaña del siglo XIX.¡No tan nuevo!

Robert C. Weber, un inventor estadounidense, inventó la bomba de calor.Aplicó el principio a su congelador como fuente de calor y un galón de agua como disipador de calor.Estos se hicieron populares cuando los precios del combustible subieron en la década de 1970.

Fuente de calor

El calor se puede extraer de debajo de la tierra, del agua subterránea o del aire.Se requiere un sistema perfectamente diseñado para lograr esto.

Hay varios tipos de bombas de calor.Hablaremos de todos ellos en un momento, pero el más común es la ~!phoenix_var52_1!~.

Fuente de aire

El calor se transfiere del aire exterior al interior mediante un refrigerante.Es su aire acondicionado funcionando a la inversa.Muchas unidades de aire acondicionado tienen la opción de convertirse en una bomba de calor.Así es el caso de los frigoríficos.

Fuente de tierra

Cuando la temperatura de la superficie está por debajo de cero, la temperatura del suelo es mucho más alta.Por ejemplo, en un día frío de invierno, a una profundidad de 10 pies, cuando la temperatura del aire es de 30 F, la temperatura del suelo será de 50 F. Los expertos dicen que la temperatura de la Tierra permanece constante de 20 a 30 pies debajo del suelo (en algún punto entre 60 a 65 C).Las tuberías se pueden colocar bajo tierra para llevar el calor a la superficie.Esto se puede hacer de dos formas:

Tubería de circuito cerrado: tiene la misma agua circulando una y otra vez.

Tubería de circuito abierto: extrae el agua y la vuelve a canalizar en el suelo.

El agua caliente del suelo va a un intercambiador de calor y la bomba de calor hace circular el calor en la habitación.

Fuente de agua

Los que viven cerca de lagos o estanques tienen una mayor ventaja.El calor se puede extraer a través del agua mediante un sistema de tuberías de circuito cerrado.Una tubería de circuito cerrado se coloca bajo el agua.La circulación del agua lleva el agua caliente a la parte superior.Muchos usan un refrigerante para mejorar la eficiencia.Esta bomba de calor es muy rara debido a su costo y proceso complicado.

¿Como funciona?

El proceso es bastante simple, pero aún así, la mayoría de las personas lo encuentran confuso.No es complicado si se entiende con una mente abierta.

En primer lugar, hablaré de los frigoríficos.

El principio de funcionamiento es el mismo para frigoríficos y bombas de calor.En un refrigerador, el refrigerante líquido frío pasa a través del evaporador dentro del compartimiento del refrigerador.Toma el calor del aire interior y lo convierte en gas.Luego se comprime el gas.Su volumen disminuye y la temperatura aumenta.Luego, el gas pasa a través de un condensador donde un potente ventilador expulsa todo el calor.Un condensador es solo una bobina negra en la parte posterior.Si te paras frente a un aire acondicionado en funcionamiento, es posible que salga aire caliente.Pero no hay ventilador en un refrigerador porque el lugar para enfriar es pequeño.Cuando el gas se condensa, su temperatura disminuye.El líquido todavía está caliente.Entonces, pasa a través de una válvula de expansión, que tiene una pequeña abertura en forma de aguja.El refrigerante presurizado sale por esta abertura y se expande.La expansión hace que la temperatura descienda por debajo de cero.

No se confunda con el serpentín del condensador y el serpentín del evaporador.En una bomba de calor, la condensación se produce dentro de la habitación, por lo que la llamamos condensador.En un acondicionador de aire, la evaporación ocurre dentro de la habitación, por lo que lo llamamos evaporador.En realidad, forman parte del sistema de bomba de calor que cumple funciones individuales.

Bombas de calor

Similar a un refrigerador, hay dos bobinas en una bomba de calor.Ambos son huecos y están hechos de cobre.El serpentín del evaporador absorbe el calor del entorno, lo que hace que el refrigerante se caliente y se convierta en gas.El mismo ventilador se usa para soplar aire sobre el evaporador.El punto de ebullición del refrigerante es tan bajo que absorbe calor incluso del aire frío.Luego, el gas se comprime y eso hace que su temperatura aumente significativamente.El fluido caliente luego pasa a través de la bobina del condensador dentro de la habitación.Aquí es donde se produce la transferencia de calor.El refrigerante gaseoso se condensa, convirtiéndose así en líquido.Luego, el líquido pasa a través de una válvula de expansión, convirtiéndose en vapor.Esto aumenta el área superficial del fluido.Pasa a través del evaporador y se vuelve completamente gaseoso al absorber el calor ambiental.El refrigerante debe estar completamente gaseoso cuando llega al compresor.Este proceso se repite hasta que el aire de la habitación esté a la misma temperatura que el refrigerante.

