Doe-het-zelf geothermische warmtepomp voor woningverwarming: apparaat, ontwerp, zelfmontage

Voordelen van warmtepompen

De voordelen van verwarmingssystemen met warmtepompen zijn onder meer:

1. Economische efficiëntie. Met de kosten van 1 kW elektrische energie kunt u 3-4 kW warmte krijgen. Dit zijn gemiddelde indicatoren, want. de warmteomzettingscoëfficiënt is afhankelijk van het type apparatuur en ontwerpkenmerken.
2. Milieuveiligheid.Tijdens de werking van de thermische installatie komen verbrandingsproducten of andere potentieel gevaarlijke stoffen niet in het milieu terecht. De apparatuur is ozonveilig. Door het gebruik ervan kunt u warmte krijgen zonder de minste schade aan het milieu.
3. Veelzijdigheid van toepassing. Bij het installeren van verwarmingssystemen die worden aangedreven door traditionele energiebronnen, wordt de eigenaar van het huis afhankelijk van monopolisten. Zonnepanelen en windturbines zijn niet altijd rendabel. Maar warmtepompen kunnen overal worden geïnstalleerd. Het belangrijkste is om het juiste type systeem te kiezen.
4. Multifunctionaliteit. In het koude seizoen verwarmen de installaties het huis en in de zomerhitte kunnen ze in de airconditioningmodus werken. De apparatuur wordt gebruikt in warmwatersystemen, aangesloten op de contouren van vloerverwarming.
5. Operationele veiligheid. Warmtepompen hebben geen brandstof nodig, stoten geen giftige stoffen uit tijdens hun werking en de maximale temperatuur van apparatuureenheden is niet hoger dan 90 graden. Deze verwarmingssystemen zijn niet gevaarlijker dan koelkasten.

Er zijn geen ideale apparaten. Warmtepompen zijn betrouwbaar, duurzaam en veilig, maar hun kosten zijn direct afhankelijk van het vermogen.

Hoogwaardige apparatuur voor volwaardige verwarming en warmwatervoorziening van een huis van 80 m². kost ongeveer 8000-10000 euro. Zelfgemaakte producten hebben een laag stroomverbruik, ze kunnen worden gebruikt om individuele kamers of bijkeukens te verwarmen.

Het rendement van de installatie is afhankelijk van het warmteverlies van de woning. Het is logisch om de apparatuur alleen te installeren in die gebouwen waar een hoge mate van isolatie wordt geboden en warmteverliesindicatoren niet hoger zijn dan 100 W / m2.

Apparatuur is betrouwbaar en gaat zelden kapot

Als het zelfgemaakt is, is het belangrijk om een ​​​​compressor van hoge kwaliteit te kiezen, het beste van alles - van een koelkast of airconditioner van een vertrouwd merk

Schema van uitvoering van hydrothermische verwarming

Tot op heden zijn de meest voorkomende drie fundamenteel verschillende schema's voor het regelen van ondergrondse verwarming. Om een ​​maximale efficiëntie van het verwarmen van een huis te garanderen, moet de totale oppervlakte van het externe ondergrondse circuit 2,5 keer het verwarmde oppervlak van een woongebouw zijn.

Bij autonome verwarming worden de volgende soorten aardwarmte toegepast:

1. Onderwater optie.
2. Horizontale bladwijzer.
3. Wel constructie.

In elk geval hangt de keuze voor een of ander type geothermische verwarming af van de oppervlakte van het huis, de financiële mogelijkheden van de huiseigenaar en de kenmerken van het gebied. De onderwateroptie kan worden gebruikt in gevallen waarin zich in de buurt diepe wateren bevinden die in het winterseizoen niet tot op de bodem bevriezen.

Er zijn verschillende soorten leggen van dergelijke verwarming:

Horizontale bladwijzer

Deze optie van hydrothermische verwarming omvat de uitvoering van een funderingsput nabij het huis, waarvan de diepte 2 meter dieper zal zijn dan het vriespunt van de grond. Om een ​​woonhuis met een oppervlakte van 100 vierkante meter te verwarmen, moet daarom een ​​put worden gegraven met een diepte van meer dan 3 meter en een totale oppervlakte van 250 vierkante meter.

Als het beschikbare gebied van de site het mogelijk maakt om een ​​​​dergelijke put te maken, dan is de horizontale plaatsing de beste optie voor geothermische verwarming van een privéwoning. In de put wordt een systeem van leidingen gelegd waardoor een niet-bevriezende koelvloeistof circuleert. Het externe verwarmingscircuit wordt de woning in geleid en aangesloten op de warmtewisselaar.

