Bomba de calor para piscina: criterios de selección y reglas de instalación.
Las bombas de calor son sin duda uno de los mejores inventos en el campo de los sistemas de calefacción.Literalmente permite extraer energía prácticamente gratuita directamente del aire, así como del suelo o del agua. Si utiliza una bomba de calor para piscina, el coste de calentar el agua se puede reducir significativamente.
Le diremos cómo elegir el modelo óptimo para utilizar energía "verde" para generar calor para calentar agua. El artículo presentado para revisión describe en detalle el principio de funcionamiento del sistema. Aquí aprenderá cómo instalar la unidad y cómo utilizarla correctamente en un entorno doméstico.
El contenido del artículo:
¿Cómo funciona esta bomba?
La energía está en todas partes, incluso en aquellos objetos que nos parecen excepcionalmente fríos. Esta energía simplemente tiene un potencial bajo. Las bombas de calor permiten extraerlo del ambiente y convertirlo en energía de alto potencial. En esta condición energía térmica se puede utilizar para calentar.
Las bombas de calor, al igual que los frigoríficos, funcionan según el principio de Carnot. El frigorífico mueve la energía térmica de la cámara al espacio circundante para crear un efecto de enfriamiento, mientras que la bomba de calor funciona en la dirección opuesta.
Dicho sistema consta de dos partes principales: externa e interna, entre ellas hay un compresor y un evaporador. Así, el refrigerante circula a través de un sistema de tuberías que se encuentran en el exterior.Al mismo tiempo, absorbe la energía disipada en el espesor de la tierra, en el agua o en el aire, según el tipo de bomba.
Luego, el refrigerante pasa a través de la cámara del evaporador llena de refrigerante (generalmente freón). El refrigerante hierve a muy baja temperatura. Al calentarse al entrar en contacto con energía térmica de bajo potencial, pasa a estado gaseoso y entra al compresor.
Aquí el gas se calienta y se traslada al condensador. Luego, el refrigerante se enfría, vuelve a su estado líquido y el calor acumulado pasa al sistema de calefacción interno, es decir, al sistema de calefacción de una casa o, en este caso, de una piscina. El ciclo se repite muchas veces.
Por supuesto, para el funcionamiento de dicho sistema, es decir, unidades de bombeo, se necesitará una cierta cantidad de electricidad, sin cuyo acceso el sistema no podrá funcionar.
Pero la cantidad de electricidad que requiere una bomba de calor es aproximadamente cuatro veces menor que el costo de calentar agua directamente con un calentador eléctrico. Con un consumo inferior a 2,5 kW de potencia para operar electricidad, una bomba de calor puede generar más de 10 kW de energía térmica.
¿Cómo elegir el sistema correcto?
Las características de diseño de la bomba de calor la hacen más resistente a la alta humedad que cualquier otro sistema de calentamiento de agua. Pero debes elegir el correcto. tipo de bomba de calor, es decir. determinar la fuente de energía térmica de baja calidad.
Cuanto más estable sea la temperatura ambiente, más eficiente funcionará la bomba de calor. La mejor opción a este respecto es la tierra, pero su implementación práctica requiere el cumplimiento de una serie de condiciones no muy simples.
Se necesitará un terreno espacioso y trabajos de excavación a gran escala. Las tuberías por las que circula el agua deberán colocarse profundamente en el suelo, lo que no siempre es posible o conveniente cumplir con este requisito. Las bombas de calor tierra-agua rara vez se utilizan en piscinas.
Una bomba de calor de agua es un poco más fácil de instalar, ya que se utiliza agua como fuente de energía. La mejor opción es un cuerpo de agua cercano: estanque, lago, río, etc.
No todos los propietarios de tierras tienen acceso a esos recursos. Una solución más económica al problema es bajar las tuberías de agua a un pozo o pozo. Esto significa que es posible que sea necesario construir una fuente de agua adicional en el sitio.
Se requerirá menos tiempo y esfuerzo para instalar una bomba de calor que consuma energía disipada en las masas de aire. Para organizar un intenso intercambio de aire se utilizan potentes ventiladores. No es necesario colocar tuberías en el suelo ni perforar un pozo nuevo.