Antes de instalar

Tenga en cuenta lo siguiente cuando instale una bomba de calor en su casa o en el trabajo con fines industriales.

1- Tipo de bomba de calor

Asegúrese de qué tipo de bomba de calor necesita.Algunos son reversibles a la refrigeración.Son más caros.

Cuando se usa una bomba de calor reversible, se deben hacer arreglos para cambiar al sistema de enfriamiento.La ventilación de los acondicionadores de aire está por encima de la pared intermedia.

2- Elección del material húmedo

El cobre es considerado el mejor debido a su confiabilidad.Es un buen conductor, es una opción óptima para bombas de calor de fuente de agua o tierra.Pero no se debe usar cobre al conectar la unidad exterior a la unidad interior.En cambio, algunos materiales aislantes están disponibles en el mercado.

3- Eficiencia Óptima

Ahora que comprende su principio de funcionamiento, hagámoslo más fácil para la bomba de calor.Reducir la diferencia de temperatura entre el disipador de calor y la fuente de calor puede aumentar la eficiencia de su bomba de calor.Para garantizar esto, instale la bomba de calor en un ambiente más cálido.Si vive en un área fría, le recomendamos encarecidamente que elija una bomba de calor inverter de CC de baja temperatura EVI que pueda funcionar de manera eficiente y estable a baja temperatura.

4- Ruido

Algunos sistemas de bomba de calor pueden ser ruidosos o pueden volverse ruidosos después de un tiempo.Por lo tanto, ayudaría si no los coloca cerca de las ventanas.Puede ser peligroso ponerlos en el suelo debido a las líneas de suministro.El techo sería un lugar ideal, pero el costo de las tuberías aumentaría.

Post declaración: sopesa tus prioridades.Ir a un ambiente más cálido puede costarle el riesgo de recibir una descarga eléctrica o un ruido molesto.

Componentes de la bomba de calor

Las bombas de calor no queman combustible ni funcionan convirtiendo únicamente la electricidad en calor.Por eso se reduce la pérdida de calor y se conserva la electricidad.A continuación se presentan algunos componentes principales de una bomba de calor que se ensamblan para minimizar la pérdida de energía y maximizar la eficiencia del proceso.

Condensador

El nombre explica el propósito de este componente.En una unidad dividida, el condensador es la bobina presente dentro de la habitación.El gas caliente presurizado pasa a través de este serpentín, liberando su calor.El refrigerante se condensa y sale al exterior en el evaporador.

Evaporador

Hace precisamente lo contrario del condensador.Se coloca en la unidad exterior de la bomba de calor split.Pero en un acondicionador de aire, este componente se llama condensador porque ahora se produce condensación en esta parte.Tiene un ventilador delante para aumentar el flujo de aire sobre él.Esto ayuda a una mejor extracción del calor del aire.El fluido se convierte en una forma gaseosa.Luego, el refrigerante gaseoso se comprime y se convierte en gas caliente presurizado.

válvula inversa

Invierte la dirección del flujo del refrigerante.Se opera eléctricamente y se utiliza para convertir la bomba de calor en un acondicionador de aire o viceversa.La estructura es un poco complicada.Entonces, para una mejor comprensión, vea una animación.

Compresor

El compresor es el corazón del sistema.Tiene un motor eléctrico que hace funcionar un pequeño pistón.El pistón extrae el refrigerante gaseoso del evaporador y lo empuja hacia el condensador.A medida que aumenta el volumen de refrigerante en el serpentín, se comprime y la temperatura aumenta.Luego, el refrigerante caliente pasa a través del condensador.

Refrigerante

El refrigerante es el portador de calor en este sistema.Sin esta sustancia, el calor no puede circular.Tiene que tener las propiedades físicas ideales para la bomba de calor.Hay muchos, pero lo más importante es que debe tener un punto de ebullición bajo.Puede absorber calor de temperaturas muy bajas si tiene un punto de ebullición bajo.

Circulador de aire

Aunque sirve para el propósito de un ventilador, no lo parece.Su forma mueve el aire asegurando el máximo contacto con el evaporador, aumentando así la eficiencia.Ayuda a desarrollar una corriente de convección en los sistemas de calefacción y refrigeración.Como las salidas de la bomba de calor se instalan cerca del piso, los circuladores de aire giran y toman el aire frío del techo.

Si se trata de un acondicionador de aire, el aire se mueve desde el techo hasta el piso ya que el aire más caliente está cerca del techo.Se utiliza un motor de CC para hacer girar este ventilador de modo que su dirección de giro pueda invertirse.