Van de voordelen van dit schema voor de implementatie van geothermische verwarming, is het gebruikelijk om de efficiëntie, het gemak van opstelling en de verlaging van de kosten van het installeren van een extern circuit te benadrukken. Tegelijkertijd moet rekening worden gehouden met de verplichte vereisten voor de juiste berekening van het volume van de put, die niet altijd op een klein stuk grond kan worden geplaatst.

Geothermische woningverwarming:

Onderwater optie

Eigenaren van particuliere huizen die in de buurt van meren en rivieren wonen, kiezen vaak voor hydrothermische verwarming met behulp van een onderwateroptie. Het is alleen nodig om na te denken over de locatie van de buitencontour, die op een diepte van meer dan 4 meter is geplaatst, waardoor de mogelijkheid van bevriezing van het meer of de rivier tot op de bodem wordt uitgesloten. Het ondergrondse en bovengrondse deel van het circuit, dat rechtstreeks van de oever van het meer naar het verwarmde privéhuis gaat, is noodzakelijkerwijs geïsoleerd en leidingen worden ondergronds gelegd op een diepte onder het vriespunt van de grond.

Het gebruik van de onderwateroptie maakt het mogelijk om de opstelling van het verwarmingssysteem van een privéwoning te vereenvoudigen, omdat het niet nodig is om dure en complexe grondwerken uit te voeren. Het externe circuit wordt verwarmd door de warmte van het water, waarna het verwarmde koelmiddel aan het systeem wordt toegevoerd, waardoor de werking van de apparatuur wordt gegarandeerd.

Uitvoering van hydrothermale bronnen

De implementatie van geothermische putten voor de organisatie van autonome verwarming is de beste optie, die de kosten van de huiseigenaar aanzienlijk kan verlagen. De put wordt geboord tot een diepte van 30-50 meter, wat de verwarmingsefficiëntie verhoogt, omdat op grote diepte de temperatuur van de aarde hoger zal zijn dan aan het oppervlak zelf.

Het boren van een put is een van de meest effectieve methoden voor het installeren van dergelijke verwarming.

Tegenwoordig kiezen veel huiseigenaren, die een autonoom geothermisch verwarmingssysteem voor een privéwoning uitrusten, voor de optie om putten te boren, wat het leggen van het circuit aanzienlijk vereenvoudigt. In dit geval is de maximale efficiëntie van de gebruikte apparatuur gegarandeerd, zodat u alle mogelijkheden van dergelijke moderne technologieën kunt gebruiken, zelfs in de aanwezigheid van een klein gebied.

De implementatie van het verwarmen van een privéwoning met het leggen van een extern circuit in diepe putten maakt het mogelijk om de totale kosten van het regelen van autonome verwarming in een huis met 20-30% te verlagen. Vanwege de hoge verwarmingstemperatuur van het koelmiddel in het diepe circuit, is het mogelijk om verwarmingsinstallaties met een kleine capaciteit te gebruiken, wat de installatie van apparatuur vereenvoudigt, de kosten verlaagt en tegelijkertijd maximaal wooncomfort biedt.

1 Hoe het werkt

Een warmtepomp is een set apparatuur die tot taak heeft thermische energie op te vangen en aan de consument te leveren. De bron van warmte-energie kan elk medium of lichaam zijn met een temperatuur boven 1 graad. Om het werkingsprincipe van deze apparaten beter te begrijpen, moet u kennis maken met hun functionele kenmerken:

• De unit produceert zelf geen warmte-energie.
• De warmtepomp heeft elektriciteit nodig om te werken.
• Het werkingsprincipe van het apparaat is gebaseerd op de Carnot-cyclus, die in alle koelunits wordt gebruikt.

Onlangs is de technologie voor het vervaardigen van warmtepompen aanzienlijk verbeterd. Moderne units kunnen thermische energie uit de lucht halen met een temperatuur tot -30 graden, evenals water en grond - tot 2 graden.Freon is de werkvloeistof in de Carnot-cyclus. Deze gasvormige stof begint te koken bij temperaturen onder het vriespunt. Het koelmiddel verdampt en condenseert achtereenvolgens in twee warmtewisselaarkamers, terwijl het energie uit de omgeving opneemt. Vervolgens transporteert hij het naar de consument.

Het schema van een warmtepomp is vergelijkbaar met het werkingsprincipe van een airconditioner die werkt voor verwarming:

• Terwijl freon zich in vloeibare toestand bevindt, circuleert het koelmiddel door de leidingen van de warmtewisselaar. Door warmte-energie uit de omgeving te halen, kookt freon en begint te verdampen.
• Vervolgens komt het gas de compressor binnen, die de druk verhoogt tot de gewenste waarde. Hierdoor stijgt het kookpunt van het koudemiddel en condenseert de stof bij een hogere temperatuur.
• Freon gaat door de interne warmtewisselingskamer en geeft de verzamelde energie af aan het koelmiddel en gaat opnieuw in vloeibare toestand.
• Daarna komt het gas de ontvanger binnen en wordt gas gegeven. Wanneer de druk van de stof wordt verlaagd, wordt de werkcyclus herhaald.

