Sabemos que la geotermia es el calor de la Tierra y el concepto “geotermia” a menudo se asocia con volcanes y géiseres. En Rusia, la energía geotérmica se utiliza principalmente a escala industrial; por ejemplo, hay centrales eléctricas del Lejano Oriente que funcionan con el calor de nuestro planeta.

Mucha gente está segura de que hacer calefacción geotérmica en casa con sus propias manos es algo de ciencia ficción. ¿No es? ¡Pero esto no es del todo cierto! Con el desarrollo de las tecnologías modernas, el uso doméstico de la “energía verde” se ha vuelto bastante posible.

Hablaremos de los principios de funcionamiento de la calefacción alternativa, sus ventajas y desventajas, y la compararemos con los sistemas de calefacción tradicionales. También aprenderá cómo colocar el intercambiador de calor y cómo instalar calefacción geotérmica con sus propias manos.

Cuando estalló la crisis del petróleo en los años 70 del siglo pasado, surgió una necesidad acuciante en Occidente. Fue en esta época cuando comenzaron a crearse los primeros sistemas de calefacción geotérmica.

Hoy en día están muy extendidos en los Estados Unidos, Canadá y los países de Europa occidental.

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Por ejemplo, en Suecia se utiliza activamente agua del mar Báltico, cuya temperatura es de +4°C. En Alemania, la introducción de sistemas de calefacción geotérmica incluso está patrocinada a nivel estatal.

Cuando mencionamos fuentes de energía geotérmica siempre imaginamos un valle de géiseres o volcanes, pero las fuentes que necesitamos están mucho más cercanas. Y nos ayudarán a mantenernos abrigados en invierno y frescos en verano.

En Rusia hay Pauzhetskaya, Verkhne-Mutnovskaya, Okeanskaya y otras centrales geotérmicas. Pero hay muy poca evidencia del uso de la energía de la Tierra en nuestro sector privado.

Ventajas y desventajas reales.

Si la calefacción geotérmica en el sector privado ha recibido relativamente poca distribución en Rusia, ¿significa esto que la idea no vale el costo de su implementación? ¿Quizás no vale la pena seguir con este tema? Resultó que este no era el caso.

Utilizar un sistema de calefacción geotérmica para su hogar es una solución rentable. Y hay varias razones para ello. Estos incluyen la instalación rápida de equipos que puedan funcionar durante mucho tiempo sin interrupciones.

Si utiliza anticongelante de alta calidad en lugar de agua en el sistema de calefacción, no se congelará y su desgaste será mínimo.

Enumeramos otras ventajas de este tipo de calefacción.

• Se excluye el procedimiento de combustión de combustible. Creamos un sistema absolutamente ignífugo que, durante su funcionamiento, no puede provocar ningún daño a la vivienda. Además, se eliminan una serie de otras cuestiones relacionadas con la presencia de combustible: ahora no es necesario buscar un lugar para almacenarlo, ocuparse de su preparación o entrega.
• Importante beneficio económico. Durante la operación del sistema no se requerirán inversiones adicionales. La calefacción anual la proporcionan las fuerzas de la naturaleza, que no compramos. Por supuesto, cuando se opera una bomba de calor, se consume energía eléctrica, pero la cantidad de energía producida excede significativamente la cantidad de energía consumida.
• Factor medioambiental. La calefacción geotérmica de una casa de campo privada es una solución respetuosa con el medio ambiente. La ausencia de un proceso de combustión elimina la liberación de productos de combustión a la atmósfera. Si mucha gente se da cuenta de esto y este sistema de suministro de calor se generaliza, el impacto negativo de las personas sobre la naturaleza se reducirá muchas veces.
• Compacidad del sistema. No es necesario que organice una sala de calderas separada en su hogar. Todo lo que se necesita es una bomba de calor, que se puede colocar, por ejemplo, en el sótano. El contorno más voluminoso del sistema estará ubicado bajo tierra o bajo el agua, no lo verá en la superficie de su sitio.
• Multifuncionalidad. El sistema puede funcionar tanto para calefacción en la estación fría como para refrigeración durante el calor del verano. Es decir, de hecho, reemplazará no solo su calentador, sino también su aire acondicionado.
• Confort acústico. La bomba de calor funciona casi en silencio.

Elegir un sistema de calefacción geotérmica es rentable, a pesar de que tendrá que gastar dinero en la compra e instalación del equipo.

Por cierto, como desventaja del sistema, mencionan precisamente los costos en los que habrá que incurrir para instalar el sistema y prepararlo para su funcionamiento. Deberá comprar la bomba y algunos materiales, y realizar trabajos de instalación del colector externo y el circuito interno.

No es ningún secreto que los recursos se vuelven más caros año tras año, por lo que un sistema de calefacción autónomo que pueda amortizarse en varios años siempre será económicamente beneficioso para su propietario.

Sin embargo, estos costes se amortizan sólo en los primeros años de funcionamiento. El uso posterior de un colector enterrado o sumergido en agua permite ahorros importantes.

Además, el proceso de instalación en sí no es tan complicado como para requerir invitar a especialistas externos para realizarlo. Si no perforas, puedes hacer todo lo demás tú mismo.

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Cabe señalar que algunos artesanos, en un esfuerzo por ahorrar dinero, aprendieron a recolectar energía geotérmica.

Acerca de las fuentes de calefacción geotérmica

Para la calefacción geotérmica se pueden utilizar las siguientes fuentes de energía térmica terrestre:

• alta temperatura;
• baja temperatura.

Los de alta temperatura incluyen, por ejemplo, las fuentes termales. Se pueden utilizar, pero su alcance está limitado por la ubicación real de dichas fuentes.

Mientras que en Islandia se utiliza activamente este tipo de energía, en Rusia las aguas termales se encuentran lejos de las zonas pobladas. Se concentran al máximo en Kamchatka, donde el agua subterránea se utiliza como refrigerante y se suministra a los sistemas de agua caliente.

Para utilizar eficazmente la energía térmica de la Tierra, no se necesita un volcán. Basta utilizar aquellos recursos que se encuentran a tan solo 200 metros de la superficie terrestre.

Pero tenemos todos los requisitos previos necesarios para el uso de fuentes de baja temperatura. Para ello son adecuadas las masas de aire circundantes, la tierra o el agua.

Se utiliza una bomba de calor para extraer la energía necesaria. Con su ayuda, se lleva a cabo el procedimiento para convertir la temperatura ambiente en energía térmica no solo para calefacción, sino también para el suministro de agua caliente a un hogar privado.

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El principio de funcionamiento de dicho calentamiento.

Si está familiarizado con cómo funciona, entonces la similitud de estos procesos con el principio de funcionamiento de la calefacción geotérmica es obvia. La base del sistema es una bomba de calor, que está conectada a dos circuitos: externo e interno.

Para organizar un sistema de calefacción tradicional en cualquier casa, es necesario instalar tuberías para transportar refrigerante y radiadores; cuando se calienta, el calor fluirá hacia las instalaciones. En nuestro caso también se necesitan tuberías y radiadores. Forman el contorno interno del sistema. Se puede agregar al diagrama.

El contorno exterior parece mucho más grande que el interior, aunque sus dimensiones sólo pueden evaluarse durante la planificación y la instalación. Durante el funcionamiento, es invisible porque está bajo tierra o bajo el agua. Dentro de este circuito circula agua corriente o anticongelante a base de etilenglicol, lo cual es mucho más preferible.

El sistema de calefacción geotérmica incluye dos circuitos, interno y externo, así como el corazón del sistema de calefacción, una bomba de calor que, al comprimir el refrigerante, aumenta su temperatura (+)

En el circuito externo se calienta hasta el estado del ambiente en el que está inmerso y se envía en forma “calentada” a la bomba de calor. A través de él, el calor concentrado se transfiere al circuito interno, como resultado de lo cual se calienta el agua de las tuberías, radiadores y calefacción por suelo radiante.

Así, el elemento clave que anima todo el sistema es la bomba de calor. Si hay una lavadora común en su casa, sepa: esta bomba ocupará aproximadamente la misma área.

Para funcionar necesita electricidad, pero, al consumir sólo 1 kW, produce entre 4 y 5 kW de calor. Y esto no es un milagro, ya que se conoce la fuente de energía "adicional": el medio ambiente.

Dos tipos de ubicaciones de intercambiadores de calor.

Hay dos opciones para calentar una casa privada utilizando energía de baja temperatura procedente de elementos ambientales. La base del sistema en los tres casos es una bomba geotérmica.

El circuito interno permanece sin cambios para cualquier método de calefacción y la principal diferencia es la ubicación del circuito externo.

La calefacción geotérmica dispone de un intercambiador de calor situado:

• verticalmente– ubicados en pozos que explotan o no un acuífero;
• horizontalmente– Los intercambiadores de calor de los sistemas se colocan en un foso o depósito abierto en forma de una especie de serpentín.

Cada uno de los tipos de calefacción enumerados aquí tiene sus propias características, desventajas y ventajas.

