Vistas:1 Autor:Editor del sitio Hora de publicación: 2021-01-14 Origen:Sitio
Al ser 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 ión en contra de su gradiente de concentración.Es posible que hayas visto una bomba de agua bombeando agua contra la gravedad.Entonces, hay transporte desde una zona 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 impulse el flujo de calor desde una fuente de calor a un disipador de calor es una bomba de calor.A bomba de calor Se trata más del mecanismo y la aplicación del principio mencionado anteriormente que del dispositivo en sí porque observarás esta aplicación en varias regiones a tu alrededor.
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 a un galón de agua como disipador de calor.Estos se hicieron populares cuando los precios del combustible subieron en la década de 1970.
El calor se puede extraer del subsuelo, del agua subterránea o del aire.Para lograr esto se requiere un sistema perfectamente diseñado.
Existen varios tipos de bombas de calor.Hablaremos de todos ellos en un momento, pero el más común es el bomba de calor de fuente de aire.
El calor se transfiere del aire exterior al interior mediante un refrigerante.Es su aire acondicionado funcionando al revés.Muchas unidades de aire acondicionado tienen la opción de convertirse en una bomba de calor.Lo mismo ocurre con los frigoríficos.
Cuando la temperatura de la superficie es inferior a cero, las temperaturas del suelo son mucho más altas.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 entre 20 y 30 pies bajo tierra (en algún lugar entre 60 a 65 C).Se pueden colocar tuberías 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 agua y la canaliza nuevamente en el suelo.
El agua caliente del suelo pasa a un intercambiador de calor y la bomba de calor hace circular el calor por la habitación.
Quienes 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.Se coloca una tubería de circuito cerrado bajo el agua.La circulación del agua lleva el agua caliente a la superficie.Muchos utilizan un refrigerante para mejorar la eficiencia.Esta bomba de calor es muy poco común debido a su costo y complicado proceso.
El proceso es bastante simple, pero aún así, a la mayoría de las personas les resulta confuso.No es complicado si se entiende con la mente abierta.
En primer lugar hablaré de 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 del 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 simplemente una bobina negra en la parte posterior.Si te paras frente a un aire acondicionado en funcionamiento, puedes salir aire caliente.Pero no hay ventilador en el frigorífico porque el lugar a enfriar es pequeño.Cuando el gas se condensa, su temperatura disminuye.El líquido todavía está caliente.Así, 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 eso la llamamos condensador.En un acondicionador de aire, la evaporación se produce dentro de la habitación, por eso lo llamamos evaporador.En realidad, forman parte del sistema de bomba de calor y cumplen funciones individuales.
Bombas de calor
Al igual que en un refrigerador, una bomba de calor tiene dos serpentines.Ambos son huecos y están fabricados en 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 utiliza 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.Luego, el fluido caliente pasa a través del serpentín del condensador dentro de la habitación.Aquí es donde se produce la transferencia de calor.El refrigerante gaseoso se condensa y se vuelve líquido.Luego, el líquido pasa a través de una válvula de expansión y se convierte en vapor.Esto aumenta la superficie del fluido.Pasa a través del evaporador y se vuelve completamente gaseoso al absorber el calor ambiental.El refrigerante debe estar completamente gaseoso cuando llegue al compresor.Este proceso se repite hasta que el aire de la habitación esté a la misma temperatura que el refrigerante.
Considere lo siguiente al instalar una bomba de calor en su casa o en el trabajo con fines industriales.
Asegúrate de qué tipo de bomba de calor necesitas.Algunos son reversibles al enfriamiento.Son más caros.
Cuando se utiliza una bomba de calor reversible, se deben tomar medidas para cambiar al sistema de refrigeración.La ventilación del aire acondicionado está por encima de la pared media.
El cobre se considera el mejor debido a su fiabilidad.Es un buen conductor y es una opción óptima para bombas de calor de fuente terrestre o de agua.Pero no se debe utilizar cobre al conectar la unidad exterior a la unidad interior.En cambio, en el mercado se encuentran disponibles algunos materiales aislantes.
Ahora que comprende su principio de funcionamiento, ponámoslo 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 la bomba de calor.Para garantizar esto, instale la bomba de calor en un ambiente más cálido.Si vive en una zona fría, le recomendamos encarecidamente que opte por una bomba de calor inversor de CC de baja temperatura EVI que pueda funcionar de manera eficiente y estable a baja temperatura.