Doe-het-zelf aardwarmte in huis

Het is goed mogelijk om aardwarmte zelf te monteren en in gebruik te nemen. Er kunnen zich echter moeilijkheden voordoen tijdens het werk. Dit betreft in de eerste plaats de installatie van een extern circuit in de grond. Daarom wordt het aanbevolen om, bij gebrek aan de nodige vaardigheden, de aanpassing van het systeem toe te vertrouwen aan professionals die een competente berekening zullen maken en het volledige geothermische verwarmingssysteem zullen monteren.

Voorlopige berekeningen

Om aardwarmte het geplande effect te laten bereiken, is het noodzakelijk om berekeningen te maken. Ze zullen u helpen bij het kiezen van de kracht van pompapparatuur.Geschatte cijfers voor gebouwen met verschillende niveaus van thermische isolatie zijn verschillend. Dus om één vierkante meter te verwarmen, heb je nodig:

• zonder thermische isolatie - 120 W;

• met conventionele thermische isolatie - 80 W;

• met energiebesparende isolatie - 40 watt.

Voor berekeningen heb je ook cijfers nodig die het warmteverlies in huis bepalen. Als bijvoorbeeld voor een woongebouw met een oppervlakte van 180 m². meter met hoogwaardige thermische isolatie, warmteverlies is 9 kW / dag, dan moet de apparatuur een vermogen leveren van 216 kWh (9 kW x 24 uur). Rekening houdend met het feit dat warmteverliezen op verschillende tijdstippen kunnen verschillen, wordt rekening gehouden met 10-20%. Het uiteindelijke pompvermogen van het aardwarmtesysteem moet dus 10,8 kW zijn.

Bij het rekenen is het belangrijk om met enkele punten rekening te houden. Deze omvatten de temperatuur van de grond ter hoogte van de put

In centraal Rusland blijft het binnen + 8 ... + 10 graden (op een diepte van 15-20 meter). Bij een horizontale opstelling van het externe circuit van het verwarmingssysteem wordt rekening gehouden met een vermogen van 50 kW per meter. De exacte cijfers zijn afhankelijk van de geologische omstandigheden (vochtigheid, aanwezigheid van grondwater). Verschillende bodems geven verschillende indicatoren:

• Droge grond - 25 W / m;

• Nat substraat - 45-55 W / m;

• Harde rotsen - 85 W / m;

• De aanwezigheid van grondwater - 110 W / m.

Hoe is de installatie van het verwarmingssysteem?

Watersystemen zijn een zeldzaamheid, aardwarmte via de grond is het meest gevraagd. Daarom wordt de eerste fase van het werk geassocieerd met het boren van putten of het graven van een put. Met speciale apparatuur worden uitsparingen gemaakt tot een diepte van 20 tot 100 meter. De bodem van de put is bedekt met zand.Verder worden kunststof buizen in de afgewerkte uitsparingen of sleuven gelegd, die bestand zijn tegen een druk van ongeveer 6 bar. Deze leidingen fungeren als sondes.

Tijdens de installatie worden pijpleidingen van drie of vier lijnen gebruikt, terwijl de randsecties zijn verbonden in de vorm van de letter "U". De buitencontour kan kant-en-klaar worden gekocht of onafhankelijk worden gemonteerd.

Wanneer het moeilijkste deel van het werk aan de installatie van een geothermisch verwarmingssysteem is voltooid, beginnen ze de pomp aan te sluiten. De bedrading met deze methode is vergelijkbaar met de bedrading van een traditioneel verwarmingssysteem.

Het werkingsprincipe van het apparaat:

Voor degenen die in aanraking zijn gekomen met kosteneffectieve verwarming, is de naam "warmtepomp" bekend. Zeker in combinatie met termen als “land-water”, “water-water”, “water-lucht”, etc. Zo een warmtepomp met Frenett-apparaat heeft praktisch niets gemeen, behalve misschien de naam en het eindresultaat in de vorm van thermische energie, die uiteindelijk wordt gebruikt voor verwarming.

Warmtepompen die werken volgens het Carnot-principe zijn erg populair, zowel als een kosteneffectieve manier om verwarming te organiseren en als een milieuvriendelijk systeem. De werking van een dergelijk complex van apparaten houdt verband met de accumulatie van energie met een laag potentieel in natuurlijke hulpbronnen (aarde, water, lucht) en de omzetting ervan in thermische energie met een hoog potentieel. De uitvinding van Eugene Frenette is gearrangeerd en werkt op een heel andere manier.