Si tiene la intención de crear un sistema de calefacción de este tipo con sus propias manos, le interesará saber más sobre cada tipo.

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Opción 1. Colocación vertical del colector externo.

Este tipo de calentamiento se basa en un fenómeno natural interesante: a una profundidad de 50 a 100 mo más de su superficie, la Tierra tiene la misma temperatura constante de 10 a 12°C durante todo el año.

Para poder utilizar esta energía terrestre, es necesario. La tecnología es casi similar a la preparación de una fuente de toma de agua.

Para preservar al máximo el paisaje, se pueden perforar varios tubos desde el mismo punto de partida, pero en diferentes ángulos.

El circuito externo del sistema se instalará directamente en estos pozos. Esto le permitirá quitarle eficazmente el calor de la tierra. Por supuesto, este método difícilmente puede considerarse simple y de bajo presupuesto.

Para crear un sistema de calefacción geotérmica vertical, es necesario utilizar equipos para perforar pozos; sin utilizar una plataforma de perforación, resolver los problemas de construcción del sistema requerirá bastante mano de obra (+)

Es relevante en el caso en que el territorio adyacente a la casa ya ha sido desarrollado y no es práctico alterar su paisaje. La profundidad de perforación de un pozo puede alcanzar de 50 a 200 metros.

Los parámetros específicos del pozo dependen de la situación geológica del sitio y de los parámetros de la estructura futura. La vida útil de este diseño es de aproximadamente 100 años.

Para instalar una versión vertical del sistema con un intercambiador de calor que extrae la energía del agua subterránea, será necesario perforar dos pozos acuíferos.

De uno de ellos, llamado de débito, se extrae agua mediante una bomba que, después de la transferencia de calor, se drena a la segunda salida receptora.

La desventaja de una instalación geotérmica de dos pozos es que no es lo suficientemente eficiente para calentar una casa de campo. La bomba de circulación desperdicia demasiada energía. Pero para suministrar refrigerante al circuito de suelo radiante, la energía térmica resultante es suficiente.

Opcion 2. Disposición horizontal del recolector de suelo.

Para instalar el circuito externo para calefacción horizontal, necesita saber a qué profundidad se congela el suelo en su área.

Las tuberías se colocan por debajo del nivel de congelación en zanjas preparadas previamente, cubriendo un espacio bastante grande: para calentar una casa cuya superficie es de 200 a 250 metros cuadrados. m, necesita utilizar aproximadamente 600 m2. m intercambiador de calor. Son seiscientos metros cuadrados.

La desventaja de este diseño es la gran superficie que ocupa. Si necesitas un césped cubierto de hierba y flores en tu propiedad, esta es tu opción. Es mejor mantener los tubos colectores alejados de árboles frutales (+)

Está claro que en tales condiciones el volumen de trabajo de excavación será significativo. Además, en su plan debe tener en cuenta la ubicación de los árboles y otra vegetación en el sitio para no congelarlos. Por ejemplo, las tuberías colectoras no deben ubicarse a menos de un metro y medio de los árboles.

Este método de instalación se utiliza, por regla general, en los casos en que el sitio recién se está desarrollando para la construcción. Es mejor realizar todos los cálculos y planes para construir una cabaña, organizar su calefacción y planificar el terreno al mismo tiempo.

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Inmersión de un intercambiador de calor horizontal en un depósito.

Este método requiere una ubicación especial del hogar, a una distancia de unos 100 m de un depósito de suficiente profundidad. Además, el depósito especificado no debe congelarse hasta el fondo, donde se ubicará el contorno externo del sistema. Y para ello, la superficie del embalse no puede ser inferior a 200 metros cuadrados. metro.

La ventaja obvia de este método es la ausencia de trabajos de excavación obligatorios que requieren mucha mano de obra, aunque todavía hay que jugar con la ubicación submarina del colector. Y también se requerirá un permiso especial para realizar dicho trabajo.

Sin embargo, una instalación geotérmica que utiliza energía hidráulica sigue siendo la más económica.

Hágalo usted mismo: qué y cómo

Si va a instalar la calefacción geotérmica usted mismo, es mejor comprar el circuito externo ya hecho. Por supuesto, solo estamos considerando formas de colocar el intercambiador de calor externo horizontalmente: debajo de la superficie del suelo o bajo el agua.

Es mucho más difícil instalar usted mismo un colector de pozo vertical si no tiene el equipo y las habilidades de perforación.

Una bomba de calor no es un equipo muy grande. No ocupará mucho espacio en tu hogar. Después de todo, en tamaño es comparable, por ejemplo, a una caldera de combustible sólido convencional. Conectarle el circuito interno de tu casa no es una tarea difícil.

De hecho, todo se hace exactamente igual que cuando se organizan y utilizan fuentes de calor tradicionales. La principal dificultad es el diseño del circuito externo.

Esta disposición de la casa en relación con el estanque es más común. Lo principal es que el embalse no está a más de 100 metros de la cabaña.

La mejor opción sería utilizar un embalse si se encuentra a una distancia no superior a 100 m, siendo necesario que su superficie supere los 200 m2. m, y la profundidad es de 3 m (parámetro de congelación promedio). Si esta masa de agua no le pertenece, obtener permiso para utilizarla puede convertirse en un problema.

Si el embalse es un estanque que está en tu propiedad, entonces el asunto se vuelve más sencillo. El agua del estanque se puede bombear temporalmente. Luego, el trabajo en su parte inferior se puede realizar fácilmente: deberá colocar los tubos en espiral, asegurándolos en esta posición.

Los trabajos de excavación sólo serán necesarios para cavar una zanja, que será necesaria para conectar el circuito externo a la bomba de calor.

Una vez finalizados todos los trabajos, se puede volver a llenar el estanque con agua. En los próximos cien años, el intercambiador de calor externo debería funcionar correctamente y no causar problemas a su propietario.

Si tiene a su disposición un terreno en el que sólo tiene que construir una vivienda y cultivar un jardín, tiene sentido planificar un intercambiador de calor de suelo horizontal.

Para hacer esto, es necesario hacer un cálculo preliminar del área del futuro colector, en base a los parámetros ya indicados anteriormente: 250-300 m2. m de colector por 100 m2. m de superficie climatizada de la casa.

Si tiene una parcela sin edificios ni vegetación que le gustaría preservar, simplemente puede quitar la tierra al construir un contorno de suelo horizontal externo: esto es más fácil que cavar zanjas.

Las zanjas en las que se colocarán las tuberías del circuito deben excavarse por debajo del nivel de congelación del suelo.

Mejor aún, simplemente retire la tierra hasta el punto de congelación, coloque las tuberías y luego devuelva la tierra a su lugar. El trabajo es laborioso y complejo, pero con gran deseo y determinación podrás completarlo.

Costos y perspectivas de recuperación

Los costos de los equipos y su instalación durante la construcción de calefacción geotérmica dependen de la potencia de la unidad y del fabricante.

Cada uno elige un fabricante basándose en sus propias consideraciones e información sobre la reputación y confiabilidad de una marca en particular. Pero la potencia depende de la zona de la habitación a servir.

Esta figura resume los beneficios de utilizar un sistema de calefacción geotérmica. Es precisamente esta relación entre energía entrante y saliente la que permite que el sistema primero se amortice rápidamente y luego ahorre dinero a su propietario (+)

Si tenemos en cuenta la potencia, el coste de las bombas de calor varía en los siguientes rangos:

• a 4-5kW– 3000-7000 unidades convencionales;
• a 5-10kW– 4000-8000 unidades convencionales;
• a 10-15kW– 5000-10000 unidades convencionales.

Si a esta cantidad le sumamos los costes necesarios para realizar los trabajos de instalación (20-40%), obtendremos una cantidad que para muchos parecerá absolutamente irreal.

Pero todos estos costes se recuperarán en un plazo muy razonable. En el futuro, sólo tendrás que pagar gastos menores por la electricidad necesaria para hacer funcionar la bomba. ¡Y eso es todo!

Debido a la eficiencia insuficiente de los sistemas geotérmicos para calentar edificios residenciales, se utilizan como complemento a las redes de calefacción principales o se integran en un complejo con dos o más intercambiadores de calor.

Como muestra la práctica, la calefacción geotérmica es especialmente beneficiosa para casas con una superficie total climatizada de 150 metros cuadrados. m) En un plazo de cinco a ocho años se amortizan por completo todos los costes de instalación de sistemas de calefacción en estas casas.

Si la calefacción geotérmica no tiene una gran demanda entre los propietarios de casas privadas, los residentes de las regiones del sur ya han apreciado la eficacia de los sistemas solares. La tecnología es bastante simple y su rentabilidad y practicidad están confirmadas por muchos años de experiencia en su uso por parte de los países occidentales y nuestros compatriotas.

Para obtener más información sobre fuentes de energía alternativas, consulte.

Conclusiones y vídeo útil sobre el tema.

Si le resulta más fácil percibir la información visual, este vídeo le permitirá ver con sus propios ojos exactamente cómo funciona un sistema geotérmico, así como aprender más sobre quién se beneficia de este tipo de calefacción y por qué.