Algunos sistemas de bomba de calor pueden ser ruidosos o pueden volverse ruidosos después de un tiempo.Por lo tanto, sería útil no colocarlos cerca de las ventanas.Puede resultar peligroso colocarlos en el suelo debido a las líneas de suministro.El tejado sería un lugar ideal, pero el coste de las tuberías aumentaría.
Declaración posterior: sopese sus prioridades.Optar por un ambiente más cálido puede costarle el riesgo de sufrir una descarga eléctrica o un ruido molesto.
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 muestran algunos componentes principales de una bomba de calor que se combinan para minimizar la pérdida de energía y maximizar la eficiencia del proceso.
El nombre explica el propósito de este componente.En una unidad dividida, el condensador es el serpentín 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 evaporador.
Hace precisamente lo contrario que el 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.Esto ayuda a una mejor extracción del calor del aire.El fluido pasa a una forma gaseosa.Luego, el refrigerante gaseoso se comprime y se convierte en gas caliente a presión.
válvula inversa
Invierte la dirección del flujo del refrigerante.Funciona eléctricamente y se utiliza para convertir la bomba de calor en un aire acondicionado o viceversa.La estructura es un poco complicada.Entonces, para una mejor comprensión, mire una animación.
El compresor es el corazón del sistema.Tiene un motor eléctrico que acciona 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.
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.
Aunque cumple la función 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 conveccional en 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 hacia el suelo ya que el aire más caliente está cerca del techo.Se utiliza un motor de CC para hacer girar este ventilador de modo que se pueda invertir su dirección de giro.
Como mencioné anteriormente, existen varios tipos de bombas de calor, así que aquí te presentamos algunas.
Las tres bombas de calor más comunes son:
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 operados eléctricamente.
Es algo similar a la fuente terrestre sistema, excepto que el bucle no está bajo tierra.Pero esto requiere un estanque, lago o una masa de agua profunda para su correcto funcionamiento.Los costos de instalación son menores en comparación con la fuente terrestre.No hay que excavar.La bomba de calor con fuente de agua es la menos común entre estas tres.
Si tienes un cuerpo de agua cerca de ti, significa que debes buscarlo.La eficiencia de este sistema depende de la ubicación, zona y clima del lugar.Es posible que incluso necesite una torre de enfriamiento para transferir calor dentro y fuera del edificio.Así que consulte a un experto antes de tomar cualquier decisión.
Se coloca un circuito cerrado de una tubería libre de óxido muy por debajo del suelo.La temperatura en este nivel es más alta que la de 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 calefacción o refrigeración de espacios.La temperatura del suelo se mantiene constante y funciona de manera eficiente.Este sistema es rentable para edificios espaciosos.
Es necesario contar con 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 terrestre y aérea
Las bombas de calor de aire se utilizan para inviernos moderados y se cambian al sistema terrestre cuando la temperatura desciende significativamente.
Combo dos: Bomba de calor y caldera de gas
Estas son combinaciones más comunes.Muchas personas ya tienen calderas, por lo que las utilizan como respaldo cuando recurren a bombas de calor.
Se colocan paneles solares en el techo para hacer funcionar las bombas de calor.Esto puede llevar a tener costes de funcionamiento cero.Son más beneficiosos si se utilizan con bombas de calor de fuente de aire, ya que funcionan eléctricamente.
Estos son comunes para las industrias.Los gases de escape calientes se pueden convertir en bombas de calor antes de liberarse a la atmósfera.
Las bombas de calor son las mejores cuando se trata de:
La mayor ventaja que obtiene es una eficiencia inmensamente mayor.Si se instalan correctamente, las bombas de calor alimentadas por aire pueden alcanzar una eficiencia del 300 % al 500 %.Las bombas de calor geotérmicas pueden alcanzar una eficiencia del 400%.
Por otro lado, si utilizamos un calentador de serpentín para calentar agua, la mayor parte se desperdicia.Incluso si utilizamos calentadores en espiral para calentar espacios, sólo pueden ser 100% eficientes.
Aunque las bombas de calor alimentadas por aire utilizan electricidad para calentar aire/agua, no utilizan tanta electricidad como los calentadores en espiral.
Las bombas de calor 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.
