Como fazer uma bomba de calor com as próprias mãos a partir de uma geladeira velha: desenhos, instruções e dicas de montagem

Nas últimas décadas, os proprietários de casas passaram a ter uma grande variedade de sistemas de aquecimento. Já não é necessário conectar-se a redes centralizadas e usar fontes tradicionais. Pode-se escolher equipamentos que funcionam com energia alternativa, mas sua principal desvantagem é o alto custo. Você concorda?

No entanto, se você construir uma bomba de calor com as próprias mãos a partir de um refrigerador antigo, o sistema pode ser significativamente mais barato. E nós lhe diremos como fazer isso.

No artigo, selecionamos as soluções mais simples e as fornecemos com desenhos e esquemas detalhados. Portanto, para um artesão doméstico, entendê-las não será difícil. Além disso, aqui você encontrará um guia passo a passo para fabricar o equipamento de aquecimento. E os vídeos disponíveis falarão sobre as características construtivas da bomba de calor e os detalhes de sua conexão.

Quão vantajoso é o uso de uma bomba de calor?

Teoricamente, qualquer pessoa tem uma grande variedade de fontes de energia. Além do gás natural, eletricidade, carvão, também há vento, sol, diferença de temperatura entre solo e ar, solo e água.

Na prática, a escolha é limitada, pois tudo se resume ao custo do equipamento e sua manutenção, bem como à estabilidade de operação e ao período de retorno das instalações.

Cada uma das fontes de energia tem tanto vantagens quanto sérias desvantagens que limitam seu uso.

Instalar um sistema de aquecimento com bomba de calor é vantajoso em termos de facilidade de operação. Durante o funcionamento do equipamento, não há ruído, odores estranhos, nem necessidade de instalar chaminés ou outras estruturas auxiliares.

O sistema é dependente de energia, mas para o funcionamento da bomba de calor é necessária uma quantidade mínima de eletricidade.

A bomba de calor é uma boa alternativa aos sistemas de aquecimento convencionais. Para reduzir os custos iniciais com o equipamento, você pode montá-la você mesmo.

As próprias unidades térmicas são extremamente econômicas e não exigem custos especiais de manutenção, mas seu custo inicial é muito alto.

Nem todo proprietário de casa ou casa de campo pode comprar um equipamento tão caro. Se você montá-lo você mesmo e usar peças de uma geladeira velha, pode economizar consideravelmente.

Bombas de calor de produção industrial são caras. Acredita-se que sua instalação se paga em média em 5-7 anos de operação, mas esse prazo depende do preço inicial da construção e pode ser muito maior.

Instalações caseiras custam literalmente centavos, e seu uso permite economizar consideravelmente.

O único detalhe: o desempenho das caseiras é baixo, e elas não podem substituir completamente os sistems de aquecimento tradicionais. Por isso, são frequentemente usadas como opções adicionais ou alternativas de aquecimento.

5 principais benefícios para os proprietários das instalações

As vantagens dos sistems de aquecimento com bombas de calor incluem:

1. Eficiência Econômica. Ao consumir 1 kWh de energia elétrica, é possível obter 3-4 kWh de energia térmica. Esses são valores médios, pois o coeficiente de conversão de calor depende do tipo de equipamento e das caraterísticas da construção.
2. Segurança ecológica. Durante o funcionamento da instalação térmica, não são liberados produtos de combustão ou outras substâncias potencialmente perigosas no meio ambiente. O equipamento é seguro para a camada de ozônio. Sua aplicação permite obter calor sem o menor dano ao meio ambiente.
3. Versatilidade de aplicação. Ao instalar sistemas de aquecimento que funcionam com fontes de energia tradicionais, o proprietário da casa fica dependente de monopólios. Painéis solares e geradores eólicos nem sempre são rentáveis. Porém, as bombas de calor podem ser instaladas em qualquer lugar. O importante é escolher corretamente o tipo de sistema.
4. Multifuncionalidade. No frio, as instalações aquecem a casa, e no calor do verão podem funcionar como condicionadores de ar. O equipamento é usado em sistemas de água quente sanitária (AQS), conectado a circuitos de piso aquecido.
5. Segurança de operação. As bombas de calor não precisam de combustível, não emitem substâncias tóxicas durante o funcionamento, e a temperatura máxima dos componentes do equipamento não ultrapassa 90 graus. Esses sistemas de aquecimento não são mais perigosos do que geladeiras.

Não existem aparelhos ideais. As bombas de calor são confiáveis, duráveis e seguras, mas seu custo depende diretamente da potência.

Equipamento de qualidade para aquecimento completo e fornecimento de água quente de uma casa de 80 m² custará aproximadamente de 8 000 a 10 000 €. As caseiras são de baixa potência e podem ser usadas para aquecer cômodos individuais ou áreas de serviço.

