Bomba de calor para piscina: critérios de seleção e regras de instalação

As bombas de calor são sem dúvida uma das melhores invenções na área dos sistemas de aquecimento.Literalmente torna possível extrair energia praticamente gratuita diretamente do ar, bem como do solo ou da água. Se utilizar uma bomba de calor para piscina, o custo do aquecimento da água pode ser reduzido significativamente.

Diremos como escolher o modelo ideal para usar energia “verde” para gerar calor para aquecimento de água. O artigo apresentado para revisão descreve detalhadamente o princípio de funcionamento do sistema. Aqui você aprenderá como instalar a unidade e como operá-la adequadamente em ambiente doméstico.

Como funciona esta bomba?

A energia está em toda parte, mesmo naqueles objetos que nos parecem excepcionalmente frios. Essa energia tem apenas um potencial baixo. As bombas de calor permitem extraí-lo do meio ambiente e convertê-lo em energia com elevado potencial. Nesta condição energia térmica pode ser usado para aquecimento.

As bombas de calor, assim como os refrigeradores, operam de acordo com o princípio de Carnot. O refrigerador move a energia térmica da câmara para o espaço circundante para criar um efeito de resfriamento, enquanto a bomba de calor funciona na direção oposta.

Tal sistema consiste em duas partes principais - externa e interna, entre elas existe um compressor e um evaporador. Assim, o refrigerante circula por um sistema de tubos localizados na parte externa.Ao mesmo tempo, absorve a energia dissipada na espessura da terra, na água ou no ar, dependendo do tipo de bomba.

O refrigerante então passa pela câmara do evaporador cheia de refrigerante (geralmente freon). O refrigerante ferve a uma temperatura muito baixa. Aquecendo ao entrar em contato com a energia térmica de baixo potencial, passa ao estado gasoso e entra no compressor.

Este diagrama mostra claramente o projeto e o princípio de funcionamento de uma bomba de calor, que coleta calor de baixo potencial do ambiente e o converte em energia térmica de alto potencial (+)

Aqui o gás é aquecido e levado para o condensador. O refrigerante então esfria, retornando novamente ao estado líquido, e o calor coletado vai para o sistema de aquecimento interno, ou seja, ao sistema de aquecimento de uma casa ou, neste caso, de uma piscina. O ciclo se repete muitas vezes.

É claro que para o funcionamento de tal sistema, nomeadamente unidades de bombagem, será necessária uma certa quantidade de electricidade, sem acesso à qual o sistema não poderá funcionar.

Mas a quantidade de eletricidade necessária para uma bomba de calor é cerca de quatro vezes menor que o custo do aquecimento de água diretamente com um aquecedor elétrico. Com um consumo inferior a 2,5 kW de potência para operar eletricidade, uma bomba de calor pode gerar mais de 10 kW de energia térmica.

Como escolher o sistema certo?

As características de design da bomba de calor tornam-na mais resistente à humidade elevada do que qualquer outro sistema de aquecimento de água. Mas você precisa escolher o caminho certo tipo de bomba de calor, ou seja determinar a fonte de energia térmica de baixo grau.

Quanto mais estável for a temperatura ambiente, mais eficiente será o funcionamento da bomba de calor. O terreno é considerado a melhor opção neste sentido, mas a implementação prática exige o cumprimento de uma série de condições não muito simples.

Esta tabela permite-lhe determinar a potência da bomba de calor da sua piscina. Os cálculos foram feitos levando em consideração a presença de uma camada protetora solar (+)

Serão necessários um terreno espaçoso e trabalhos de escavação em grande escala. As tubagens por onde circula a água deverão ser colocadas profundamente no solo; cumprir este requisito nem sempre é possível ou conveniente. As bombas de calor terra-água raramente são utilizadas em piscinas.

Uma bomba de calor de água é um pouco mais fácil de instalar, pois a água é utilizada como fonte de energia. A melhor opção é um corpo de água próximo: lagoa, lago, rio, etc.

Nem todos os proprietários de terras têm acesso a esses recursos. Uma solução mais acessível para o problema é baixar os canos de água em um poço ou poço. Isto significa que poderá ser necessário construir uma fonte de água adicional no local.

Será necessário menos tempo e esforço para instalar uma bomba de calor que consuma energia dissipada nas massas de ar. Para organizar a troca de ar intensiva, são usados ​​​​ventiladores potentes. Não há necessidade de colocar tubos no solo ou perfurar um novo poço.