Por supuesto, la eficiencia de calefacción de una bomba de calor de fuente de aire puede ser ligeramente menor que cuando se utilizan fuentes de energía estables como la tierra o el agua.Sin embargo, para utilizarlo durante la temporada de primavera a otoño, y no durante todo el año, este modelo es ideal. La mayoría de las piscinas de los sitios se utilizan durante este período.
La bomba de calor también se puede utilizar junto con otros sistemas de calefacción, como la calefacción eléctrica. Para calentar una casa, estos modelos a veces se combinan con una caldera de gas o eléctrica. Esto es especialmente apropiado en áreas con climas severos, ya que a temperaturas del aire inferiores a -20 grados, la eficiencia de las bombas de calor disminuye drásticamente.
Una característica de cualquier modelo de bomba de calor industrial es su elevado precio. Puede reducir los costos si construye usted mismo un dispositivo de este tipo. Esta no es una tarea muy difícil, muchos artesanos la han completado con éxito. Pero los modelos industriales son más fiables, eficientes y más fáciles de gestionar.
Según las revisiones, el alto costo de un modelo de bomba de calor industrial se amortiza en los primeros años de funcionamiento y, a veces, en tan solo unos meses. En este caso, es muy importante elegir un modelo cuya potencia se ajuste exactamente a las necesidades térmicas de la instalación.
Pérdidas de calor del objeto.
Para elegir la bomba de calor adecuada según su potencia, es necesario determinar las pérdidas de calor de la piscina en la que se instalará el dispositivo.
En el caso de una piscina, considere:
- el lugar donde se ubica la piscina;
- disponibilidad y grado de confiabilidad del grupo;
- volumen del recipiente de baño;
- temperatura inicial del agua;
- temperatura óptima del agua para nadar;
- la presencia de factores adicionales que influyen en los cambios en la temperatura del agua: calentar el aire en un edificio interior, aire acondicionado, etc.
Para calcular las pérdidas de calor de una estructura, algunos expertos recomiendan utilizar la metodología expuesta en DBN V.2.5-67: 2013. La potencia de la bomba debe ser un 30% mayor que las pérdidas de calor de la piscina.
Estos cálculos son bastante específicos, es mejor confiarlos a un especialista. Se pueden obtener recomendaciones útiles de especialistas experimentados que fabrican o venden bombas de calor. A la hora de elegir una bomba de calor, también será útil la información sobre la potencia del intercambiador de calor del dispositivo.
Este indicador refleja el consumo de energía térmica para calentar el agua de la piscina durante un período de tiempo determinado.
En forma simplificada, la fórmula podría verse así:
P = 1,16 X ΔT/t X V (kW)
Dónde:
- 1,16 – factor de corrección por pérdidas de calor;
- ΔT – el número de grados que separan la temperatura inicial y final del agua en la piscina, ºС;
- t – tiempo de funcionamiento del dispositivo hasta alcanzar la temperatura del agua requerida, hora;
- V – volumen de la cubeta de baño, metros cúbicos. metro.
Por supuesto, esta fórmula no tiene en cuenta una serie de factores como la influencia de la calefacción en la piscina cubierta, la presencia de aire acondicionado, la presencia de aislamiento, etc.
Pero a la hora de elegir un modelo de bomba de calor adecuado, este cálculo puede resultar muy útil.Al realizar los cálculos, es útil tener en cuenta que la temperatura óptima del aire para una piscina cubierta es de 28 grados y la temperatura del agua es de 24 grados.
Puntos importantes a la hora de elegir una bomba
A la hora de elegir una bomba de calor adecuada, no hay que centrarse sólo en su potencia. Otros factores también son importantes. Por ejemplo, estas son las dimensiones de una bomba que se asemeja a una gran caja de metal.
El lugar de instalación generalmente se elige con anticipación; debe asegurarse de que el modelo seleccionado encaje libremente allí, dejando suficiente espacio para la persona que instalará y mantendrá el dispositivo.
Cuanto menor sea la diferencia entre la temperatura del aire exterior y la temperatura del agua de la piscina, más eficaz será el uso de una bomba de calor y mayor será su rendimiento.
El control automático de algunos modelos permite cambiar el funcionamiento de la bomba, teniendo en cuenta no solo la temperatura exterior, sino también la velocidad de enfriamiento del agua de la piscina, así como la capacidad del edificio (si estamos hablando de una piscina cubierta) para retener el calor.