Diferentes tipos de bombas de calor

Como mencioné anteriormente, hay varios tipos de bombas de calor, así que aquí hay algunas.

Las tres bombas de calor más comunes son:

1- Bombas de calor de fuente de aire

Siendo estos los más comunes son los mejores.El costo inicial es alto, pero puede ahorrarle mucho cada año.El calor se extrae del aire exterior para calentar el aire interior.Las bombas de calor de fuente de aire se pueden utilizar como calentadores de agua, a diferencia de otras bombas de calor.Pueden convertirse en aires acondicionados en verano.Son de accionamiento eléctrico.

Bombas de calor de 2 fuentes de agua

Es algo similar al sistema ~!phoenix_var264_1!~ ~!phoenix_var264_2!~

Si tiene un cuerpo de agua cerca de usted, significa que debe ir a por él.La eficiencia de este sistema depende de la ubicación, zona y clima del lugar.Incluso podría necesitar una torre de enfriamiento para transferir calor dentro y fuera del edificio.Así que consulte a un experto antes de tomar cualquier decisión.

3 bombas de calor geotérmicas

Un circuito cerrado de una tubería libre de óxido se coloca muy por debajo del suelo.La temperatura en este nivel es más alta que la superficie.El agua circula en este circuito.El agua se calienta debajo del suelo.Luego, el agua pasa a través de una bomba de calor.Este sistema se utiliza en la calefacción o refrigeración de espacios.La temperatura del suelo se mantiene constante y funciona de manera eficiente.Este sistema es rentable para edificios espaciosos.

¿Qué pasa con los poco comunes?

1- Sistemas Híbridos

Es necesario tener una fuente de calefacción de respaldo si el clima es extremo.La mayoría de las bombas de calor no funcionan de manera eficiente a temperaturas muy bajas.Estos incluyen bombas de calor de aire.La solución es tener un combo.

Combo uno: bomba de calor de fuente de aire y tierra

Las bombas de calor de aire se utilizan para el invierno moderado y se cambia al sistema de tierra cuando la temperatura desciende significativamente.

Combo dos: bomba de calor y caldera de gas

Estos son combos más comunes.Muchas personas ya tienen calderas, por lo que las usan como respaldo cuando recurren a las bombas de calor.

2-Sistemas de bombas de calor solares

Los paneles solares se plantan en el techo para hacer funcionar las bombas de calor.Esto puede llevar a tener un costo de funcionamiento cero.Estos son más beneficiosos si se usan con bombas de calor de fuente de aire, ya que funcionan eléctricamente.

3- Bombas de calor de escape

Estos son comunes para las industrias.Los gases de escape calientes pueden convertirse en bombas de calor antes de ser liberados a la atmósfera.

Pros y contras de las bombas de calor

ventajas

Las bombas de calor son las mejores cuando se trata de:

Eficiencia

La mayor ventaja que obtiene es una eficiencia inmensamente mayor.Si se instalan correctamente, las bombas de calor de aire pueden alcanzar una eficiencia del 300 % al 500 %.Las bombas de calor geotérmicas pueden alcanzar una eficiencia del 400 %.

Por otro lado, si usamos un calentador en espiral para calentar agua, la mayor parte se desperdicia.Incluso si usamos calentadores en espiral para calentar espacios, solo pueden ser 100% eficientes.

Aunque las bombas de calor alimentadas por aire usan electricidad para calentar aire/agua, no usan tanta electricidad como los calentadores en espiral.

Las bombas de calor de fuente de agua tienen una eficiencia similar a la de las bombas de calor de fuente terrestre, pero es posible que no sean tan confiables y requieran fuentes de agua poco profundas, como lagos, ríos, etc.

Bajos costos de funcionamiento

Los costes de funcionamiento son mucho más bajos que los sistemas basados ​​en combustión.Incluso si algunos sistemas de bomba de calor pueden costarle más de $10000, puede ahorrar hasta $1700 por año, según un estudio de investigación de la Universidad de Melbourne.

Para la bomba de calor geotérmica, cada unidad de electricidad consumida produce cuatro unidades de calor.

Las bombas de calor de fuente de aire y tierra pueden incluso funcionar con paneles solares.

Fiabilidad

Las bombas de calor tienen una vida útil considerablemente más larga.Una bomba de calor normalmente tiene una vida estimada de 15 años.Si la instalación se realiza de manera profesional, las bombas de calor pueden durar aún más.

Reversible en verano

Las bombas de calor de fuente de aire se pueden invertir en los veranos para funcionar como aire acondicionado si están equipadas con una válvula de inversión.Esa es una ventaja de dos en uno.

