O aquecimento de uma casa com bomba de calor está se tornando cada vez mais popular porque o funcionamento dessa fonte de calor ocorre sem o processo de combustão. Como resultado, as bombas não emitem gases nocivos para a atmosfera. Se tal sistema de aquecimento for alimentado com energia fotovoltaica da sua própria instalação, calor para aquecimento ambiente e preparação de água quente sanitária. é produzido de forma totalmente ecológica.
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O princípio de funcionamento da bomba de calor
Como funciona uma bomba de calor?
O princípio da bomba de calor é semelhante ao dos frigoríficos, com uma ligeira diferença: o frigorífico capta o calor da divisão e a bomba de calor leva-o para dentro de casa. A eletricidade é necessária neste processo. Enquanto outros sistemas de aquecimento convertem eletricidade diretamente em calor, com o aquecimento por bomba de calor é necessário elevar o calor ambiente a um nível mais alto.
O padrão de funcionamento da bomba de calor é simples: o meio de trabalho vai para o evaporador e evapora. Ao alterar o estado de foco para gasoso, o fator extrai energia da chamada fonte de fundo, ou seja, solo, ar ou água. O vapor é sugado para o compressor, onde aumenta sua pressão e temperatura. Nesse estado, ele vai para o condensador e libera energia térmica. O elemento que fecha o diagrama é a válvula de expansão, que reduz os parâmetros do meio de trabalho. O refrigerante resfriado e descompactado retorna ao evaporador e o ciclo é concluído.
A eletricidade só é necessária para as bombas de calor para manter o sistema de aquecimento funcionando, não para aquecer a água. Portanto, de uma unidade de eletricidade consumida, podem ser obtidas até cinco unidades de energia térmica. A redução do custo da eletricidade pode ser conseguida combinando, por exemplo, uma lareira com camisa de água com o sistema de aquecimento da casa. A solução ideal é fornecer energia fotovoltaica à bomba de calor.
Os principais componentes da bomba de calor
Para que uma bomba de calor funcione, certos componentes são necessários para diferentes fins, incluindo:
- Evaporador - é um trocador de calor no qual o calor do ambiente (ar, água subterrânea, solo) é transferido para o meio líquido de trabalho. Sem contato e mistura de ambos os materiais, a energia térmica do entorno é transferida para a instalação. O fator de trabalho aumenta sua energia. Aquecido, graças às suas propriedades especiais e condições técnicas na bomba, passa ao estado gasoso.
- Compressor - suga os vapores do meio de trabalho e os comprime. À medida que o volume do vapor diminui, a pressão do vapor aumenta. Existe um efeito colateral positivo para o benefício da bomba de calor: conforme a pressão aumenta, a temperatura do meio também aumenta. Isso é necessário para poder transferir o calor adquirido para a água no sistema de aquecimento da casa na próxima etapa.
- Condensador - Assim como o evaporador, o condensador também é um trocador de calor. Ele transfere o vapor quente do meio de trabalho ao lado da água de aquecimento e permite a transferência de energia térmica de um meio para outro. O nível de energia e temperatura do meio na bomba cai e a água no sistema de aquecimento se aquece.
- Válvula de expansão - abaixa a pressão, o que aumenta o volume do meio e condensa. Válvulas de expansão térmicas e elétricas estão em uso. Os últimos são mais precisos e são usados em aparelhos maiores de ar condicionado. O meio de trabalho retorna ao seu ponto inicial e o ciclo começa novamente.
Diferentes tipos de bombas de calor - água, ar, solo
Bomba de calor de fonte subterrânea com trocador vertical ou horizontal
As bombas terrestres são o tipo mais econômico de bomba de calor. A escolha da direção dos coletores tem impacto na eficiência do processo de aquecimento. A influência do sol na temperatura do solo diminui com a profundidade, mas não esfria devido às geadas e ao vento frio. A temperatura do solo abaixo da zona de congelamento é constante e estável. Antes de escolher a solução certa, vale a pena conferir a lista de preços da bomba de calor e escolher a solução perfeita para você.
Os coletores de superfície usam, em grande medida, a energia térmica do sol e da água da chuva. Como eles correm planos abaixo da superfície do solo, uma condição necessária é uma área de parcela adequada. Outros objetos no solo não devem proteger a instalação.
Os coletores verticais são colocados em um poço de até 100 m de profundidade Os trocadores de calor horizontais estão localizados a uma profundidade de 80-120 cm - abaixo do nível de congelamento. A instalação é mais fácil de fazer, mas requer muito espaço livre e solo argiloso. Se você está procurando mais conselhos, verifique também Artigos sobre bombas de calor coletados aqui.
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Bomba de calor de água
Este tipo de bomba de calor requer acesso a recursos hídricos para funcionar. É possível usar a lagoa ou lago que existe ao lado da casa. Se um reservatório de água natural não estiver disponível, também é possível cavar um poço.
O uso de um poço tem a vantagem de que a temperatura nunca desce abaixo de + 5 ° C, o que garante alta eficiência. Por sua vez, o uso de águas abertas é caracterizado por baixos custos de instalação. No geral, uma bomba d'água é muito eficiente, pois pode fornecer cinco vezes mais energia térmica do que consumir eletricidade.
Ao usar água subterrânea, é necessário cavar dois poços. A água é retirada de um deles, o calor é recuperado e o resfriado é descarregado no solo através do segundo poço de descarga. A bomba de calor de água é adequada para aquecimento de piso e de tiragem forçada. Os aquecedores de convecção exigem que a água seja aquecida a temperaturas significativas, o que requer instalações maiores.
Bomba de calor de fonte de ar
Ao contrário do que parece, o funcionamento eficiente da bomba de calor pode ser garantido mesmo no inverno. As bombas de calor ar-água operam na faixa de temperatura de -25 ° C a + 40 ° C. Obviamente, quanto mais frio o ar, mais eletricidade é necessária para fazer funcionar um compressor.
Abaixo de um determinado valor de temperatura, a bomba não consegue aquecer totalmente o edifício sozinha. Neste caso, o aquecimento adicional, geralmente elétrico, é ativado. A melhor opção é combinar uma bomba de calor com energia fotovoltaica. Isto dá-lhe total independência energética e custos de aquecimento muito baixos.
Uma instalação de bomba de calor bem projetada é basicamente livre de manutenção. A taxa de falha dos dispositivos também é baixa. As bombas de calor são dispositivos compactos e estéticos que podem ser instalados em qualquer divisão. Uma vantagem séria é que não há necessidade de preparar salas de caldeiras e salas para armazenamento de combustível.
As maneiras mais e menos ecologicamente corretas de aquecer sua casa
A concentração de smog nas cidades polonesas muitas vezes excede os padrões aceitáveis, e mensagens diárias alertam sobre a poluição do ar. Poeiras nocivas e compostos químicos gasosos ocorrem especialmente no inverno, durante a estação de aquecimento. As fontes de calor menos ecológicas incluem os fornos a carvão do tipo antigo. Além de possibilitarem a queima de combustíveis de pior qualidade, inclusive resíduos, pela baixa eficiência, liberam parte significativa do calor pela chaminé.
No outro extremo dos métodos mais ecológicos de aquecimento de uma casa, estão as bombas de calor e as caldeiras a pellets. O aquecimento com bomba de calor não gera fumos, não necessita de manutenção e o funcionamento baseia-se no princípio de aproveitamento do calor do ambiente ao longo do ano. Uma lareira com camisa de água ligada a um sistema de aquecimento com bomba de calor dá bons resultados. Por sua vez, o pellet é um biocombustível feito a partir de resíduos de madeira, totalmente natural e derivado de fontes renováveis.