Te invitamos a ver un breve vídeo en el que el propietario de un recolector de subsuelo horizontal hablará de sus impresiones sobre su funcionamiento. Además, al ver este video, aprenderá sobre los costos actuales asociados con la operación de un sistema de calefacción geotérmica.

Cada propietario de una casa privada elige por sí mismo si compra los servicios de organizaciones proveedoras de recursos o si confía únicamente en sí mismo. Para ello se guía por toda una serie de consideraciones.

¿Tiene algo que añadir o tiene preguntas sobre la calefacción geotérmica de una vivienda particular? Puedes dejar comentarios en la publicación. El formulario de contacto se encuentra en el bloque inferior.

La popularidad de las comunicaciones autónomas crece año tras año. La razón es el uso renovable ininterrumpido de recursos (agua, calor, electricidad) a bajo coste. Sin embargo, existen una serie de dificultades y antes de decidirse a instalar cualquier sistema, conviene familiarizarse con sus requisitos. Hoy hablamos de calefacción geotérmica de la casa y costes llave en mano.

Tipos de sistemas de calefacción geotérmica

El principio de obtención de energía térmica es recolectarla de las entrañas de la tierra o de un depósito. En invierno, los recursos naturales pueden acumular calor en el suelo o en agua no helada. Sale a la superficie a través de los componentes del sistema y se gasta en las necesidades del hogar. El trabajo se basa en el movimiento de un refrigerante especial, el freón, a través de colectores y tuberías y es similar a los procesos que tienen lugar en un frigorífico. El calor se toma de las profundidades del suelo o del depósito y se libera a las tuberías, en un ciclo que se repite.

El sistema consta de lo siguiente:

• Bomba de calor. Su tarea es generar bombeo de calor desde el suelo o depósito al sistema de calefacción de la casa.
• Carreteras. El cableado se hunde verticalmente en la profundidad del suelo o se ubica horizontalmente en el espesor de la tierra.
• freón - refrigerante. En ebullición a bajas temperaturas, asciende por la tubería principal para, a su vez, ceder calor al agua que circula por los radiadores.

Sin embargo, la aparente simplicidad del sistema es difícil de instalar: sólo los profesionales pueden hacerlo.

Opciones de calefacción geotérmica

El sistema se plantea de varias formas, requiriendo determinadas condiciones territoriales. Por ejemplo:

• Horizontalmente, por debajo del nivel de congelación del suelo.. Esta opción requiere un área local impresionante, excluidas las plantaciones, los edificios y la casa misma. De lo contrario, la cantidad de calor producida por la bomba de calor no será suficiente para alcanzar una temperatura óptima y confortable.
• Horizontalmente a lo largo del fondo del depósito.. Se considera el más rentable, ya que la temperatura del agua en invierno es superior a la del suelo, por lo que la eficiencia energética es mejor. No es necesario quitar la capa de tierra cerca de la casa, lo que favorece la jardinería. Pero el método es beneficioso para los propietarios de tierras cuya propiedad está ubicada muy cerca de una fuente de agua: un lago o un estanque.
• Sonda vertical. No requiere suelo limpio y su inmensidad, así como un depósito, sin embargo, es costoso debido a un pozo especialmente perforado de al menos 30 m.

Sólo un especialista que haya visitado el sitio dará una valoración profesional. Además del territorio, es importante evaluar la composición del suelo: en areniscas, la calefacción geotérmica es prácticamente inútil, se requieren suelos arcillosos húmedos.

Estimación del sistema geotérmico

Los propietarios de casas privadas, entusiasmados con la idea de recibir calefacción gratuita, deben considerar la situación con la cabeza fría: para obtener un sistema económicamente rentable que se amortice por sí solo, es necesario invertir en él con bastante seriedad, ya que No puede organizar la calefacción geotérmica por su cuenta. Las instalaciones son increíblemente caras. Juzgue usted mismo:

• Costo de la bomba de calor. La productividad depende de la potencia de la unidad, que se calcula previamente en función de las necesidades de consumo. La fórmula de cálculo aproximada es 1 kW por 10 m2. metros de área: no da el resultado correcto, ya que no tiene en cuenta el material de las paredes, los pisos y la necesidad de suministro de agua caliente (suministro de agua caliente).
• Excavación. Cavar manualmente un hoyo por debajo del nivel de congelación del suelo y equiparlo de acuerdo con todas las reglas no es realista. Lo mismo que perforar un pozo. Tendrás que contratar equipos de construcción y cuadrillas de acompañamiento.

Consejo: una empresa debe participar en la instalación de calefacción geotérmica; algunos tipos de trabajo costarán más en el futuro, especialmente si surgen problemas por culpa de algún equipo; no hay garantía.

• Precio del juego de tuberías. Una instalación geotérmica requiere la presencia de tres circuitos: un circuito externo, fuera del edificio residencial, un circuito intermedio, ubicado dentro de la carcasa de la bomba, y un circuito interno, las tuberías del sistema doméstico.
• Costo de instalacion. Además de la instalación de la bomba y las sondas, se tienen en cuenta los trabajos de puesta en marcha, instalación de suelo radiante y otros trabajos relacionados.

Además de los gastos enumerados, es necesario mencionar los retrasos burocráticos. Aquellas organizaciones cuyas comunicaciones pasan por el sitio (suministro de gas, electricidad, agua) deben dar el visto bueno a los trabajos de excavación. Por ello, se está realizando un estudio para determinar la viabilidad del dispositivo, que, por supuesto, también requerirá inversiones. Es importante prepararse para el desperdicio de células nerviosas; ¡esto no es una broma!

Factores de eficiencia

Es importante recordar que la propia instalación autónoma para producir calor barato (se tienen en cuenta los costes de electricidad) es racional sólo si se cumplen las siguientes condiciones:

• Aislamiento del hogar de alta calidad. Incluyendo fachadas, suelos, techos. Se tiene en cuenta el material de construcción: la piedra y el ladrillo aumentarán significativamente el consumo de energía de la bomba de calor. Lo que supondrá un incremento en el coste del proyecto y pago de facturas.
• Cálculo correcto de las pérdidas de calor. Están directamente influenciados por la arquitectura y la distribución de la casa. Un objeto con una gran cantidad de ventanas y puertas, así como el volumen de aberturas tecnológicas, son los principales factores de fuga de calor.
• Intercambiadores de calor con materiales de alta transferencia de calor. El coeficiente se conoce de antemano.
• Condiciones climáticas. Las temperaturas bajo cero en Siberia o los Urales no son en absoluto las mismas que en el este y el oeste de Rusia. Las regiones frías requieren más energía unitaria.
• Requiere suministro de agua caliente. Un edificio residencial con vivienda durante todo el año, varios baños, una casa de baños y baños tiene un mayor consumo de agua para las necesidades del hogar que, por ejemplo, una cabaña con cocina. Es decir, esto también aumentará el consumo de recursos.
• La influencia de las corrientes subterráneas frías. Esto se aclara durante la etapa de desarrollo del proyecto. De lo contrario, la instalación y puesta en funcionamiento de tuberías geotérmicas con fuentes no contabilizadas afectará negativamente la productividad de todo el sistema.

Es imposible tener en cuenta todos los matices de instalar una fuente de calor alternativa por su cuenta. No se requieren conocimientos. Para ello, elige una empresa según su perfil y simplemente disfruta del resultado. La recuperación de la inversión de los proyectos se produce después de 5 a 10 años de funcionamiento.

Costo llave en mano de la calefacción geotérmica

La ventaja de la instalación llave en mano es obvia. Aparte de las inversiones, no tendrá que hacer nada por su cuenta: muchas empresas asumen obligaciones relacionadas con el papeleo. Además, cualquier tipo de trabajo tiene garantía, en caso de un resultado insatisfactorio, se proporciona una compensación; esta es una cláusula separada del contrato.

El costo es el siguiente:

• Para un edificio residencial con una superficie de hasta 80 m2. m – de 350 mil rublos. El bajo coste se debe a la presencia de una bomba de baja potencia.
• Casa rural desde 100 m2. m – de 440 mil rublos.
• Área desde 130 m2. m – de 520 mil rublos.
• Hasta 220 m2. m – de 750 mil rublos.

Los precios son aproximados y dependen del costo del equipo seleccionado. Al contactar con la empresa, los especialistas le indicarán cómo reducir el coste del proyecto. Sin embargo, no se puede optar por la baja potencia en favor del costo; esto afectará la productividad del sistema.

Vídeo sobre la instalación llave en mano de calefacción geotérmica.

Probablemente hayas oído hablar más de una vez de la calefacción geotérmica. Estos sistemas están instalados en muchos países europeos y gozan de gran éxito y popularidad entre la población. ¿Es posible instalarlo aquí? Para comprender esto, es necesario comprender el principio de funcionamiento y también considerar todas las ventajas de dicho sistema.

Beneficios de la calefacción geotérmica

Costo de la calefacción geotérmica en casa.