Los costos de funcionamiento son mucho más bajos que los de los sistemas basados en combustión.Incluso si algunos sistemas de bomba de calor pueden costarleSi supera los $10000, puede ahorrar hasta $1700 por año, según un estudio de investigación realizado por 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 aire y tierra pueden incluso funcionar con paneles solares.
Las bombas de calor tienen una vida útil considerablemente más larga.Una bomba de calor normalmente tiene una vida útil estimada de 15 años.Si la instalación se realiza de forma profesional, las bombas de calor pueden durar aún más.
Las bombas de calor de fuente de aire se pueden invertir en verano 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.Este es el caso de las bombas de calor alimentadas por agua.Ambos también pueden proporcionar refrigeración espacial.
El mantenimiento es casi inexistente salvo los eléctricos.Pero si surge una falla, puede ser un proceso costoso.Las fugas en las tuberías de tierra pueden provocar una disminución de la eficiencia.
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.Eliminan la humedad de las habitaciones ya que se produce condensación en el evaporador.
Muchos gobiernos otorgan subvenciones para la instalación de sistemas de bombas 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 dólares en abril de 2018. Solo las bombas de calor aire-agua eran elegibles para recibir ayuda.
El gobierno del Reino Unido lanzó el plan RHI, que ofrece subvenciones pagadas durante siete años.Todavía está disponible para aprovechar.Nuevamente, es sólo para bombas de calor aire-agua.
Contras que tienen las bombas de calor:
Las bombas de calor son caras de instalar.La instalación le cuesta más que comprar la bomba de calor.
Fuente de aire bomba de calor casera Puede costarle entre $ 2000 y $ 8000, incluida la instalación.Pero para la bomba de calor geotérmica, los costos pueden oscilar entre $ 12 000 y $ 45 000.
Además, si no se realiza correctamente, la instalación podría destruir sus jardines o dejar agujeros en las paredes.Como muchas personas están cambiando a bombas de calor, se enfrentan a esta destrucción.
Instalar bombas de calor es una tarea complicada.Se requieren conocimientos técnicos para alcanzar la máxima eficiencia.Muchas empresas de mala calidad afirman tener experiencia en la instalación de bombas de calor.Pero debido a la falta de conocimiento, nunca se alcanza la plena eficiencia.
Una fuga menor en la tubería podría provocar daños en las paredes o una baja presión del agua.Por lo tanto, no opte por una forma más económica, ya que es un proceso que se realiza una sola vez.
Las bombas de calor no se recomiendan para quienes viven en condiciones climáticas extremas.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 eso es importante contar con un sistema de calefacción auxiliar.Esto encarece mucho el proceso.
Para ayudarte a decidir cuál es tu bomba de calor favorita y la más adecuada, aquí tienes algunas sugerencias basadas en diferentes climas:
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 calentar espacios.Pero para el agua caliente, necesitarás una caldera que queme combustible.Normalmente, se requieren combinaciones para este tipo de clima.Entonces, que no cunda el pánico.
Los paneles solares pueden alimentar una bomba de calor geotérmica.
aire al agua o bomba de calor de aire es la combinación perfecta para este clima.Como funciona eléctricamente, puede calentarse a la temperatura que desees.No necesitas aires acondicionados para la época de verano ya que es reversible.
Puede alimentarlo con paneles solares para obtener cero costos de funcionamiento.
Para el espacio, calentar una fuente terrestre o una fuente de agua es una opción excelente y confiable.Proporcionan calefacción durante todo el año, siempre que la temperatura del suelo se mantenga constante.Para calentar agua, se recomienda una bomba de calor aire-agua.Esta combinación es omnipresente.Y, por supuesto, puedes alimentar ambas bombas de calor mediante paneles solares, por lo que no tendrás costes de funcionamiento.
Si la temperatura cae muy por debajo de cero, se recomiendan las calderas.
En las fábricas donde se requieren altas temperaturas, las bombas de calor de fuente subterránea y de agua no son una opción.Para estos fines, las bombas de calor alimentadas por aire resultan beneficiosas.Existen bombas de calor diseñadas especialmente para uso industrial.Pueden alcanzar las temperaturas necesarias para fundir materiales.Los quemadores de gas para calentadores en espiral son mucho más costosos de utilizar en aplicaciones como estas.