As bombas de calor ar-água permitem aquecer um grande volume de água numa piscina com um consumo mínimo de energia elétrica

É claro que a eficiência de aquecimento de uma bomba de calor de fonte de ar pode ser ligeiramente inferior do que quando se utilizam fontes de energia estáveis, como terra ou água.Porém, para uso durante a temporada da primavera ao outono, e não durante todo o ano, este modelo é ideal. A maioria dos pools nos sites são usados ​​durante este período.

A bomba de calor também pode ser utilizada em conjunto com outros sistemas de aquecimento, como o aquecimento eléctrico. Para aquecer uma casa, esses modelos às vezes são combinados com uma caldeira a gás ou elétrica. Isto é especialmente apropriado em áreas com climas adversos, uma vez que em temperaturas do ar abaixo de -20 graus, a eficiência das bombas de calor diminui drasticamente.

Uma característica de qualquer modelo de bomba de calor industrial é o seu alto preço. Você pode reduzir custos se construir você mesmo esse dispositivo. Esta não é uma tarefa muito difícil, muitos artesãos a concluíram com sucesso. Mas os modelos industriais são mais fiáveis, eficientes e mais fáceis de gerir.

De acordo com as avaliações, o alto custo de um modelo de bomba de calor industrial compensa nos primeiros anos de operação e, às vezes, em apenas alguns meses. Neste caso, é muito importante escolher um modelo cuja potência corresponda exatamente às necessidades térmicas da instalação.

Perdas de calor do objeto

Para escolher a bomba de calor adequada em termos de potência, é necessário determinar as perdas de calor da piscina onde o dispositivo será instalado.

No caso de uma piscina, considere:

• o local onde está localizada a piscina;
• disponibilidade e grau de confiabilidade do pool;
• volume da bacia de banho;
• temperatura inicial da água;
• temperatura ideal da água para nadar;
• a presença de fatores adicionais que influenciam as mudanças na temperatura da água: aquecimento do ar em um edifício interno, ar condicionado, etc.

Para calcular as perdas de calor de uma estrutura, alguns especialistas recomendam utilizar a metodologia estabelecida no DBN V.2.5-67:2013. A potência da bomba deve ser 30% maior que as perdas de calor da piscina.

Este diagrama permite ter uma ideia das possíveis perdas de calor na piscina em função da influência de fatores externos. Quanto menores forem estas perdas, mais eficiente será o funcionamento da bomba de calor.

Estes cálculos são bastante específicos, é melhor confiá-los a um especialista. Recomendações úteis podem ser obtidas de especialistas experientes que fabricam ou vendem bombas de calor. Ao escolher uma bomba de calor, informações sobre a potência do trocador de calor do dispositivo também serão úteis.

Ao escolher uma bomba de calor aerotérmica para aquecimento de água de piscina, deve-se levar em consideração uma série de fatores que afetam o grau de perda de calor do edifício, por exemplo, a presença ou ausência de cobertura

Este indicador reflete o consumo de energia térmica para aquecimento da água da piscina durante um determinado período de tempo.

De forma simplificada, a fórmula pode ser semelhante a:

P = 1,16 X ΔT/t X V (kW)

Onde:

• 1.16 – fator de correção para perdas de calor;
• ΔT – número de graus que separam a temperatura inicial e final da água da piscina, ºС;
• t – tempo de funcionamento do aparelho até atingir a temperatura desejada da água, hora;
• V – volume da bacia de banho, metros cúbicos. m.

Claro que esta fórmula não tem em conta uma série de factores como a influência do aquecimento da piscina interior, a presença de ar condicionado, a presença de isolamento, etc.

Mas ao escolher um modelo adequado de bomba de calor, tal cálculo pode ser muito útil.Durante os cálculos, é útil levar em consideração que a temperatura ideal do ar para uma piscina coberta é de 28 graus e a temperatura da água é de 24 graus.

Pontos importantes ao escolher uma bomba

Ao escolher uma bomba de calor adequada, você não deve se concentrar apenas em sua potência. Outros fatores também são importantes. Por exemplo, estas são as dimensões de uma bomba que se assemelha a uma grande caixa de metal.

O local de instalação geralmente é escolhido com antecedência; você deve ter certeza de que o modelo selecionado caberá livremente ali, deixando espaço suficiente para quem irá instalar e manter o dispositivo.