Este es probablemente el único punto por el cual el sistema aún no se ha utilizado ampliamente. Los costes iniciales pueden alcanzar el millón de rublos. Todo depende del tamaño de tu casa y de la fuente de calor. Entonces, Colocar un circuito de calefacción en depósitos es más económico. al mismo costo para la estación de bombeo y materiales relacionados (tuberías, selladores, etc.).

Esta instalación es más beneficiosa para casas pequeñas. Los costes se recuperan en dos o tres años, ya que no es necesario pagar por el gas/carbón/madera, y todos los costos se reducen al pago de una pequeña cantidad de electricidad, que se gasta en el funcionamiento del equipo de bombeo. ¿Vale la pena ahorrar dinero realizando dicha instalación no llave en mano, sino por su cuenta? Quizás, siempre que estudie detenidamente todas las características del proceso. En la práctica, hay casos de montaje exitoso por parte de los propios propietarios.

El coste del trabajo llave en mano consiste en:

• a partir de cálculos de potencia de la bomba, longitud del circuito de calefacción;
• del precio del trabajo en suelo o agua (perforación de pozos, excavación de zanjas, colocación bajo el agua), así como los trabajos de instalación e instalación relacionados;
• desde la instalación y conexión de la estación de bombeo.

Como ejemplo, damos cálculos aproximados para una casa con una superficie de 150 metros cuadrados. metro.

1. Para una casa así, se necesita una bomba de calor con una potencia de 14 kW. Su precio es de 260 mil rublos.
2. El monto de todo el trabajo de disposición del contorno de tierra vertical es de aproximadamente 427 mil rublos. Puede variar dependiendo del tipo de suelo.

Total - 687 mil rublos. Vemos que los costes iniciales de instalación de calefacción geotérmica son bastante importantes. El precio de las calderas convencionales es mucho más económico. A modo de comparación, calcule cuáles son sus costos de calefacción actuales y calcule cuánto gastará con la calefacción geotérmica. Consideremos ambos casos en perspectiva durante muchos años (10-15 años). La diferencia es muy, muy significativa.

Componentes básicos de los sistemas de calefacción geotérmica.

La calefacción geotérmica no utiliza fuentes de calor convencionales. No estamos hablando de leña, carbón, gas o electricidad (en la cantidad que consume una caldera eléctrica convencional).

Todo el sistema consta de tres elementos principales. Ellos son:

• circuito de calefacción dentro de la casa;
• circuito de calefacción;
• gasolinera.

El circuito de calefacción, que se ubicará dentro de la casa, puede ser tanto radiadores convencionales como un sistema de suelo radiante (se utiliza más energía para calentarlo). Además, este El sistema se puede conectar para calentar el invernadero., piscinas, senderos dentro del sitio, etc.

El circuito de calefacción en este caso son fuentes de calor geotérmicas. Entonces, el calentamiento se produce utilizando la energía de la tierra, el agua y el aire.

Es necesaria una estación de bombeo para bombear calor desde el circuito de calefacción geotérmica al circuito de calefacción.

Más sobre el método de calentamiento

Para calentar una habitación, la calefacción geotérmica utiliza energía que se almacena en el ambiente. El principio de funcionamiento está tomado del diseño de un frigorífico. En él se extrae el calor de la cámara interior al exterior para conseguir valores mínimos de temperatura en la propia cámara. Esto hace que la pared trasera se caliente. Con la calefacción geotérmica, el calor del suelo (o del agua, del aire) se elimina al espacio habitable. La diferencia es que la fuente de calor no se enfría, pero tiene una temperatura estable. Debido a esto, el calentamiento de la habitación puede ocurrir en cualquier época fría del año. Y cuando hace calor, puede configurar el sistema para mantener su hogar fresco.

Consideremos un ejemplo con un circuito de calefacción para calentar viviendas dentro del suelo. Esta opción es la más común, ya que la posición del circuito geotérmico en fuentes de agua requiere su presencia cerca de la casa. Esto es menos común.

Calor de la tierra

A cierta profundidad, la tierra tiene su propia temperatura. No depende de las condiciones climáticas ni de la época del año. Estamos hablando de aquellas capas que se encuentran por debajo del nivel de congelación. Es decir, el circuito de calefacción se coloca donde la temperatura siempre tiene un valor positivo estable.

Métodos para colocar tuberías del circuito de calefacción en el suelo.

Instalación vertical

Consiste en que en el sitio perforar pozos profundos, en el que se colocarán las tuberías. Su profundidad depende de la cantidad de área que será necesario calentar. El valor alcanza hasta 300 metros. El cálculo se basa en el hecho de que un metro de tubería geotérmica representa entre 50 y 60 W de energía térmica terrestre. Para una bomba con una potencia de 10 kilovatios (es adecuada para una casa con un área de hasta 120 m2) necesitará un pozo con una profundidad de 170 a 200 m. Puede perforar varios pozos, pero de menor profundidad. La ventaja de este método es que con esta instalación hay la menor interferencia en el paisaje de su sitio, si la casa ya ha sido construida y el sitio está en condiciones adecuadas. Pero al mismo tiempo los costes de trabajo son elevados.

Instalación horizontal

En el área adyacente se están cavando trincheras de un área enorme. Su la profundidad depende del nivel de congelación del suelo en su región(a partir de 3 metros y más), y el área del pozo, de los pies cuadrados de la casa. Esto debe calcularse partiendo del hecho de que 1 metro de tubería consume de 20 a 30 W de energía. Si se instala la misma bomba de calor de 10 kW, la longitud del circuito debe ser de 300 a 500 m. A lo largo del fondo de estas zanjas se colocan tuberías y se rellenan con tierra.

Esquema de funcionamiento de toda la estructura.

Básicamente, existen tres circuitos por los que circula el fluido. El primero de ellos lo designamos como calefacción. El siguiente circuito está ubicado dentro de la bomba. Allí, el refrigerante toma calor del circuito de calefacción y lo transfiere al tercer ciclo a través de tuberías hasta el interior de la casa.

El refrigerante pasa a través de un circuito subterráneo y se calienta a una temperatura de 7° C (este es el indicador a una profundidad por debajo del nivel de congelación). Toda la energía que el refrigerante tomó del suelo llega a la bomba de calor.

La bomba de calor dispone de un primer intercambiador de calor. En él El refrigerante del circuito de tierra calienta el refrigerante., aumentando no sólo su temperatura, sino también su presión. En estado gaseoso, el refrigerante pasa al segundo intercambiador de calor. Aquí calienta el refrigerante, que circula por las tuberías del interior de la casa y luego vuelve a estar líquido.

– no sólo el aire fresco del bosque, sino también muchos problemas. Las comunicaciones establecidas hace décadas a menudo no logran hacer frente a la afluencia de personas que desean establecerse en el seno de la naturaleza. O unas obras de mantenimiento, o un accidente, o un nuevo vecino que deja sin luz toda la manzana durante varias horas. Y en algún lugar no existen tales beneficios: la línea eléctrica aún no está tendida, el gasoducto está lejos y la empresa de agua local no tiene prisa por explorar nuevos horizontes. Es hora de pensar en viviendas que no dependan de comunicaciones centrales, donde tengas tu propio gas, electricidad y agua corriente. Es decir, construir. ¿Es posible? Y, en general, ¿cómo hacer que la vida en el campo sea lo más independiente posible de factores externos?

¡Dame energía!

El principal problema es la electricidad. Todas las comunicaciones dependen de ello en un grado u otro.

Algunos propietarios de cabañas resuelven el problema del suministro de energía comprando un generador. Dado que esta será la única fuente de suministro de energía para la casa, la elección debe tomarse en serio. Debe ser fiable, seguro, consumir la cantidad óptima de combustible y, por supuesto, producir el mínimo ruido.

Los dos tipos principales de generadores son los de gasolina y diésel. La duración del funcionamiento continuo del generador de gas no es más de 12 horas, la potencia es de un máximo de 15 kVA (13,5 kW). Por lo general, en las cabañas se guardan "por si acaso" y se ponen en marcha sólo si se corta la electricidad.

Un generador diésel es adecuado para el suministro constante de energía al hogar. Es más potente que la gasolina y tiene una vida útil más larga. La unidad diésel es ignífuga. Por supuesto, no se le puede llamar absolutamente silencioso, pero zumba notablemente más silenciosamente que su homólogo de gasolina. La principal ventaja de una minicentral diésel (como también se les llama a los generadores) es la capacidad de ahorrar electricidad. El combustible diésel es relativamente económico, al menos más barato que la gasolina. El generador diésel requiere un mantenimiento mínimo y su vida útil es de más de 20 años. Por eso, para los propietarios de viviendas suburbanas, una central eléctrica diésel es una opción para solucionar el problema.

Puede ir aún más lejos con la cuestión del suministro de energía a la cabaña: instalar un mini-CHP. Las centrales térmicas son de turbina, de pistón de gas y miniturbina. Los primeros se utilizan para suministrar energía a grandes empresas industriales y a barrios enteros.