Afbeeldingengalerij
Foto van
Het door E. Frenett ontwikkelde warmtegenererende systeem kan niet onvoorwaardelijk worden toegeschreven aan de klasse van warmtepompen. Volgens het ontwerp en de technologische kenmerken is dit een verwarming

De unit maakt bij haar werkzaamheden geen gebruik van geo- of zonne-energiebronnen.De oliekoelvloeistof erin wordt verwarmd door de wrijvingskracht die wordt gecreëerd door roterende metalen schijven.

Het werklichaam van de pomp is een met olie gevulde cilinder, waarbinnen de rotatie-as zich bevindt. Dit is een stalen staaf uitgerust met parallelle schijven die ongeveer 6 cm uit elkaar staan.

De middelpuntvliedende kracht duwt het verwarmde koelmiddel in de spoel die op het apparaat is aangesloten. De verwarmde olie verlaat het instrument bij het bovenste aansluitpunt. De gekoelde koelvloeistof wordt van onderaf teruggevoerd

Uiterlijk Frenette warmtepomp

Het apparaat opwarmen tijdens gebruik

Belangrijkste structurele componenten:

De werkelijke afmetingen van een van de modellen

Het werkingsprincipe van dit apparaat is gebaseerd op het gebruik van thermische energie, die vrijkomt tijdens wrijving. Het ontwerp is gebaseerd op metalen oppervlakken die niet dicht bij elkaar liggen, maar op enige afstand. De ruimte ertussen is gevuld met vloeistof. Delen van het apparaat draaien ten opzichte van elkaar met behulp van een elektromotor, de vloeistof in de behuizing en in contact met de roterende elementen wordt verwarmd.

De resulterende warmte kan worden gebruikt om het koelmiddel te verwarmen. Sommige bronnen raden aan om deze vloeistof rechtstreeks voor het verwarmingssysteem te gebruiken. Meestal is een conventionele radiator bevestigd aan een zelfgemaakte Frenett-pomp. Als verwarmingsvloeistof raden experts ten zeerste aan om olie te gebruiken, geen water.

Tijdens de werking van de pomp heeft dit koelmiddel de neiging zeer sterk op te warmen. Water in dergelijke omstandigheden kan eenvoudig koken. Hete stoom in een besloten ruimte zorgt voor overdruk en dit leidt meestal tot breuk van leidingen of een mantel.Het is veel veiliger om olie in een dergelijke situatie te gebruiken, omdat het kookpunt veel hoger is.

Om een ​​Frenette warmtepomp te maken heb je een motor nodig, een radiateur, meerdere leidingen, een stalen vlinderklep, stalen schijven, een metalen of kunststof staaf, een metalen cilinder en een moerenkit (+)

Er is een mening dat het rendement van een dergelijke warmtegenerator meer dan 100% is en zelfs 1000% kan zijn. Vanuit het oogpunt van natuurkunde en wiskunde is dit geen volledig correcte stelling. Efficiëntie weerspiegelt de energieverliezen die niet aan verwarming worden besteed, maar aan de daadwerkelijke werking van het apparaat. Integendeel, de fenomenale beweringen over het ongelooflijk hoge rendement van de Frenette-pomp weerspiegelen de efficiëntie, die echt indrukwekkend is.

De kosten van elektriciteit voor de werking van het apparaat zijn verwaarloosbaar, maar de hoeveelheid warmte die daardoor wordt ontvangen, is zeer merkbaar. Het verwarmen van de koelvloeistof tot dezelfde temperaturen met behulp van bijvoorbeeld een verwarmingselement zou een veel grotere hoeveelheid elektriciteit vereisen, misschien wel tien keer meer. Een huishoudelijke verwarming met een dergelijk elektriciteitsverbruik zou niet eens opwarmen.

Waarom zijn niet alle residentiële en industriële gebouwen uitgerust met dergelijke apparaten? De redenen kunnen verschillen. Toch is water een eenvoudiger en handiger koelmiddel dan olie. Het warmt niet op tot zulke hoge temperaturen en het is gemakkelijker om de gevolgen van waterlekken op te ruimen dan om gemorste olie op te ruimen.

Een andere reden kan zijn dat tegen de tijd dat de Frenette-pomp werd uitgevonden, er al een centraal verwarmingssysteem bestond en met succes functioneerde. De ontmanteling voor vervanging door warmtegeneratoren zou te duur zijn en veel ongemak met zich meebrengen, dus niemand heeft deze optie serieus overwogen.Zoals ze zeggen, het beste is de vijand van het goede.