Durante el funcionamiento, la bomba de calor vibra y hace ruido. Cuanto menos ruido haya en el sitio, mejor. Antes de comprar, conviene encontrar una manera de evaluar el nivel de ruido que producen los diferentes modelos de bombas de calor.
El costo de la unidad puede verse significativamente afectado por la presencia de una unidad de control automático. Si los fondos lo permiten, no debe rechazar esta adición moderna y conveniente. En primer lugar, la automatización aumenta la comodidad a la hora de utilizar el equipo, ya que no es necesario distraerse constantemente para encenderlo, ajustarlo, apagarlo, etc.
En segundo lugar, el funcionamiento del dispositivo en modo automático aumenta significativamente su vida útil, es decir. toda la vida. Pero todavía es posible que se produzcan averías. Tener los documentos de garantía del dispositivo correctamente completados ayudará a minimizar los problemas asociados con el funcionamiento de la bomba de calor.
Sin embargo, no basta con tener un formulario oficial con sello. A veces, los vendedores guardan modestamente silencio sobre el hecho de que las reparaciones en garantía las lleva a cabo únicamente una empresa especializada, que se encuentra a cien kilómetros del lugar de instalación del equipo.
También sucedió que el dispositivo tuvo que ser enviado al extranjero para su reparación. Este servicio de garantía es extremadamente inconveniente, ya que al propietario le lleva meses.
Los artesanos que se sientan cómodos con reparaciones sencillas de electrodomésticos deben estudiar de antemano las características del dispositivo del modelo seleccionado y el acceso a piezas de repuesto. Si las piezas necesarias no están disponibles en algún lugar cercano, tendrá que realizar un pedido especial, pagar largos plazos de entrega, etc. la prudencia ayudará a evitar tales problemas.
Si el coste de una bomba de calor fabricada en fábrica parece altísimo, puede ser montar con tus propias manos. En el artículo que recomendamos se describe cómo se construye una unidad a partir de materias primas prácticamente de desecho.
Funciones de instalación del dispositivo
El procedimiento para conectar una bomba de calor para piscina depende de las características del modelo específico. Por lo tanto, antes de comenzar a trabajar, conviene estudiar detenidamente las instrucciones del fabricante y seguir estrictamente los requisitos y recomendaciones que en ellas figuran. Normalmente, los modelos industriales se suministran ya montados y con un conjunto de componentes necesarios para su instalación.
1 — Bomba de calor para la piscina
2 - Dispositivo de control remoto
3 – Agua limpia para la piscina
4 - bomba de circulación
5 - Bypass (canal de bypass) y válvulas de control
6 - Tubería de suministro de agua de la piscina
7 - Filtro
Durante la conexión, será necesario instalar un par de tuberías, así como proporcionar energía. El calentador se instala en el sistema de mantenimiento de la piscina de manera que se ubica después del sistema de filtración y antes del clorador.
Es muy importante elegir el lugar adecuado para instalar el equipo. Generalmente bomba de calor aire-agua Es una unidad de tamaño impresionante, que recuerda a la unidad exterior de un aire acondicionado de sistema dividido.
El lugar para instalar dicho equipo debe cumplir los siguientes requisitos:
- buena ventilación;
- ausencia de obstáculos al movimiento de masas de aire;
- distancia del fuego abierto y otras fuentes de calor;
- protección contra factores ambientales externos: precipitaciones, escombros que caen desde arriba, etc.;
- Accesibilidad para mantenimiento y reparaciones necesarias.
La mayoría de las veces, la bomba de calor se instala debajo de una marquesina. Para protección adicional, puede instalar un par de paredes laterales, pero no deben interferir de ninguna manera con el flujo de aire bombeado por los ventiladores.
La bomba está montada sobre un marco de metal, la base debe ser estrictamente horizontal. Esto minimizará problemas como la vibración y el ruido durante el funcionamiento del dispositivo y también lo protegerá contra daños.
A la hora de instalar la bomba de calor y conectarla al sistema, es importante asegurarse de que todos sus elementos estén limpios. No estaría de más comprobar la superficie interior de los tubos utilizados para realizar la conexión.