Para la producción de energía doméstica, las dos últimas opciones son adecuadas. Estos minichips ocupan poco espacio. La estructura mide unos dos metros de largo y aproximadamente 1,5 metros de ancho y alto. Instálelo en un cuarto de servicio o al lado de la cabaña, debajo de un dosel. El sistema es monitoreado por una computadora, por lo que no es necesario contratar a un operador especial. Los mini-CHP pueden equiparse con sensores de fugas de gas, sistemas contra incendios y de seguridad. Esto los hace lo más seguros posible. La vida útil de la mini-CHP es de 25 a 30 años.

¿Qué ventajas aporta una central térmica propia frente a las redes públicas?

En primer lugar, independencia del funcionamiento de la central eléctrica.

En segundo lugar, además de su "responsabilidad" directa de generar electricidad, la minicentral CHP también proporcionará agua caliente a la cabaña. El hecho es que durante la producción de electricidad se genera calor, que simplemente se desperdicia en potentes centrales eléctricas. La energía térmica de la mini-CHP se dirige al suministro de agua caliente de la casa. De este modo, el suministro de agua caliente será gratuito para el usuario de la mini-CHP. Una ventaja bastante importante, ¿no?

En tercer lugar, la calefacción es más barata. propia mini-CHP es proporcional al pago por la conexión a la red eléctrica central. Por ejemplo, en Moscú, conectarse a las redes cuesta 45.000 rublos por 1 kW de capacidad eléctrica instalada. En unos pocos años (de 2 a 6), los costos de instalación de una mini-CHP se amortizarán, ya que los costos anuales de su mantenimiento son notablemente más bajos que el pago de la electricidad en las redes locales. Según los expertos, por cada kWh se pueden ahorrar hasta 50 kopeks. Teniendo en cuenta que los precios de la electricidad aumentan constantemente, la propia electricidad no perjudicará a nadie.

Aislamiento térmico: un paso hacia la independencia

Una conclusión lógica: cuanta menos energía consumas, menos dependiente serás de su fuente. No se trata de ahorrar energía limitando su consumo, este principio no se corresponde en absoluto con el concepto de “vida cómoda”. La pregunta es diferente: ¿cómo mantener la casa caliente?

Cuanto más cálidos son los muros, el tejado y los techos de la casa, menos calor se escapa al exterior. Esto significa que se necesitan menos recursos para calentar el local. En Europa y EE.UU., la gente empezó a pensar en la eficiencia energética (consumo mínimo de energía térmica y eléctrica) de los edificios hace mucho tiempo. Poco a poco, esta tendencia llegó a nuestro país.

El factor principal de la eficiencia energética de un edificio es el aislamiento térmico de alta calidad. Vale la pena cuidarlo con anticipación, incluso antes de que comience la construcción. Fachadas, tejados, tuberías, techos, ventanas, puertas: es necesario minimizar la pérdida de calor en todas las zonas aislándolas bien.

Lo primero a lo que se debe prestar atención al elegir un material de aislamiento térmico es el coeficiente de conductividad térmica. Cuanto más bajo sea, mejor. La hidrofobicidad también es importante: la capacidad de no absorber humedad, así como la confiabilidad, durabilidad, resistencia al fuego, respeto al medio ambiente y facilidad de instalación. Y en algunos casos hay que elegir un material con un peso mínimo.

El aislamiento térmico de lana mineral fibrosa (lana de vidrio) es la categoría más común de este producto de construcción de viviendas. La lana de vidrio tiene baja conductividad térmica, es ligera e ignífuga. Pero la fibra de vidrio está sujeta a encogimiento. Por lo tanto, después de unos pocos años, la calidad del aislamiento térmico puede disminuir notablemente.

La lana de roca no se encoge, es respetuosa con el medio ambiente y, lo que es más importante, duradera. Este es un material no inflamable. Las fibras de lana de roca no se derriten bajo la influencia del fuego y soportan temperaturas de hasta 1000 ° C. Además, en caso de incendio, dicho aislamiento térmico puede retrasar significativamente la propagación de las llamas y evitar el colapso de las estructuras. Entonces, en términos de seguridad, esta es quizás la mejor opción.

Por ejemplo, para el aislamiento térmico de una fachada, se puede utilizar el sistema ROCKWOOL ROCKFACADE (el fabricante líder mundial de aislamiento térmico de lana de roca). No sólo cumple su función directa: retiene el calor en la casa, sino que también protege la pared exterior del edificio del calor, la humedad, el viento y el frío. El hecho es que la lana de roca tiene una alta permeabilidad al vapor. El aire con mucha humedad, que inevitablemente aparece en una sala de estar, sale libremente al exterior a través de la capa de aislamiento térmico. De esta forma la pared permanecerá siempre seca y durará mucho más.

Si necesita aislar suelos, un techo inclinado, un ático, la superficie interior de las paredes, suelos a lo largo de vigas, son adecuadas las losas ligeras ROCKWOOL LIGHT BUTTS con tecnología Flexi. Este nuevo producto tiene un borde elástico: un lado del material se presiona y se inserta fácilmente en el marco, y luego se endereza en él. Cualquier ama de casa puede hacer frente al aislamiento.

El aislamiento térmico de alta calidad protegerá la casa tanto del frío invernal como del calor del verano. En cualquier clima habrá un clima confortable en la casa. Mini-CHP o kilovatios comprados a través del tráfico: no importa cómo se obtenga el calor, debe quedarse con usted. Para una cabaña en la que los sistemas autónomos de soporte vital desempeñan un papel importante, esto es especialmente importante.

Y tenemos gas en nuestra cabaña...

En algunos casos, un sistema de suministro de gas autónomo no es solo el deseo de independizar su hogar de los servicios de gas de la ciudad, sino una necesidad. Curiosamente, en nuestro país, donde, según los expertos, las reservas de “combustible azul” durarán los próximos 100 años, todavía hay zonas en las que sólo se puede soñar con el gas natural. Sin embargo, en algunos lugares las caídas de presión en la tubería central ocurren con tanta frecuencia que es hora de pensar en su propio almacenamiento de gas.
Esto es bastante real. Un depósito de gas, un recipiente cilíndrico con un volumen de varios miles de litros, está enterrado bajo tierra a una distancia de unos 10 metros de la casa. De una a tres veces al año se debe rellenar el tanque con propano o butano. Un sistema de este tipo está diseñado para una vida útil de entre 20 y 30 años.

El costo de instalar un tanque de gasolina es varias veces, o incluso decenas de veces, más caro que el de conectarse a la línea principal. Es cierto que en algunas regiones de Rusia los precios de conexión al sistema central de suministro de gas son tan altos que tener su propio tanque de gasolina no es mucho más caro. Su gas se amortizará solo en unos pocos años, ya que su funcionamiento es más barato que la electricidad del sistema de energía central.

...¡y tu propio suministro de agua!

Tampoco las cosas siempre van bien con el suministro central de agua en los pueblos suburbanos. Hay zonas a las que aún no han llegado las redes de abastecimiento de agua, y se desconoce cuándo llegarán. Pero esto no le impedirá proporcionar agua limpia a su hogar. No en vano llaman a la Tierra el planeta azul: tenemos agua en casi todas partes. Solo necesitas perforar un pozo de suficiente profundidad.

Ni un pozo ni un pozo de arena con una profundidad de 30 a 35 metros podrán proporcionar a la cabaña la cantidad de agua requerida, y la calidad de dicha agua estará lejos de ser la mejor. Estas opciones solo son aptas para casas de veraneo. Una casa de campo moderna requiere un pozo de varias decenas de metros. En el sur de la región de Moscú, el agua subterránea se encuentra a una profundidad de 40 a 70 metros, en el noreste de la región de Moscú será necesario perforar a una profundidad de hasta 200 metros. También es necesario tener en cuenta qué roca separa el sitio del agua subterránea (arcilla, granito, piedra caliza). Todo lo relacionado con el agua y el suelo en el sitio se puede encontrar en las empresas locales de perforación de pozos.

Dado que la perforación es un proceso costoso, es mejor pensar en el suministro de agua de la casa incluso antes de construirla e incluso antes de comprar el terreno.

Entonces, existe la oportunidad de obtener su propia agua. Esto significa que no puede depender de la presencia de un sistema central de suministro de agua, comprando una casa o un terreno incluso en el rincón más alejado del bullicio de la ciudad.

Aire limpio, un río, un bosque... Últimamente, cada vez más personas sueñan con vivir lejos de las ciudades ruidosas y contaminadas. En nuestro país, con sus infinitas extensiones, hay oportunidades más que suficientes para instalarse en el regazo de la naturaleza. El único problema: cuanto más lejos de la metrópoli esté un acogedor rincón verde, menos condiciones tendrá para una vida cómoda. Pero el hombre es una criatura obstinada: si la civilización no tiene beneficios ya preparados, se esfuerza por crearlos. Por lo tanto, la electricidad, el gas y el agua propios se están convirtiendo en la norma. Las tecnologías modernas que ayudan a que la vivienda sea autónoma te dan la libertad de vivir donde quieras.