Het werkingsprincipe van warmtepompen

Het werkingsprincipe van een apparaat voor het verwarmen van een huis is gebaseerd op het feit dat een stof (koelmiddel) thermische energie kan afgeven of wegnemen tijdens het veranderen van de toestand. Dit idee is de basis voor het functioneren van de koelkast (hierdoor wordt de achterwand van het apparaat heet).

De thermopomp voor verwarming werkt als volgt:

1. Op basis van de energie van de warmtedrager wordt het binnenkomende middel in de verdampingssectie 5 graden gekoeld.
2. Het gekoelde middel komt de compressor binnen, die deze door arbeid comprimeert en verwarmt.
3. Reeds heet gas komt het warmtewisselaarcompartiment binnen, waar het zijn eigen warmte afgeeft aan het verwarmingssysteem.
4. Het gecondenseerde koudemiddel wordt teruggevoerd naar het begin van de cyclus.

Apparaat

Een warmtepomp voor het verwarmen van een huis bestaat uit verschillende hoofdcontourelementen:

• een circuit met een koelmiddel dat energie verplaatst van een warmtebron;
• een circuit met freon, dat periodiek verdampt, thermische energie uit het eerste circuit haalt, en opnieuw bezinkt met condensaat, waarbij warmte wordt overgedragen aan het derde;
• een circuit waar een vloeistof circuleert, wat een warmtedrager is voor verwarming.

De werking van een thermische pomp voor het verwarmen van een huis is financieel gunstig. De reden hiervoor is dat het apparaat geen hoog vermogen nodig heeft (het elektriciteitsverbruik is dan ook niet meer dan dat van een standaard huishoudelijk apparaat), maar het produceert 4 keer meer warmte dan het verbruikte elektriciteit.

Het is ook niet nodig om een ​​aparte bedradingslijn te maken voor het aansluiten van de pomp.

Voors en tegens

Voordat u beslist of u een warmtepomp wilt gebruiken of niet, dient u zich vertrouwd te maken met de voor- en nadelen van de werking ervan. De belangrijkste voordelen van een warmtepomp zijn:

• laag elektriciteitsverbruik voor verwarming van het huis;
• geen behoefte aan regelmatige inspectie en onderhoud, waardoor de kosten van het gebruik van een warmtepomp voor verwarming minimaal zijn;
• installatie in elke ruimte is toegestaan. De pomp kan werken met warmte-energiebronnen zoals lucht, bodem en water. Daarom wordt het mogelijk om het op bijna elke plaats te installeren waar het de bedoeling is om een ​​huis te bouwen. En in omstandigheden op afstand van de gasleiding, is het apparaat de meest geschikte verwarmingsmethode. Zelfs als er geen elektriciteit is, kan de werking van de compressor worden verzekerd door een aandrijving op basis van benzine of diesel;
• verwarming van het huis wordt automatisch uitgevoerd. Het is niet vereist om brandstof toe te voegen of andere manipulaties uit te voeren, zoals bijvoorbeeld in het geval van ketelapparatuur;
• afwezigheid van milieuvervuiling door schadelijke gassen en stoffen. Alle gebruikte koudemiddelen zijn volkomen veilig en milieuvriendelijk;
• brandveiligheid. Bewoners van de woning lopen nooit gevaar voor ontploffing of schade door oververhitting van de warmtepomp;
• de mogelijkheid van gebruik, zelfs onder koude winterse omstandigheden (tot -15 graden);
• een hoogwaardige warmtepomp voor het verwarmen van een huis kan tot wel 50 jaar meegaan. De compressor hoeft slechts eens in de 20 jaar te worden vervangen.

Bekijk de video voor- en nadelen

Zoals elk apparaat hebben warmtepompen bepaalde nadelen:

1. Als de omgevingstemperatuur onder de 15 graden komt, kan de pomp niet werken.In dit geval moet u een tweede warmtebron installeren. Bij zeer lage temperaturen wordt de boiler, generator of elektrische verwarming ingeschakeld;
2. Hoge kosten van apparatuur. Het kost ongeveer 350.000-700.000 roebel, en hetzelfde bedrag zal moeten worden besteed aan het maken van een geothermisch station en het installeren van het apparaat. Extra installatiewerk is niet alleen nodig bij een warmtepomp die lucht als warmtebron gebruikt;
3. Het is het beste om een ​​warmtepomp te installeren in combinatie met vloerverwarming of ventilatorconvectoren, maar oudere gebouwen zullen herontwikkeling en mogelijk zelfs ingrijpende renovatie nodig hebben, wat extra tijd en kosten met zich meebrengt. Als een privéhuis helemaal opnieuw wordt gebouwd, is er geen probleem;
4. Tijdens het bedrijf van de warmtepomp neemt de temperatuur van de grond rond de pijpleiding met de warmtedrager af. Dit veroorzaakt de dood van sommige micro-organismen die betrokken zijn bij het functioneren van het milieu. Er wordt dus nog wel enige schade aan het milieu toegebracht, maar die is beduidend minder dan de schade door gas- of oliewinning.