A eficiência da instalação depende da perda de calor da casa. O equipamento só faz sentido ser instalado em edifícios onde haja um alto nível de isolamento e as perdas de calor não sejam superiores a 100 W/m².

As bombas de calor podem durar 30 anos ou mais. Sua aplicação é especialmente rentável para AQS (água quente sanitária), bem como em sistemas de aquecimento combinados, incluindo piso aquecido.

O equipamento é confiável e raramente quebra. Se for caseiro, é importante escolher um compressor de qualidade, de preferência de uma geladeira ou ar-condicionado de marca confiável.

Tipos de bombas de calor para aquecimento doméstico

Existem bombas de calor de compressão e de absorção. As instalações do primeiro tipo são as mais comuns, e é exatamente esse tipo de bomba de calor que pode ser montada a partir de uma geladeira ou ar-condicionado antigo, usando um compressor pronto.

Também serão necessários um expansor, um evaporador e um condensador. Para o funcionamento das instalações de absorção, é necessário um absorvente-refrigerante.

As bombas de calor são mais frequentemente montadas a partir de componentes de ar-condicionados e geladeiras. Essas construções artesanais são simples, eficientes e, se o profissional tiver habilidades para esse tipo de trabalho, podem ser feitas em apenas alguns dias.

De acordo com o tipo de fonte de calor, as instalações podem ser aéreas, geotérmicas, ou que utilizam calor residual (por exemplo, de águas residuais, etc.).

Nos circuitos de entrada e saída, utiliza-se um ou dois fluidos térmicos diferentes e, dependendo disso, distinguem-se os seguintes tipos de equipamento:

• ar-ar;
• água-água;
• água-ar;
• ar-água;
• solo-água;
• gelo-água.

O sistema só pode ser eficiente se consumir menos energia do que fornece. Essa diferença é chamada de coeficiente de transformação. Ele depende de muitos fatores, mas o mais significativo é a temperatura do fluido térmico dos circuitos de entrada e saída. Quanto maior a diferença, melhor o sistema funciona.

Não existem fórmulas confiáveis para calcular o desempenho de bombas de calor, pois seu funcionamento depende de muitos fatores.

Ao montar uma instalação térmica por conta própria, não se pode esperar que ela seja tão eficiente quanto equipamentos de produção industrial, mas será suficiente para criar um sistema de aquecimento adicional econômico.

Instruções passo a passo para fabricar o equipamento

Antes de entender as formas de fazer uma bomba de calor a partir de um refrigerador, é necessário definir a fonte de calor e o esquema de funcionamento do aparelho. Além do compressor do refrigerador, serão necessários outros componentes. Também será preciso comprar ou alugar algumas ferramentas.

Este dispositivo caseiro pode ser conectado a um piso aquecido, sistema de AQS (água quente sanitária) ou a aquecimento a água, se forem usados radiadores de baixa temperatura.

Mesmo que seja necessário comprar o compressor e outros componentes, a instalação caseira sairá muito mais barata do que o equipamento pronto de fabricação industrial.

Etapa #1. Preparação do esquema e desenho

A fonte de energia deve estar localizada abaixo do solo. Para instalar a bomba de calor, será necessário perfurar um poço ou pelo menos cavar uma trincheira a uma profundidade onde a temperatura do solo não seja inferior a 5 graus. Também podem ser usados corpos d'água de origem natural ou artificial.

O esquema proposto é adequado para qualquer fonte de calor. Para montar o dispositivo caseiro, é necessário adaptar o esquema às condições de operação do futuro equipamento e desenvolver um desenho.

Independentemente da fonte de calor, as construções das bombas de calor são semelhantes, portanto quase qualquer esquema encontrado na internet servirá.

Após a escolha, é necessário preparar desenhos detalhados, indicando as dimensões exatas, distâncias e pontos de conexão dos componentes da instalação.

Para fazer a bomba de calor, será necessário desmontar o refrigerador e extrair o compressor. Este é o principal elemento da construção. Ele irá bombear água e freon pelo tubo instalado, garantindo o funcionamento do aquecimento.

Embora os cálculos de potência da instalação sejam difíceis, pode-se orientar pelos valores médios. Por exemplo, para uma casa com altos índices de eficiência térmica, é necessário um sistema de aquecimento com potência de 25 W/m². Esta é a opção ideal se as perdas de calor forem mínimas.

Para uma casa bem isolada, esse valor é de 45 W/m², e para um edifício com perdas de calor relativamente grandes, 70 W/m².

Etapa #2. Seleção das peças necessárias

O compressor pode ser retirado de uma geladeira velha. Se estiver com defeito, é melhor comprar um novo. Não vale a pena consertar: não é economicamente viável, e o funcionamento do dispositivo caseiro será questionável.