Este otoño se produce un agravamiento en la red con respecto a las bombas de calor y su uso para calentar casas de campo y casas rurales. En la casa de campo que construí con mis propias manos, se instaló una bomba de calor de este tipo desde 2013. Se trata de un acondicionador de aire semiindustrial que puede funcionar eficazmente para calentar a temperaturas exteriores de hasta -25 grados Celsius. Es el principal y único dispositivo de calefacción en una casa de campo de un piso con una superficie total de 72 metros cuadrados.

2. Permítanme recordarles brevemente los antecedentes. Hace cuatro años, compré un terreno de 6 acres a una sociedad de jardinería, en el que con mis propias manos, sin contratar mano de obra contratada, construí una casa de campo moderna y energéticamente eficiente. El propósito de la casa es un segundo apartamento ubicado en la naturaleza. Funcionamiento durante todo el año, pero no constante. Se requería máxima autonomía junto con una ingeniería sencilla. No hay gas principal en la zona donde se encuentra SNT y no debes contar con él. Queda el combustible sólido o líquido importado, pero todos estos sistemas requieren una infraestructura compleja, cuyo coste de construcción y mantenimiento es comparable al calentamiento directo con electricidad. Por tanto, la elección ya estaba parcialmente predeterminada: la calefacción eléctrica. Pero aquí surge un segundo punto, no menos importante: la limitación de la capacidad eléctrica en la asociación de jardinería, así como las tarifas de electricidad bastante altas (en ese momento, no eran una tarifa "rural"). De hecho, se han asignado al lugar 5 kW de potencia eléctrica. La única salida en esta situación es utilizar una bomba de calor, que ahorrará entre 2,5 y 3 veces en calefacción en comparación con la conversión directa de energía eléctrica en calor.

Entonces, pasemos a las bombas de calor. Se diferencian en dónde toman el calor y dónde lo liberan. Un punto importante, conocido por las leyes de la termodinámica (octavo grado de secundaria): una bomba de calor no produce calor, sino que lo transfiere. Por eso su ECO (coeficiente de conversión de energía) es siempre superior a 1 (es decir, la bomba de calor siempre emite más calor del que consume de la red).

La clasificación de las bombas de calor es la siguiente: “agua - agua”, “agua - aire”, “aire - aire”, “aire - agua”. "Agua" indicada en la fórmula de la izquierda significa la extracción de calor de un refrigerante líquido que circula a través de tuberías ubicadas en el suelo o en un depósito. La eficacia de estos sistemas es prácticamente independiente de la época del año y de la temperatura ambiente, pero requieren trabajos de excavación costosos y laboriosos, así como la disponibilidad de suficiente espacio libre para colocar un intercambiador de calor en el suelo (sobre el que posteriormente se instalará). Será difícil que algo crezca en verano, debido a la congelación del suelo). El “agua” indicado en la fórmula de la derecha se refiere al circuito de calefacción ubicado en el interior del edificio. Puede ser un sistema de radiadores o suelos con calefacción líquida. Un sistema de este tipo también requerirá trabajos de ingeniería complejos dentro del edificio, pero también tiene sus ventajas: con la ayuda de una bomba de calor de este tipo también se puede obtener agua caliente en la casa.

Pero la categoría más interesante es la de bombas de calor aire-aire. De hecho, estos son los aparatos de aire acondicionado más habituales. Mientras trabajan para calentar, toman calor del aire de la calle y lo transfieren a un intercambiador de calor de aire ubicado dentro de la casa. A pesar de algunas desventajas (los modelos de producción no pueden funcionar a temperaturas ambiente inferiores a -30 grados Celsius), tienen una gran ventaja: una bomba de calor de este tipo es muy fácil de instalar y su costo es comparable a la calefacción eléctrica convencional que utiliza convectores o una caldera eléctrica.

3. Con base en estas consideraciones, se seleccionó un aire acondicionado semiindustrial por conductos Mitsubishi Heavy, modelo FDUM71VNX. En otoño de 2013, un conjunto compuesto por dos bloques (externo e interno) costaba 120 mil rublos.

4. La unidad exterior se instala en la fachada del lado norte de la casa, donde hay menos viento (esto es importante).

5. La unidad interior se instala en el pasillo debajo del techo, desde allí, mediante conductos de aire flexibles e insonorizados, se suministra aire caliente a todos los espacios habitables del interior de la casa.

6. Porque El suministro de aire está ubicado debajo del techo (es absolutamente imposible organizar un suministro de aire caliente cerca del piso en una casa de piedra), entonces es obvio que el aire debe aspirarse por el piso. Para ello, mediante un conducto especial, se bajó la entrada de aire al suelo del pasillo (todas las puertas interiores también tienen rejillas de flujo instaladas en la parte inferior). El modo de funcionamiento es de 900 metros cúbicos de aire por hora, gracias a la circulación constante y estable no hay absolutamente ninguna diferencia en la temperatura del aire entre el suelo y el techo en ninguna parte de la casa. Para ser precisos, la diferencia es de 1 grado Celsius, que es incluso menor que cuando se utilizan convectores de pared debajo de las ventanas (con ellos la diferencia de temperatura entre el suelo y el techo puede alcanzar los 5 grados).

7. Además de que la unidad interna del aire acondicionado, gracias a su potente impulsor, es capaz de hacer circular grandes volúmenes de aire por toda la casa en modo recirculación, no debemos olvidar que las personas necesitan aire fresco en la casa. Por tanto, el sistema de calefacción también sirve como sistema de ventilación. A través de un canal de aire separado, se suministra aire fresco a la casa desde la calle, que, si es necesario, se calienta (en la estación fría) mediante automatización y un elemento calefactor de conducto.

8. El aire caliente se distribuye a través de rejillas como ésta, situadas en los salones. También vale la pena prestar atención al hecho de que no hay una sola lámpara incandescente en la casa y solo se utilizan LED (recuerda este punto, es importante).

9. El aire "sucio" que sale de la casa se elimina a través de una campana extractora en el baño y la cocina. El agua caliente se prepara en un calentador de agua de almacenamiento convencional. En general, esta es una partida de gasto bastante grande, porque... El agua de pozo está muy fría (de +4 a +10 grados Celsius dependiendo de la época del año) y alguien puede notar razonablemente que se pueden usar colectores solares para calentar agua. Sí, se puede, pero el coste de invertir en infraestructura es tal que con ese dinero se puede calentar agua directamente con electricidad durante 10 años.

10. Y este es “TsUP”. Cuadro de control principal y principal para bomba de calor aerotérmica. Tiene varios temporizadores y un automatismo sencillo, pero solo utilizamos dos modos: ventilación (en la estación cálida) y calefacción (en la estación fría). La casa construida resultó ser tan eficiente energéticamente que el aire acondicionado nunca se usó para el propósito previsto: enfriar la casa en el calor. La iluminación LED (cuya transferencia de calor tiende a cero) y el aislamiento de muy alta calidad jugaron un papel importante en esto (no es una broma, después de instalar un césped en el techo, incluso tuvimos que usar una bomba de calor para calentar la casa). verano: en los días en que la temperatura media diaria descendió por debajo de + 17 grados Celsius). La temperatura en la casa se mantiene durante todo el año al menos a +16 grados Celsius, independientemente de la presencia de personas en ella (cuando hay personas en la casa, la temperatura se establece en +22 grados Celsius) y la ventilación de suministro nunca se interrumpe. Apagado (porque soy vago).

11. En el otoño de 2013 se instaló un contador técnico de electricidad. De eso hace exactamente 3 años. Es fácil calcular que el consumo medio anual de energía eléctrica es de 7000 kWh (de hecho, ahora esta cifra es un poco menor, porque en el primer año el consumo fue elevado debido al uso de deshumidificadores durante los trabajos de acabado).

12. En la configuración de fábrica, el aire acondicionado es capaz de calentar a una temperatura ambiente de al menos -20 grados Celsius. Para operar a temperaturas más bajas, se requiere una modificación (de hecho, esto es relevante cuando se opera incluso a una temperatura de -10ºC, si hay mucha humedad en el exterior): instalar un cable calefactor en la bandeja de drenaje. Esto es necesario para que después del ciclo de descongelación de la unidad externa, el agua líquida tenga tiempo de salir de la bandeja de drenaje. Si no tiene tiempo para hacer esto, entonces el hielo se congelará en la sartén, lo que posteriormente exprimirá el marco con el ventilador, lo que probablemente provocará que las aspas se rompan (puedes mirar fotos de aspas rotas). En Internet casi me encuentro con esto porque... no puse el cable calefactor inmediatamente).

13. Como mencioné anteriormente, en toda la casa se utiliza exclusivamente iluminación LED. Esto es importante cuando se trata de climatizar una habitación. Tomemos una habitación estándar en la que hay 2 lámparas, 4 lámparas en cada una. Si se trata de bombillas incandescentes de 50 vatios, consumirán un total de 400 vatios, mientras que las bombillas LED consumirán menos de 40 vatios. Y toda la energía, como sabemos por el curso de física, al final se convierte en calor. Es decir, la iluminación incandescente es un buen calentador de potencia media.