Quanto menor for a diferença entre a temperatura do ar exterior e a temperatura da água da piscina, mais eficaz será a utilização de uma bomba de calor e maior será o seu desempenho.

O controlo automático de alguns modelos permite alterar o funcionamento da bomba, tendo em conta não só a temperatura exterior, mas também a taxa de arrefecimento da água da piscina, bem como a capacidade do edifício (se estivermos falando de uma piscina coberta) para reter o calor.

Durante o funcionamento, a bomba de calor vibra e emite ruído. Quanto menos ruído no local, melhor. Antes de comprar, você deve encontrar uma forma de avaliar o nível de ruído que os diferentes modelos de bombas de calor produzem.

O custo da unidade pode ser significativamente afetado pela presença de uma unidade de controle automático. Se os fundos permitirem, você não deve recusar esta adição moderna e conveniente. Em primeiro lugar, a automação aumenta o conforto na utilização do equipamento, pois não é necessário se distrair constantemente para ligá-lo, ajustá-lo, desligá-lo, etc.

O sistema de controle automático das modernas bombas de calor facilita o funcionamento do aparelho, aumenta sua eficiência e prolonga sua vida útil

Em segundo lugar, a operação do dispositivo em modo automático aumenta significativamente a sua vida útil, ou seja, vida. Mas as avarias ainda são possíveis. O preenchimento correto dos documentos de garantia do dispositivo ajudará a minimizar os problemas associados ao funcionamento da bomba de calor.

Porém, não basta ter um formulário oficial com carimbo. Às vezes, os vendedores silenciam modestamente sobre o fato de que os reparos em garantia são realizados apenas por uma empresa especializada, localizada a cem quilômetros do local de instalação do equipamento.

Aconteceu também que o aparelho teve que ser enviado ao exterior para conserto. Esse serviço de garantia é extremamente inconveniente, pois leva meses para o proprietário.

Os artesãos que se sentem confortáveis ​​​​com reparos simples em eletrodomésticos devem estudar antecipadamente as características do dispositivo do modelo selecionado e ter acesso a peças de reposição. Se as peças necessárias não estiverem disponíveis em algum lugar próximo, você terá que encomendá-las especialmente, pagar por longos prazos de entrega, etc. a prudência ajudará a evitar tais problemas.

Se o custo de uma bomba de calor fabricada na fábrica parecer altíssimo, pode ser monte com suas próprias mãos. A forma como uma unidade é construída a partir de matérias-primas praticamente residuais está descrita no artigo que recomendamos.

Recursos de instalação de dispositivos

O procedimento de ligação de uma bomba de calor de piscina depende das características do modelo específico. Portanto, antes de iniciar o trabalho, você deve estudar cuidadosamente as instruções do fabricante e seguir rigorosamente os requisitos e recomendações nelas contidas. Normalmente os modelos industriais são fornecidos já montados e com conjunto de componentes necessários à instalação.

Esquema de funcionamento de uma bomba de calor ligada a uma piscina:
1 — Bomba de calor para piscina
2 - Dispositivo de controle remoto
3 – Água limpa para a piscina
4 - Bomba de circulação
5 - Bypass (canal de bypass) e válvulas de controle
6 - Tubo de abastecimento de água da piscina
7 - Filtro

Durante a conexão, você precisará instalar alguns tubos, além de fornecer energia. O aquecedor é instalado no sistema de manutenção da piscina de forma que fique localizado após o sistema de filtração e antes do clorador.

Conforme mostrado neste diagrama, a bomba de calor deve ser ligada depois do filtro de água, mas antes do dispositivo de cloração

É muito importante escolher o local certo para instalar o equipamento. Geralmente bomba de calor ar-água é uma unidade de tamanho impressionante, que lembra a unidade externa de um ar condicionado de sistema split.

Para instalar a bomba de calor aerofonte é necessário escolher um local suficientemente amplo, que deve ser protegido de fatores externos, por exemplo, por meio de uma cobertura

O local para instalação desses equipamentos deverá atender aos seguintes requisitos:

• boa ventilação;
• ausência de obstáculos à movimentação das massas de ar;
• distância de fogo aberto e outras fontes de calor;
• proteção contra fatores ambientais externos: precipitação, detritos caindo de cima, etc.;
• acessibilidade para manutenção e reparos necessários.