Para montar a estrutura, também será necessário uma válvula de regulação térmica. É desejável que todos os componentes sejam do mesmo sistema e se encaixem facilmente.

Esta é a peça principal da geladeira. A função do conjunto é bombear o refrigerante pelos tubos, que retira o calor da parte de trabalho. Para uma bomba de calor caseira, é melhor usar um compressor silencioso.

Para a instalação da bomba de calor, serão necessários suportes em L de 30 centímetros.

Também será necessário comprar algumas peças adicionais:

• um recipiente selado de aço inoxidável de alta qualidade com capacidade de 120 litros;
• um grande tanque plástico com capacidade de 90 litros;
• 3 tubos de cobre de diâmetros variados;
• tubos de polímero (de preferência metaloplásticos).

Para montar o sistema, será necessário um conjunto padrão de ferramentas, e para cortar e conectar peças metálicas — uma esmerilhadeira e uma máquina de solda.

Etapa #3. Montagem dos componentes do sistema

O compressor é instalado na parede com suportes, e em seguida inicia-se a fabricação do condensador. Para isso, o tanque metálico é cortado ao meio com uma esmerilhadeira. Em uma das partes, é instalada uma serpentina de cobre, depois o recipiente é soldado e são preparados furos roscados.

O trocador de calor para a bomba de calor praticamente não difere do mesmo componente fabricado para um fogão de sauna. O mais adequado é um recipiente de aço inoxidável com espessura de 2,5 mm.

Para fabricar o trocador de calor, uma longa tubulação de cobre é enrolada em um tanque de aço de 120 litros, fixando as extremidades das voltas com ripas. Nas saídas, são conectadas transições hidráulicas.

Também é fixada uma serpentina no tanque plástico, utilizando-o como evaporador. Ele não superaquece, portanto não é necessário usar um recipiente metálico. O evaporador pronto é fixado na parede com suportes.

Ao escolher o compressor e o evaporador, deve-se calcular a potência com uma margem de 20%, caso contrário a potência do sistema de aquecimento final será menor do que a desejada.

Quando os componentes principais estão preparados, seleciona-se uma válvula de regulação térmica adequada, monta-se a estrutura e injeta-se no sistema o freon das marcas R-22 ou R-422. Se não houver habilidades adequadas, vale a pena contratar um especialista, pois o procedimento não é seguro.

Etapa #4. Conexão ao dispositivo de captação

O tipo de dispositivo de captação e as particularidades da conexão da bomba de calor a ele dependem do esquema:

• «Água-solo». O coletor é instalado abaixo do nível de congelamento do solo. Os tubos do sistema devem estar na mesma profundidade.
• «Água-ar». Sistemas deste tipo são relativamente simples de instalar, pois não requerem terraplanagem. Para a instalação do coletor, um local conveniente perto da casa ou no telhado servirá.
• «Água-água». A estrutura do coletor é montada com tubos de polímero e, em seguida, é abaixada no centro do corpo d'água.

É possível instalar um sistema de aquecimento combinado (bivalente). Neste caso, a bomba de calor é conectada em paralelo com a caldeira elétrica. Ela funciona como aquecimento auxiliar.

A instalação de um sistema de aquecimento bivalente permite alcançar a temperatura ideal em casa mesmo durante geadas severas, e seu consumo de energia será mínimo.

Durante o processo de montagem, instalação e conexão da bomba de calor, é necessário monitorar cuidadosamente a qualidade das soldas, juntas e conexões. O sistema deve ser absolutamente estanque.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Em nosso país, as bombas de calor ainda não são muito comuns, mas já é possível encontrar artesãos capazes de compartilhar a experiência de fabricação própria de sistemas semelhantes. Oferecemos uma seleção de materiais de vídeo úteis.

Estrutura da bomba de calor, características da montagem do sistema:

Características de conexão e operação de uma bomba de calor caseira:

Vídeo-depoimento sobre o funcionamento de um sistema de aquecimento caseiro feito de um ar-condicionado:

Os esquemas de aquecimento com bombas de calor nem sempre são rentáveis e convenientes, portanto, certifique-se de pesar os prós e contras do aquecimento deste tipo.

Se você concluir que esse sistema é adequado para sua casa, não se apresse em gastar grandes quantias em uma instalação pronta e monte a estrutura você mesmo. Não é tão difícil, exige muito menos investimento financeiro, e o efeito pode superar todas as expectativas.

Você está pensando em montar uma bomba de calor com as próprias mãos, mas não sabe por onde começar? Ou talvez já tenha montado uma estrutura semelhante e tenha o conhecimento necessário que possa compartilhar com nossos leitores? Por favor, deixe comentários, faça perguntas no bloco abaixo.