Bombes de calor: ens escalfem amb el fred
Quins són els motius que ens impedeixen utilitzar la calor residual per escalfar les llars? Utilitzant l'exemple de les bombes de calor, que estan molt esteses al món, es consideren les dificultats amb la seva implementació als països de la CEI.
Per assegurar-vos que les bombes de calor existeixen i funcionin de manera eficaç, no cal anar lluny. N'hi ha prou amb visitar la cuina i mirar la nevera. A l'interior regnen temperatures sota zero i una graella d'intercanvi de calor calenta a la part posterior indica l'extracte satisfactòria de la calor dels vostres productes.
Les bombes de calor sovint es coneixen com a refrigeradors inversos. Aquesta analogia no és del tot exacta. Els principis físics de funcionament d'un refrigerador i d'una bomba de calor són idèntics, només es diferencien en el disseny i la finalitat: la nevera extreu calor d'un volum tancat, "llençant-la" a l'entorn. Per contra, la bomba de calor extreu calor a baixa temperatura de l'entorn exterior, obert, donant-la eventualment al volum tancat de l'habitació.
Els principis de funcionament dels motors tèrmics ja es van comprovar a la primera meitat del segle XIX, però els frigorífics van ser més afortunats: la necessitat d'emmagatzemar els aliments va resultar ser un problema més urgent que la calefacció de les cases, sobretot perquè no hi havia problemes amb el combustible. en aquells dies per a la calefacció.
Per primera vegada, l'interès per les bombes de calor va sorgir a l'Europa de la postguerra, quan la ruïna i la manca de productes de primera necessitat van obligar a buscar maneres no estàndard d'escalfar els habitatges. Però l'impuls més potent per a la millora de les bombes de calor va ser la crisi energètica dels anys setanta. El fort augment del preu dels recursos energètics ha fet que sigui econòmicament rendible l'ús de portadors de calor a baixa temperatura: aigua als embassaments, calor geotèrmica, aigües residuals calentes de les ciutats.
En aquell moment, la indústria ja havia desenvolupat i produït sistemes fiables i respectuosos amb el medi ambient per a diverses aplicacions: des de baixa potència per a cases individuals fins a potents sistemes de calefacció per a complexos d'edificis.
Ja estan disponibles al mercat bombes de calor que funcionen amb una gran varietat de mitjans (aire, aigua, sòl) amb sistemes de control i gestió de bombes automatitzats. Però la tecnologia més moderna no donarà els resultats desitjats si es cometen errors en triar la potència de la bomba de calor o en instal·lar el sistema de calefacció.
Per fer-ho, cal orientar-se en diverses característiques clau que determinen el funcionament eficient d'una bomba de calor. El més important d'ells és el "coeficient de calefacció", és a dir. la relació entre la quantitat d'energia tèrmica generada i l'energia elèctrica consumida. Per als sistemes moderns, oscil·la entre 3,5 i 4.
I aquí comencen els matisos.El fabricant indica aquest valor per al mode de funcionament més favorable de la bomba de calor, és a dir. per a una diferència de temperatura mínima entre el medi de calefacció extern i el circuit de calefacció. Per exemple, a una temperatura exterior de 10 graus centígrads (sòl a una profunditat de 150 m.) i una temperatura del circuit de calefacció de 40 graus (sòl càlid), el coeficient serà realment d'uns 4. Però ja a 60 graus. baixa a 2, i a 80 graus és igual a 1. V En aquest cas és més fàcil i econòmic utilitzar escalfadors o calderes elèctriques convencionals.
El segon problema principal és el càlcul del col·lector (circuit d'extracció de calor) de la bomba de calor.Depenent de la composició del sòl, l'extracció de calor varia des de 10 W / m per a canonades de sorra fins a 35 W / m per sòls argilosos humits. Això és en cas de col·locació horitzontal del col·lector. Per a un embassament vertical, cal conèixer la composició geològica de les capes, ja que cal perforar o bé un pou de profunditat (més de 100 m) o un sistema de pous de desenes de metres de profunditat.
D'aquí la conclusió: simplement és impossible prescindir de la participació d'una organització o empresa especialitzada que realitzarà un estudi, realitzarà un projecte i determinarà la composició del sistema de calefacció. Un col·lector horitzontal no requereix perforació, però la col·locació de centenars de metres de canonades implica excavar el mateix nombre de rases fins a 2,5 metres de profunditat, de manera que la vostra àrea ben cuidada semblarà un lloc de bombes quan acabi la feina.
La instal·lació d'un dipòsit vertical requerirà una perforació a una profunditat de més de 10 metres, i això, a més de treballs d'investigació i disseny, està associat a l'obtenció de permisos de diverses organitzacions.Avui dia, el subsòl de la terra és propietat de l'estat i, davant dels funcionaris, pot esdevenir un obstacle més greu que els preus dels equips i els treballs en la introducció de bombes de calor.
Finalment, una estimació del cost de la bomba de calor amb funcionament. Per a un xalet amb una superfície de calefacció de 200 m2, es necessitarà una bomba de calor amb una capacitat d'uns 18 kWh d'energia tèrmica. Les canonades col·lectores tindran uns 400 metres de llarg amb una taxa d'eliminació de calor optimista de 50 W/m. Els equips amb aquesta capacitat d'empreses líders alemanyes costen aproximadament entre 6.000 i 7.000 euros, segons la configuració. Treballs de perforació o excavació - dins de 3000 euros. Afegiu el projecte, les aprovacions i obteniu la suma de 10.000. Aquest és un criteri per jutjar si val la pena que un veïnat corrent instal·li avui una bomba de calor i quan pagarà.
Per a les organitzacions i empreses que construeixen nous locals, ara és possible proporcionar calefacció amb bombes de calor. Aquests costos, en el context d'un augment continu de les tarifes energètiques, es poden recuperar en 3-5 anys. Però per a la població per a la qual l'estat ha establert tarifes preferencials o costos energètics subvencionats, l'ús de bombes de calor no serà rendible durant molt de temps.