Todas las conexiones de tuberías por las que circula el agua deben sellarse cuidadosamente y comprobarse en busca de fugas. Para evitar que las vibraciones de la bomba de calor durante su funcionamiento se transmitan al resto del sistema, tiene sentido considerar la conexión mediante mangueras flexibles.
Proporcionar energía a la bomba de calor requerirá una atención especial. Debe cumplir plenamente con las normas para la instalación de equipos eléctricos, teniendo en cuenta todos los requisitos de seguridad contra incendios.
Alrededor de una piscina suele haber un alto nivel de humedad y la probabilidad de que los equipos eléctricos entren en contacto con el agua aumenta significativamente. Por lo tanto, es necesario aislar cuidadosamente todos los contactos eléctricos, protegiéndolos además de un posible contacto con la humedad.
En el esquema de conexión de la bomba de calor a la red eléctrica, es imperativo incluir interruptores automáticos, que están equipados con sensores que responden a los aumentos de temperatura. También necesitará dispositivos de protección que eviten fugas de corriente.
Todos los componentes conductores deben estar conectados a tierra. Para conectar cables, tanto de potencia como de control, necesitará bloques de terminales especiales. Las instrucciones del fabricante suelen indicar la sección requerida de los cables eléctricos a través de los cuales se puede conectar el equipo a la fuente de alimentación.
Estos datos deben respetarse. La sección transversal del cable puede ser mayor que la recomendada, pero no menor.
Bomba de calor casera: ¿es posible?
Si fabrica usted mismo una bomba de calor, puede ahorrar mucho, pero la eficiencia de dichos dispositivos es algo menor que la de los modelos fabricados industrialmente. Primero, se fabrican elementos de bomba individuales y luego se combinan en un sistema común. El evaporador se puede fabricar con un tanque de plástico grande. En el interior se instala una bobina de cobre.
Para hacer una bobina, se puede enrollar cuidadosamente un tubo de cobre alrededor de un cilindro de gas u otro objeto cilíndrico adecuado para darle la forma deseada. De la misma manera se hace otra bobina, para el evaporador. Este elemento se coloca dentro de otro tanque, esta vez metálico, será necesario realizar trabajos de soldadura.
El compresor simplemente se compra o se retira de otro dispositivo, por ejemplo, de un aire acondicionado averiado. Cuando estos tres dispositivos están listos, se conectan a un sistema común. Luego, el compresor se carga con refrigerante. Solo queda conectar el evaporador a un ventilador que sopla aire y el condensador al sistema de calentamiento de agua de la piscina.
Significativamente más complejo en diseño bomba de calor agua-agua. Su construcción requiere la presencia de un río o embalse natural cerca del sitio, si no existen se perforan pozos. Sin embargo, si por motivos técnicos es imposible obtener energía del aire, esta opción también será útil.
Conclusiones y vídeo útil sobre el tema.
La experiencia práctica de calentar el agua de una piscina mediante bombas de calor se presenta en el siguiente vídeo:
El principio de funcionamiento de una bomba de calor aerotérmica se demuestra claramente aquí:
Este vídeo proporciona una descripción muy detallada del funcionamiento y diseño del modelo de bomba de calor aire-agua:
Una bomba de calor es una forma cómoda, eficiente y respetuosa con el medio ambiente de calentar una piscina. Con un uso adecuado, el costo del modelo se amortizará muy rápidamente y una instalación adecuada aumentará significativamente la vida útil del dispositivo.
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Bueno, aconsejaría, antes de instalar una bomba de calor, calcular completamente la rentabilidad de dicho proyecto. Si tiene acceso al gas de red a una tarifa económica, en algunos casos será mucho más rentable. Sí, una bomba de calor tiene beneficios medioambientales, pero no te olvides del elevado coste tanto del equipo como de la instalación. Además, la bomba está equipada con un compresor bastante ruidoso, lo que supone molestias adicionales o costes de aislamiento acústico.
Consideré la opción de utilizar una bomba de calor de aire para calentar la casa de campo, pero a diferencia de las bombas de calor geotérmicas y de agua, tiene una dependencia directa de la temperatura fuera de la ventana. Cuanto menor sea la temperatura exterior, menor será la eficiencia. Resulta que el equipo se desgasta más y la vida útil es más corta. Esta opción solo es adecuada para primavera y otoño, en invierno es mejor utilizar gas o electricidad para calentar.