Voordelen van een aardwarmtesysteem

Geothermische verwarmingssystemen hebben verschillende voordelen:

• Het vrijkomen van thermische energie is meerdere malen groter dan het elektriciteitsverbruik dat de pomp nodig heeft.
• De milieuveiligheid is groter dan die van andere verwarmingssystemen, aangezien geothermische verwarmingssystemen geen schadelijke emissies veroorzaken.
• Om het geothermische systeem te laten functioneren, zijn geen brandstof of extra chemicaliën nodig. Daarom is het veilig voor eigenaren en voor het milieu.
• Bij de werking van een dergelijke verwarming is er geen risico op explosie of brand.
• Als het verwarmingssysteem correct is geïnstalleerd, gaat het minstens 30 jaar mee zonder technische ondersteuning.

Aanleg van geothermische systemen

Aanleg van geothermische systemen

Zelfs uit de naam blijkt duidelijk dat de essentie van dit type verwarming het gebruik van de energie van de aarde is. Volgens het werkingsprincipe lijkt het op afstand op airconditioners of koelkasten.

Het belangrijkste element is een warmtepomp die is aangesloten op twee circuits.

1. Het interne circuit betekent het voor ons bekende verwarmingssysteem, het bestaat uit radiatoren en pijpleidingen.
2. Extern - dit is een zeer dimensionale warmtewisselaar die ondergronds of in een reservoir is geïnstalleerd. Daarin wordt het koelmiddel (en het kan gewoon water of antivries zijn), nadat het de omgevingstemperatuur heeft opgenomen, aan de warmtepomp toegevoerd, van waaruit de verzamelde warmte het interne circuit binnenkomt. Zo warmen de kachels in huis op.

Het belangrijkste element van het systeem is precies de warmtepomp - een apparaat dat niet meer ruimte in beslag neemt dan een gasfornuis. De prestaties van de warmtepomp zijn vrij hoog: voor elke kilowatt verbruikte energie produceert hij tot vijf kilowatt warmte.

Werkingsdiagram warmtepomp

Aardwarmte is natuurlijk verreweg het meest tijdrovend en kostbaar. Het grootste deel van het geld zal moeten worden besteed aan grondwerken en aanverwante apparatuur, waaronder een warmtepomp. En velen vragen zich af of het mogelijk is om hierop te besparen en bijvoorbeeld een zelfgemaakte warmtepomp te bouwen. Om erachter te komen, moet u de soorten en kenmerken van de apparatuur begrijpen.

Wij leggen aardwarmte zelf aan

We merken meteen zo'n kenmerk op: degenen die besluiten om verwarming uit te rusten met de hitte van de aarde, zullen hier een keer een enorm bedrag in moeten investeren. Natuurlijk zullen deze kosten zich na verloop van tijd terugbetalen, aangezien we een jaar of twee geen woningen voor onszelf bouwen. Ook stijgen de gas- en elektriciteitsprijzen elk jaar en met een aardwarmtesysteem weet je niet wat die prijsstijgingen zijn.

In dit systeem zal het meeste echter ondergronds worden verborgen. Verwarming met aardenergie is de aanwezigheid van een put en een warmtewisselaar. In de woning hoeft u alleen een apparaat te plaatsen dat warmte genereert - meestal neemt het niet veel ruimte in beslag.

Hoe een warmtepomp werkt

Op een dergelijk apparaat kan de gebruiker de temperatuur regelen en thermische energie leveren. De installatie van het verwarmingssysteem zelf in de behuizing gebeurt zoals gebruikelijk - met een vertakking van de pijpleiding en radiatoren. Als u een privéwoning heeft of het gebouw zelf klein is, wordt in dit geval de generator van het systeem weergegeven in een aparte ruimte of in de kelder.

Het werkingsprincipe van warmtepompen

Opgemerkt moet worden dat bijna elk medium thermische energie heeft. Waarom zou u de beschikbare warmte niet gebruiken om uw huis te verwarmen? Een warmtepomp helpt hierbij.

Het werkingsprincipe van een warmtepomp is als volgt: warmte wordt overgedragen aan het koelmiddel vanuit een energiebron met een laag potentieel. In de praktijk gaat alles als volgt.