Las bombas de calor geotérmicas también son reversibles.Las temperaturas bajo tierra pueden permanecer bajas durante mucho tiempo.Tal es el caso de las bombas de calor de agua.Ambos también pueden proporcionar refrigeración de espacios.

Bajos costos de mantenimiento

El mantenimiento es casi inexistente a excepción de los eléctricos.Pero si surge una falla, puede ser un proceso costoso.Las fugas en las tuberías de tierra pueden conducir a una disminución de la eficiencia.

Antihumidificadores

Las bombas de calor no deshumidifican el aire en invierno, pero los calentadores de gas tradicionales sí lo hacen.No necesitarás un humidificador en invierno.

Las bombas de calor hacen lo contrario en verano.Sacan la humedad de las habitaciones a medida que se produce la condensación en el evaporador.

Becas gubernamentales

Muchos gobiernos otorgan subvenciones para instalar sistemas de bomba de calor.El objetivo es fomentar el uso de sistemas de calefacción respetuosos con el medio ambiente.

El gobierno de Irlanda anunció una subvención de $ 4200 en abril de 2018. Solo las bombas de calor de aire a agua eran elegibles para la asistencia.

El gobierno del Reino Unido lanzó el esquema RHI, proporcionando subvenciones pagadas durante siete años.Todavía está disponible para aprovechar.Nuevamente, es solo para bombas de calor aire-agua.

Contras

Contras que vienen con las bombas de calor:

Caro de comprar e instalar

Las bombas de calor son costosas de instalar.La instalación le cuesta más que comprar la bomba de calor.

La de fuente de aire ~!phoenix_var446_1!~ ~!phoenix_var446_2!~

Además, si no se maneja adecuadamente, la instalación puede destruir sus jardines o dejar agujeros en las paredes.Como muchas personas ahora se están convirtiendo a bombas de calor, se enfrentan a esta destrucción.

Difícil de instalar

La instalación de bombas de calor es una tarea complicada.Se requiere conocimiento técnico para alcanzar la máxima eficiencia.Muchas empresas deficientes afirman tener experiencia en la instalación de bombas de calor.Pero debido a la falta de conocimiento, nunca se alcanza la eficiencia total.

Una fuga menor en la tubería podría dañar las paredes o causar una baja presión de agua.Por lo tanto, no opte por una forma más económica, ya que este es un proceso único.

Ineficiente en climas extremos

Las bombas de calor no se recomiendan para quienes viven en climas extremos.Las temperaturas muy bajas significan menos calor disponible para la bomba de calor.Por lo tanto, seguirá luchando y su factura de electricidad seguirá aumentando.Por lo tanto, es importante contar con un sistema de calefacción de respaldo.Esto hace que el proceso sea muy costoso.

¿Qué bomba de calor es mejor para usted?

Para ayudarlo a decidir cuál es su bomba de calor favorita y la más adecuada, aquí hay algunas sugerencias basadas en diferentes climas:

Clima helado todo el año

Las bombas de calor aire-agua o aire no son adecuadas para este clima.El refrigerante no podrá eliminar el calor del aire frío.Una bomba de calor geotérmica es ideal para la calefacción de espacios.Pero para el agua caliente, necesitará tener una caldera de combustible.Por lo general, se requieren combos para este tipo de clima.Entonces, no entres en pánico.

Los paneles solares pueden alimentar una bomba de calor de fuente terrestre.

Veranos cálidos e inviernos fríos

~!phoenix_var502_0!~ o la bomba de calor de aire es la combinación perfecta para este clima.Como funciona eléctricamente, puede calentarse a la temperatura que desees.No necesita acondicionadores de aire para el verano ya que es reversible.

Puede alimentarlo con paneles solares para obtener cero costos de funcionamiento.

Edificios Amplios

Para el espacio, la fuente de calefacción de suelo o fuente de agua es una opción excelente y confiable.Proporcionan calefacción durante todo el año ya que la temperatura del suelo se mantiene constante.Para el calentamiento de agua, se recomienda una bomba de calor aire-agua.Este combo es omnipresente.Y, por supuesto, puede alimentar ambas bombas de calor con paneles solares, por lo que no tendrá costes de funcionamiento.

Si la temperatura cae muy por debajo de cero, se recomiendan las calderas.

Uso industrial

En fábricas donde se requieren altas temperaturas, las bombas de calor de fuente de agua y tierra no son una opción.Para estos fines, las bombas de calor de fuente de aire son beneficiosas.Existen bombas de calor diseñadas especialmente para uso industrial.Pueden alcanzar las temperaturas requeridas para fundir materiales.Los quemadores de gas para calentadores en espiral son mucho más costosos de ejecutar en aplicaciones como estas.


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