14. Ahora hablemos de cómo funciona una bomba de calor. Lo único que hace es transferir energía térmica de un lugar a otro. Este es exactamente el mismo principio según el cual funcionan los refrigeradores. Transfieren calor del compartimento frigorífico a la habitación.

Hay un acertijo tan bueno: ¿Cómo cambiará la temperatura en la habitación si dejas un refrigerador enchufado con la puerta abierta? La respuesta correcta es que la temperatura en la habitación aumentará. Para que sea más fácil de entender, esto se puede explicar de la siguiente manera: la habitación es un circuito cerrado, la electricidad fluye hacia ella a través de cables. Como sabemos, la energía finalmente se convierte en calor. Es por eso que la temperatura en la habitación aumentará, porque la electricidad ingresa al circuito cerrado desde el exterior y permanece en él.

Un poco de teoría. El calor es una forma de energía que se transfiere entre dos sistemas debido a las diferencias de temperatura. En este caso, la energía térmica pasa de un lugar con una temperatura alta a un lugar con una temperatura más baja. Este es un proceso natural. La transferencia de calor puede realizarse por conducción, radiación térmica o por convección.

Existen tres estados clásicos de agregación de la materia, cuya transformación se realiza como resultado de cambios de temperatura o presión: sólido, líquido, gaseoso.

Para cambiar el estado de agregación, el cuerpo debe recibir o emitir energía térmica.

Durante la fusión (transición de sólido a líquido), se absorbe energía térmica.
Durante la evaporación (transición del estado líquido al gaseoso), se absorbe energía térmica.
Durante la condensación (transición de un estado gaseoso a líquido), se libera energía térmica.
Durante la cristalización (transición de estado líquido a sólido), se libera energía térmica.

La bomba de calor utiliza dos modos de transición: evaporación y condensación, es decir, funciona con una sustancia que se encuentra en estado líquido o gaseoso.

15. El refrigerante R410a se utiliza como fluido de trabajo en el circuito de la bomba de calor. Es un hidrofluorocarbono que hierve (cambia de líquido a gas) a una temperatura muy baja. Es decir, a una temperatura de 48,5 grados centígrados. Es decir, si el agua corriente a presión atmosférica normal hierve a una temperatura de +100 grados Celsius, entonces el freón R410a hierve a una temperatura de casi 150 grados menos. Además, a temperaturas muy negativas.

Es esta propiedad del refrigerante la que se utiliza en la bomba de calor. Midiendo específicamente la presión y la temperatura, se le pueden otorgar las propiedades requeridas. O será evaporación a temperatura ambiente, absorbiendo calor, o condensación a temperatura ambiente, liberando calor.

16. Así es el circuito de la bomba de calor. Sus principales componentes son: compresor, evaporador, válvula de expansión y condensador. El refrigerante circula en un circuito cerrado de la bomba de calor y cambia alternativamente su estado de agregación de líquido a gaseoso y viceversa. Es el refrigerante el que transfiere y transfiere calor. La presión en el circuito es siempre excesiva en comparación con la presión atmosférica.

¿Cómo funciona?
El compresor aspira el gas refrigerante frío a baja presión procedente del evaporador. El compresor lo comprime a alta presión. La temperatura aumenta (el calor del compresor también se agrega al refrigerante). En esta etapa obtenemos un gas refrigerante a alta presión y alta temperatura.
De esta forma, ingresa al condensador, impulsado por aire más frío. El refrigerante sobrecalentado libera su calor al aire y se condensa. En esta etapa, el refrigerante se encuentra en estado líquido, a alta presión y a temperatura media.
Luego, el refrigerante ingresa a la válvula de expansión. Se produce una fuerte disminución de la presión debido a la expansión del volumen ocupado por el refrigerante. La disminución de presión provoca la evaporación parcial del refrigerante, lo que a su vez reduce la temperatura del refrigerante por debajo de la temperatura ambiente.
En el evaporador, la presión del refrigerante continúa disminuyendo, se evapora aún más y el calor necesario para este proceso se toma del aire exterior más cálido, que se enfría.
El refrigerante completamente gaseoso regresa al compresor y se completa el ciclo.

17. Intentaré explicarlo de forma más sencilla. El refrigerante ya hierve a una temperatura de -48,5 grados centígrados. Es decir, en términos relativos, a cualquier temperatura ambiente más alta tendrá un exceso de presión y, en el proceso de evaporación, tomará calor del medio ambiente (es decir, del aire de la calle). Hay refrigerantes que se usan en refrigeradores de baja temperatura, su punto de ebullición es aún más bajo, hasta -100 grados Celsius, pero no se puede usar para operar una bomba de calor para enfriar una habitación en el calor debido a la presión muy alta en ambiente alto. temperaturas. El refrigerante R410a es un equilibrio entre la capacidad del aire acondicionado para funcionar tanto para calefacción como para refrigeración.

Por cierto, aquí tenéis un buen documental filmado en la URSS que cuenta cómo funciona una bomba de calor. Recomiendo.

18. ¿Se puede utilizar cualquier aire acondicionado para calefacción? No, no cualquiera. Aunque casi todos los aparatos de aire acondicionado modernos funcionan con freón R410a, otras características no son menos importantes. En primer lugar, el aire acondicionado debe tener una válvula de cuatro vías, que le permita cambiar a "marcha atrás", por así decirlo, es decir, cambiar el condensador y el evaporador. En segundo lugar, tenga en cuenta que el compresor (ubicado en la parte inferior derecha) está ubicado en una carcasa aislada térmicamente y tiene un cárter calentado eléctricamente. Esto es necesario para mantener siempre una temperatura positiva del aceite en el compresor. De hecho, a temperaturas ambiente inferiores a +5 grados centígrados, incluso cuando está apagado, el aire acondicionado consume 70 vatios de energía eléctrica. El segundo punto, el más importante, es que el aire acondicionado debe ser inversor. Es decir, tanto el compresor como el motor eléctrico del impulsor deben poder cambiar su rendimiento durante el funcionamiento. Esto es lo que permite que la bomba de calor funcione de manera eficiente para calentar a temperaturas exteriores inferiores a -5 grados centígrados.

19. Como sabemos, en el intercambiador de calor de la unidad externa, que es un evaporador durante el funcionamiento de calefacción, se produce una evaporación intensiva del refrigerante con la absorción de calor del ambiente. Pero en el aire de la calle hay vapores de agua en estado gaseoso, que se condensan o incluso cristalizan en el evaporador debido a una fuerte caída de temperatura (el aire de la calle cede su calor al refrigerante). Y la congelación intensa del intercambiador de calor conducirá a una disminución en la eficiencia de la eliminación de calor. Es decir, a medida que disminuye la temperatura ambiente, es necesario "reducir la velocidad" tanto del compresor como del impulsor para garantizar la eliminación más eficaz del calor en la superficie del evaporador.

Una bomba de calor ideal solo para calefacción debe tener una superficie del intercambiador de calor externo (evaporador) varias veces mayor que la superficie del intercambiador de calor interno (condensador). En la práctica volvemos al mismo equilibrio de que una bomba de calor debe poder funcionar tanto para calefacción como para refrigeración.

20. A la izquierda se puede ver el intercambiador de calor externo casi completamente cubierto de escarcha, excepto dos secciones. En la sección superior, no congelada, el freón todavía tiene una presión bastante alta, lo que no le permite evaporarse eficazmente mientras absorbe el calor del ambiente, mientras que en la sección inferior ya está sobrecalentado y ya no puede absorber el calor del exterior. . Y la foto de la derecha responde a la pregunta de por qué el aire acondicionado externo se instaló en la fachada y no se ocultó a la vista en el techo plano. Es precisamente por el agua que es necesario drenar de la bandeja de drenaje durante la estación fría. Sería mucho más difícil drenar esta agua desde el techo que desde la zona ciega.

Como ya escribí, durante el funcionamiento de calefacción a temperaturas bajo cero en el exterior, el evaporador de la unidad exterior se congela y el agua del aire de la calle cristaliza en él. La eficiencia de un evaporador congelado se reduce notablemente, pero la electrónica del aire acondicionado monitorea automáticamente la eficiencia de la eliminación de calor y periódicamente cambia la bomba de calor al modo de descongelación. Básicamente, el modo de descongelación es un modo de aire acondicionado directo. Es decir, se toma calor de la habitación y se transfiere a un intercambiador de calor externo congelado para derretir el hielo. En este momento, el ventilador de la unidad interior funciona a velocidad mínima y el aire frío fluye desde los conductos de aire del interior de la casa. El ciclo de descongelación suele durar 5 minutos y ocurre cada 45-50 minutos. Debido a la alta inercia térmica de la casa, no se sienten molestias durante la descongelación.