Het koelmiddel gaat door leidingen die bijvoorbeeld in de grond zijn ingegraven. Vervolgens komt het koelmiddel de warmtewisselaar binnen, waar de verzamelde thermische energie wordt overgedragen naar het tweede circuit. Het koelmiddel, dat zich in het externe circuit bevindt, warmt op en verandert in een gas.Daarna gaat het gasvormige koelmiddel naar de compressor, waar het wordt gecomprimeerd. Hierdoor warmt het koelmiddel nog meer op. Heet gas gaat naar de condensor en daar gaat de warmte naar de koelvloeistof, die het huis zelf al verwarmt.

Aardwarmte in huis: zo werkt het

Koelsystemen zijn volgens hetzelfde principe ingericht. Dit betekent dat koelunits kunnen worden gebruikt om de binnenlucht te koelen.

Soorten warmtepompen

Er zijn verschillende soorten warmtepompen. Maar meestal worden apparaten geclassificeerd op basis van de aard van het koelmiddel op het externe circuit.

Apparaten kunnen energie putten uit:

• water,
• bodem,
• lucht.

De resulterende energie in het huis kan worden gebruikt voor ruimteverwarming, voor het verwarmen van water. Daarom zijn er verschillende soorten warmtepompen.

Warmtepompen: grond - water

De beste optie voor alternatieve verwarming is om thermische energie uit de grond te halen. Dus al op een diepte van zes meter heeft de aarde een constante en onveranderlijke temperatuur. In de leidingen wordt een speciale vloeistof gebruikt als warmtedrager. De buitencontour van het systeem is gemaakt van kunststof buizen. Leidingen in de grond kunnen verticaal of horizontaal geplaatst worden. Als de leidingen horizontaal worden geplaatst, moet een groot gebied worden toegewezen. Waar leidingen horizontaal worden aangelegd, is het onmogelijk om de grond voor agrarische doeleinden te gebruiken. U kunt alleen gazons of eenjarige planten schikken.

Om buizen verticaal in de grond te plaatsen, is het noodzakelijk om meerdere putten tot 150 meter diep te maken.Dit wordt een efficiënte aardwarmtepomp, aangezien de temperatuur op grote diepte nabij de aarde hoog is. Diepe sondes worden gebruikt voor warmteoverdracht.

Type water-naar-waterpomp

Daarnaast kan warmte worden verkregen uit water, dat zich diep onder de grond bevindt. Vijvers, grondwater of afvalwater kunnen worden gebruikt.

Opgemerkt moet worden dat er geen fundamentele verschillen zijn tussen de twee systemen. De laagste kosten zijn nodig wanneer een systeem voor het verkrijgen van warmte uit een reservoir wordt gecreëerd. Leidingen moeten worden gevuld met koelvloeistof en worden ondergedompeld in water. Om een ​​systeem te creëren voor warmteopwekking uit grondwater is een complexer ontwerp nodig.

Lucht-waterpompen

Het is mogelijk om warmte uit de lucht te halen, maar in regio's met zeer koude winters is zo'n systeem niet effectief. Tegelijkertijd is de installatie van het systeem zeer eenvoudig. U hoeft alleen het gewenste apparaat te selecteren en te installeren.

Iets meer over het werkingsprincipe van geothermische pompen

Voor verwarming is het zeer voordelig om warmtepompen te gebruiken. Huizen met een oppervlakte van meer dan 400 vierkante meter betalen de kosten van het systeem zeer snel terug. Maar als uw huis niet erg groot is, kunt u met uw eigen handen een verwarmingssysteem maken.

Eerst moet je een compressor kopen. Een apparaat dat is uitgerust met een conventionele airconditioner is geschikt. Wij monteren hem aan de muur. U kunt uw eigen condensator maken. Het is noodzakelijk om een ​​spoel te maken van koperen leidingen. Het is geplaatst in een plastic behuizing. De verdamper wordt ook aan de muur gemonteerd. Solderen, bijvullen met freon en soortgelijk werk mag alleen door een professional worden uitgevoerd. Onbekwame handelingen zullen niet tot een goed resultaat leiden. Bovendien kun je geblesseerd raken.

Voordat de warmtepomp in gebruik wordt genomen, is het noodzakelijk om de staat van de elektrificatie van het huis te controleren.Het vermogen van de meter moet worden geschat op 40 ampère.

Zelfgemaakte geothermische warmtepomp

Houd er rekening mee dat een door u zelf gemaakte warmtepomp niet altijd aan de verwachtingen voldoet. De reden hiervoor is het ontbreken van correcte thermische berekeningen. Het systeem heeft te weinig vermogen en de onderhoudskosten stijgen

Daarom is het belangrijk om alle berekeningen nauwkeurig uit te voeren.