Na maioria das vezes, a bomba de calor é instalada sob uma cobertura. Para proteção adicional, você pode instalar algumas paredes laterais, mas elas não devem de forma alguma interferir no fluxo de ar bombeado pelos ventiladores.

A bomba é montada sobre uma estrutura metálica, a base deve ser estritamente horizontal. Isso minimizará problemas como vibração e ruído durante a operação do dispositivo e também protegerá o dispositivo contra danos.

A bomba de calor aerotérmica deve ser instalada sobre uma base sólida e estritamente horizontal. Isso reduzirá a vibração durante sua operação e reduzirá a quantidade de ruído.

Ao instalar a bomba de calor e ligá-la ao sistema, é importante certificar-se de que todos os seus elementos estão limpos. Não faria mal nenhum verificar a superfície interna dos tubos usados ​​para fazer a conexão.

Todas as conexões de tubulação pelas quais a água circula devem ser cuidadosamente vedadas e verificadas quanto a vazamentos. Para evitar que as vibrações da bomba de calor durante o seu funcionamento sejam transmitidas ao resto do sistema, faz sentido considerar a ligação através de mangueiras flexíveis.

Fornecer energia à bomba de calor exigirá atenção especial. Deve cumprir integralmente as normas de instalação de equipamentos elétricos, atendendo a todos os requisitos de segurança contra incêndio.

Geralmente há um alto nível de umidade ao redor de uma piscina e a probabilidade de equipamentos elétricos entrarem em contato com a água aumenta significativamente. Portanto, é necessário isolar cuidadosamente todos os contatos elétricos, protegendo-os adicionalmente de possível contato com umidade.

No esquema de ligação da bomba de calor à rede eléctrica é imprescindível a inclusão de interruptores automáticos, os quais estão equipados com sensores que respondem ao aumento da temperatura. Você também precisará de dispositivos de proteção que evitem vazamento de corrente.

Todos os componentes condutores devem ser aterrados. Para conectar cabos, tanto de alimentação quanto de controle, você precisará de blocos de terminais especiais. As instruções do fabricante geralmente indicam a seção necessária dos cabos elétricos através dos quais o equipamento pode ser conectado à fonte de alimentação.

Esses dados devem ser respeitados. A seção transversal do cabo pode ser maior que a recomendada, mas não menor.

A instalação de uma bomba de calor para aquecimento de água de piscina é efectuada de acordo com as recomendações do fabricante. Geralmente é instalado após o sistema de tratamento de água, mas antes do dispositivo de cloração, se disponível.

Bomba de calor caseira - é possível?

Se você mesmo fabricar uma bomba de calor, poderá economizar muito, mas a eficiência de tais dispositivos é um pouco inferior à dos modelos fabricados industrialmente. Primeiro, os elementos individuais da bomba são fabricados e depois combinados em um sistema comum. O evaporador pode ser feito de um grande tanque de plástico. Uma bobina de cobre está instalada no interior.

Para fazer uma bobina, um tubo de cobre pode ser cuidadosamente enrolado em torno de um cilindro de gás ou outro objeto cilíndrico adequado para obter o formato desejado. Da mesma forma, outra bobina é feita - para o evaporador. Este elemento é colocado dentro de outro tanque, desta vez em metal, serão necessários trabalhos de soldagem.

O compressor é simplesmente adquirido ou removido de outro dispositivo, por exemplo, de um ar condicionado quebrado. Quando esses três dispositivos estiverem prontos, eles serão conectados em um sistema comum. O compressor é então carregado com refrigerante. Resta conectar o evaporador a um ventilador que sopra o ar e o condensador ao sistema de aquecimento de água da piscina.

Significativamente mais complexo em design bomba de calor água-água. Sua construção exige a presença de rio ou reservatório natural próximo ao local; caso não existam, são perfurados poços. Porém, se for impossível obter energia do ar por razões técnicas, esta opção também será útil.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

A experiência prática de aquecimento de água de piscina com bombas de calor é apresentada no vídeo a seguir:

O princípio de funcionamento de uma bomba de calor aerotérmica é claramente demonstrado aqui:

Este vídeo fornece uma visão geral muito detalhada da operação e design do modelo de bomba de calor ar-água:

Uma bomba de calor é uma forma cómoda, eficiente e amiga do ambiente de aquecer uma piscina. Com o uso adequado, o custo do modelo será compensado muito rapidamente e a instalação adequada aumentará significativamente a vida útil do dispositivo.

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