21. A continuación se muestra una tabla del rendimiento de calefacción de este modelo de bomba de calor. Permítanme recordarles que el consumo de energía nominal es de poco más de 2 kW (actualmente 10 A), y la transferencia de calor oscila entre 4 kW a -20 grados en el exterior y 8 kW a una temperatura exterior de +7 grados. Es decir, el coeficiente de conversión es de 2 a 4. Ésta es la cantidad de veces que una bomba de calor permite ahorrar energía en comparación con la conversión directa de energía eléctrica en calor.

Por cierto, hay otro punto interesante. La vida útil de un aire acondicionado cuando funciona para calefacción es varias veces mayor que cuando funciona para refrigeración.

22. El otoño pasado instalé un contador de energía eléctrica Smappee, que permite llevar estadísticas del consumo de energía mensualmente y proporciona una visualización más o menos cómoda de las mediciones realizadas.

23. Smappee se instaló hace exactamente un año, en los últimos días de septiembre de 2015. También intenta mostrar el coste de la energía eléctrica, pero lo hace en base a tarifas fijadas manualmente. Y hay un punto importante: como saben, aumentamos los precios de la electricidad dos veces al año. Es decir, durante el período de medición presentado las tarifas cambiaron 3 veces. Por tanto, no prestaremos atención al coste, sino que calcularemos la cantidad de energía consumida.

De hecho, Smappee tiene problemas a la hora de visualizar gráficos de consumo. Por ejemplo, la columna más corta de la izquierda es el consumo de septiembre de 2015 (117 kWh), porque Algo salió mal con los desarrolladores y por alguna razón la pantalla del año muestra 11 en lugar de 12 columnas. Pero las cifras de consumo total se calculan con precisión.

Es decir, 1.957 kWh durante 4 meses (incluido septiembre) a finales de 2015 y 4.623 kWh durante todo 2016, de enero a septiembre inclusive. Es decir, en TODO el soporte vital de una casa de campo, que se calentaba durante todo el año, se gastaban un total de 6580 kWh, independientemente de la presencia de personas en ella. Permítanme recordarles que en el verano de este año tuve que usar una bomba de calor para calefacción por primera vez, y nunca funcionó para enfriar en verano en los 3 años de funcionamiento (a excepción de los ciclos de descongelación automática, por supuesto). . En rublos, según las tarifas actuales en la región de Moscú, esto es menos de 20 mil rublos por año o alrededor de 1.700 rublos por mes. Permítanme recordarles que este monto incluye: calefacción, ventilación, calentamiento de agua, estufa, refrigerador, iluminación, electrónica y electrodomésticos. Es decir, en realidad es 2 veces más barato que el alquiler mensual de un apartamento del mismo tamaño en Moscú (por supuesto, sin tener en cuenta los gastos de mantenimiento ni los gastos de reparación importante).

24. Ahora calculemos cuánto dinero ahorró la bomba de calor en mi caso. Compararemos la calefacción eléctrica utilizando el ejemplo de una caldera eléctrica y radiadores. Lo calcularé a los precios anteriores a la crisis que estaban en el momento en que se instaló la bomba de calor en el otoño de 2013. Ahora las bombas de calor se han vuelto más caras debido al colapso del tipo de cambio del rublo y todo el equipo se importa (los líderes en la producción de bombas de calor son los japoneses).

Calefacción eléctrica:
Caldera eléctrica - 50 mil rublos.
Tuberías, radiadores, accesorios, etc. - otros 30 mil rublos. Materiales totales por 80 mil rublos.

Bomba de calor:
Aire acondicionado por conductos MHI FDUM71VNXVF (unidades externas e internas) - 120 mil rublos.
Conductos de aire, adaptadores, aislamientos térmicos, etc. - otros 30 mil rublos. Materiales totales por 150 mil rublos.

La instalación la realiza usted mismo, pero en ambos casos el tiempo es aproximadamente el mismo. “Pago excesivo” total por una bomba de calor en comparación con una caldera eléctrica: 70 mil rublos.

Pero eso no es todo. Calentar el aire con una bomba de calor es al mismo tiempo aire acondicionado en la estación cálida (es decir, todavía es necesario instalar aire acondicionado, ¿verdad? Eso significa que agregaremos al menos otros 40 mil rublos) y ventilación (obligatoria en los hogares modernos). casas selladas, al menos otros 20 mil rublos).

¿Que tenemos? El "pago excesivo" en el complejo es de sólo 10 mil rublos. Todavía estamos en la fase de puesta en funcionamiento del sistema de calefacción.

Y entonces comienza la operación. Como escribí anteriormente, en los meses más fríos de invierno el factor de conversión es 2,5, y fuera de temporada y en verano se puede tomar entre 3,5 y 4. Tomemos el COP anual promedio igual a 3. Permítanme recordarles que en una casa se consumen 6500 kWh de energía eléctrica al año. Este es el consumo total de todos los electrodomésticos. Para simplificar los cálculos, tomemos como mínimo que la bomba de calor consuma sólo la mitad de esta cantidad. Eso es 3000 kWh. Al mismo tiempo, suministró una media de 9.000 kWh de energía térmica al año (6.000 kWh fueron "traídos" de la calle).

Convirtamos la energía transferida a rublos, suponiendo que 1 kWh de energía eléctrica cuesta 4,5 rublos (tarifa promedio día/noche en la región de Moscú). En comparación con la calefacción eléctrica, obtenemos un ahorro de 27.000 rublos solo durante el primer año de funcionamiento. Recordemos que la diferencia en la etapa de puesta en funcionamiento del sistema fue de sólo 10 mil rublos. Es decir, ya en el primer año de funcionamiento, la bomba de calor me AHORRÓ 17 mil rublos. Es decir, se amortizó solo en el primer año de funcionamiento. Al mismo tiempo, déjame recordarte que esta no es una residencia permanente, en cuyo caso el ahorro sería aún mayor.

Pero no te olvides del aire acondicionado, que específicamente en mi caso no fue necesario debido a que la casa que construí resultó estar sobreaislada (aunque utiliza un muro de hormigón celular monocapa sin aislamiento adicional) y simplemente no se calienta al sol en verano. Es decir, eliminaremos 40 mil rublos del presupuesto. ¿Que tenemos? En este caso, comencé a AHORRAR en una bomba de calor no desde el primer año de funcionamiento, sino desde el segundo. No es una gran diferencia.

Pero si tomamos una bomba de calor agua-agua o incluso aire-agua, las cifras de la estimación serán completamente diferentes. Por eso la bomba de calor aire-aire tiene la mejor relación precio/eficiencia del mercado.

25. Y, por último, unas palabras sobre los aparatos de calefacción eléctrica. Me atormentaban preguntas sobre todo tipo de calentadores infrarrojos y nanotecnologías que no queman oxígeno. Responderé brevemente y al grano. Cualquier calentador eléctrico tiene una eficiencia del 100%, es decir, toda la energía eléctrica se convierte en calor. De hecho, esto se aplica a cualquier aparato eléctrico, incluso una bombilla eléctrica produce calor exactamente en la cantidad que lo recibió del tomacorriente. Si hablamos de calentadores de infrarrojos, su ventaja es que calientan objetos, no aire. Por tanto, el uso más razonable para ellos es la calefacción en terrazas abiertas de cafeterías y paradas de autobús. Donde sea necesario transferir calor directamente a objetos/personas, evitando el calentamiento del aire. Una historia similar sobre la quema de oxígeno. Si ve esta frase en algún folleto publicitario, debe saber que el fabricante está tomando al comprador por un tonto. La combustión es una reacción de oxidación y el oxígeno es un agente oxidante, es decir, no puede quemarse por sí solo. Es decir, todo esto son tonterías de aficionados que se saltaron las clases de física en la escuela.

26. Otra opción para ahorrar energía con la calefacción eléctrica (ya sea mediante conversión directa o utilizando una bomba de calor) es utilizar la capacidad térmica de la envolvente del edificio (o un acumulador de calor especial) para almacenar calor mientras se utiliza una tarifa eléctrica nocturna barata. Esto es exactamente con lo que experimentaré este invierno. Según mis cálculos preliminares (teniendo en cuenta que el próximo mes pagaré la tarifa rural de electricidad, ya que el edificio ya está registrado como edificio residencial), incluso a pesar del aumento de las tarifas eléctricas, el próximo año pagaré para el mantenimiento de la casa menos de 20 mil rublos (para toda la energía eléctrica consumida para calefacción, calentamiento de agua, ventilación y equipos, teniendo en cuenta el hecho de que la temperatura en la casa se mantiene entre 18 y 20 grados centígrados durante todo el año , independientemente de si hay personas en él).

¿Cuál es el resultado? Una bomba de calor en forma de aire acondicionado aire-aire de baja temperatura es la forma más sencilla y económica de ahorrar en calefacción, lo que puede ser doblemente importante cuando existe un límite de energía eléctrica. Estoy completamente satisfecho con el sistema de calefacción instalado y no siento ninguna molestia por su funcionamiento. En las condiciones de la región de Moscú, el uso de una bomba de calor aerotérmica está completamente justificado y permite recuperar la inversión a más tardar en 2-3 años.

Por cierto, no olvidéis que también tengo Instagram, donde publico los avances de los trabajos casi en tiempo real.