Mogelijkheden voor het regelen van aardwarmte

Methoden voor het schikken van de buitencontour

Om ervoor te zorgen dat de energie van de aarde om het huis zoveel mogelijk te verwarmen, wordt gebruikt, moet je het juiste circuit voor het externe circuit kiezen. In feite kan elk medium een ​​bron van thermische energie zijn - ondergronds, water of lucht.

Maar het is belangrijk om rekening te houden met seizoensveranderingen in weersomstandigheden, zoals hierboven besproken.

Momenteel zijn er twee soorten systemen die effectief worden gebruikt om een ​​huis te verwarmen vanwege de hitte van de aarde - horizontaal en verticaal. De belangrijkste selectiefactor is de oppervlakte van het land. De lay-out van de leidingen voor het verwarmen van het huis met de energie van de aarde hangt hiervan af.

Daarnaast worden de volgende factoren in aanmerking genomen:

• Samenstelling van de bodem. In rotsachtige en leemachtige gebieden is het moeilijk om verticale schachten te maken voor het leggen van snelwegen;
• bevriezingsniveau van de bodem. Hij bepaalt de optimale diepte van de leidingen;
• Locatie van het grondwater. Hoe hoger, hoe beter voor aardwarmte. In dit geval zal de temperatuur toenemen met de diepte, wat de optimale conditie is voor verwarming uit de energie van de aarde.

U moet ook weten over de mogelijkheid van omgekeerde energieoverdracht in de zomer. Dan zal de verwarming van een privéwoning vanaf de grond niet werken en zal de overtollige warmte van het huis in de grond gaan.Alle koelsystemen werken volgens hetzelfde principe. Maar hiervoor moet u extra apparatuur installeren.

Horizontaal aardwarmtesysteem

Horizontale opstelling van buitenleidingen

De meest gebruikelijke manier om snelwegen buiten aan te leggen. Het is handig voor installatiegemak en de mogelijkheid om defecte delen van de pijpleiding relatief snel te vervangen.

Voor installatie volgens dit schema wordt een collectorsysteem gebruikt. Hiervoor worden meerdere contouren gemaakt, op een minimale afstand van 0,3 m van elkaar. Ze zijn aangesloten via een collector, die het koelmiddel verder naar de warmtepomp voert. Dit zorgt voor een maximale levering van energie voor verwarming uit de warmte van de aarde.

Er zijn echter enkele belangrijke dingen om in gedachten te houden:

• Grote tuin. Voor een woning van ongeveer 150 m² moet deze minimaal 300 m² zijn;
• Leidingen moeten worden bevestigd op een diepte onder het vriesniveau van de grond;
• Met de mogelijke verplaatsing van de grond tijdens voorjaarsoverstromingen, neemt de kans op verplaatsing van snelwegen toe.

Het bepalende voordeel van verwarming door de hitte van de aarde van een horizontaal type is de mogelijkheid van zelfopstelling. In de meeste gevallen is hiervoor geen speciale apparatuur nodig.

Verticaal diagram van geothermische verwarming

Verticaal geothermisch systeem

Dit is een meer tijdrovende manier om de verwarming van een privéwoning vanaf de grond te organiseren. Pijpleidingen bevinden zich verticaal, in speciale putten

Het is belangrijk om te weten dat een dergelijk schema veel efficiënter is dan een verticaal schema.

Het belangrijkste voordeel is om de mate van waterverwarming in het externe circuit te verhogen. Die.hoe dieper de leidingen liggen, hoe meer aardwarmte voor de verwarming van de woning in het systeem zal komen. Een andere factor is de kleine oppervlakte van het land. In sommige gevallen wordt de opstelling van het externe geothermische verwarmingscircuit al vóór de bouw van het huis in de directe omgeving van de fundering uitgevoerd.

Welke moeilijkheden kunnen zich voordoen bij het verkrijgen van aarde-energie voor het verwarmen van een huis volgens dit schema?

• Kwantitatief naar kwaliteit. Voor een verticale opstelling is de lengte van de snelwegen veel groter. Dit wordt gecompenseerd door een hogere bodemtemperatuur. Om dit te doen, moet u putten maken tot 50 m diep, wat arbeidsintensief is;
• Samenstelling van de bodem. Voor rotsachtige grond is het noodzakelijk om speciale boormachines te gebruiken. In leem is, om het afstoten van de put te voorkomen, een beschermende omhulling van gewapend beton of dikwandige kunststof gemonteerd;
• Bij storingen of verlies van dichtheid wordt het reparatieproces ingewikkelder. In dit geval zijn langdurige storingen in de werking van het verwarmen van het huis voor de thermische energie van de aarde mogelijk.

Maar ondanks de hoge initiële kosten en de complexiteit van de installatie, is de verticale opstelling van de snelwegen optimaal. Experts adviseren om precies zo'n installatieschema te gebruiken.