Diagramas e análises do sistema de aquecimento por bomba de calor de fonte de ar clássico europeu

A origem de Bombas de calor remonta ao século XIX. Após um longo período de desenvolvimento prático, tanto os tipos de tecnologias de bombas de calor (como bombas de calor de fonte hídrica, bombas de calor geotérmicas, bombas de calor de fonte de ar, etc.) quanto os campos de aplicação das bombas de calor (grandes comércios, pequenas residências, água quente, aquecimento e resfriamento, etc.) tornaram-se bastante maduros no exterior. Especialmente na Europa, berço das bombas de calor, o desenvolvimento de bombas de calor é relativamente avançado. Vamos apresentar os diagramas clássicos de sistemas de engenharia de aquecimento por bombas de calor na Alemanha e na Suécia e ver como funcionam seus sistemas de aquecimento por bombas de calor.

Desenho de projeto de aquecimento por bomba de calor na Alemanha

Coordenação multi-fonte de energia solar, bombas de calor, etc., com águas balneares e águas de bombas de calor separadas

Destaques:

1. Configuração de múltiplas fontes: há energia solar e bombas de calor, e até mesmo assistência elétrica de reserva.

2. A água para energia solar e a água para aquecimento são ambas trocadas por meio de troca de calor entre águas, e a água não é estritamente misturada.

3. A água do banho e a água do meio de aquecimento também são trocadas por meio de troca de calor entre águas, e a água não é estritamente misturada.

4. A água do meio de aquecimento em cada local é circulada diariamente por uma pequena bomba, em vez de ser substituída por uma bomba grande.

5. A recirculação da água quente do banho é essencial para evitar o desperdício de água.

É possível observar que há muitas válvulas, sensores, tanques de expansão, etc. no diagrama de engenharia. Vale ressaltar que este é apenas um sistema de aquecimento doméstico comum. Muitos consumidores domésticos, revendedores e até fabricantes de bombas de calor consideram-no simplesmente desnecessário. Os requisitos para aquecimento por bomba de calor em nosso país priorizam a boa qualidade e o baixo preço, e a economia é feita sempre que possível. Isso reflete verdadeiramente o rigor dos alemães.

A partir do diagrama de engenharia de aquecimento da bomba de calor acima, podemos entender que, de fato, cada família alemã é construída de acordo com o padrão de uma estação de energia térmica. Esta também pode ser a visão de desenvolvimento futuro dos sistemas domésticos – a estação de energia doméstica, combinada com big data residencial, para analisar onde o resfriamento é necessário, como geladeiras, bebedouros, condicionadores de ar e tratamento de ar fresco, e enviá-lo para lá; onde o aquecimento é necessário, como aquecimento, secagem, lavanderia e banho, e enviá-lo para lá, enquanto recupera o calor de resfriamento para uso em espera! Mas esta é uma visão muito ambiciosa com um longo caminho a percorrer.

Desenho de projeto de aquecimento por bomba de calor na Suécia

Sistema de comutação de bomba e válvula de três vias, água de banho e água de aquecimento separadas

Destaques:

1. A bomba de calor é a principal fonte de calor e está equipada com assistência elétrica.

2. O tanque de água de reserva é padrão e há uma fórmula de cálculo muito clara para tamanho e capacidade.

3. Uma válvula de três vias é usada para alternar a demanda de calor para banho e aquecimento.

4. A água do banho e a água do meio de aquecimento são trocadas por meio de troca de calor água-água, e a água não é estritamente misturada, como no sistema alemão.

5. Esta solução compartilha uma bomba de água.

Sistema de duas bombas, água de banho e água de aquecimento separadas

Destaques:

1. Configuração de múltiplas fontes: há energia solar e bombas de calor, e até mesmo assistência elétrica de reserva.

2. A água para energia solar e a água para aquecimento são ambas trocadas por meio de troca de calor entre águas, e a água não é estritamente misturada.

3. A água do banho e a água do meio de aquecimento também são trocadas por meio de troca de calor entre águas, e a água não é estritamente misturada.

4. A água do meio de aquecimento em cada local é circulada diariamente por uma pequena bomba, em vez de ser substituída por uma bomba grande.

5. Esta solução utiliza duas bombas para atender às demandas de água quente e aquecimento, respectivamente.

Bomba de calor combinada com caldeira a gás de parede para sistema de aquecimento por radiador

Destaques:

1. A bomba de calor é a principal fonte de calor e também é equipada com uma caldeira a gás montada na parede ou aquecimento auxiliar elétrico.

2. Uma válvula de três vias é usada para alternar a demanda de calor para banho e aquecimento.

3. A água do banho e a água do meio de aquecimento são trocadas por meio de troca de calor água-água, e a água não é estritamente misturada, como no sistema alemão.

4. Esta solução compartilha uma bomba de água.

5. Os radiadores são todos instalados em paralelo para reduzir a resistência à água.

Dois pontos podem ser resumidos a partir dos diagramas de aquecimento da bomba de calor acima:

1. O aquecimento por bomba de calor de fonte de ar é um método bastante avançado na Europa. Especialmente no exterior, o aquecimento com bombas de calor e radiadores também é bastante avançado.

2. Independentemente de ser a solução de aquecimento por bomba de calor na Alemanha ou na Suécia, há fornecimento de múltiplas fontes, e a água doméstica e a água de aquecimento são processadas separadamente, sem mistura de água.

Muitos chineses acreditam que a água quente para banho deveria ser mais quente, de preferência entre 50 e 60 °C. Como a troca de calor entre águas pode atingir uma temperatura tão alta? De fato, quando os europeus realizam a troca de calor entre águas, um dos objetivos é garantir a confiabilidade do sistema; o segundo é que a água em contato com o corpo seja estritamente necessária; e o terceiro é que, desde que a tubulação tenha um bom isolamento e uma recirculação perfeita da água quente, a água quente para banho acima de 45 °C é suficiente.

Além disso, o valor de carga da configuração de bomba de calor no exterior é basicamente de 40 a 60 watts/metro quadrado (w/㎡), o que simplesmente não é viável na China. O principal motivo é o baixo isolamento térmico de muitas construções na China. Embora o país tenha elevado os padrões de economia de energia em construções nos últimos anos, a situação do isolamento térmico de casas em áreas rurais, periferias urbano-rurais e áreas urbanas antigas não mudou. Especialmente para os clientes de aquecimento no sul, aos olhos dos alemães, isso equivale à ausência de isolamento térmico!