Warmtepomp "water-water": apparaat, werkingsprincipe, regels voor het regelen van verwarming op basis daarvan

Soorten collectorbodemwater

De collector van een aardwarmtepomp kan van twee typen zijn (Fig. 2):

• Verticaal;
• Horizontaal.

Rijst. 2 Soorten collectoren voor grondpompen: verticaal en horizontaal

Een verticale collector is een lange pijpleiding die in een put wordt neergelaten met een lengte van 40 tot 150 m. Dit type warmtewisselaar is beter dan horizontale omdat de temperatuur op zo'n diepte hoger is. Als de put erg diep is, dan is de warmtewisselaar ook uitgerust met een beschermende omhulling, en als de diepte relatief klein is, is dit niet nodig.Maar een belangrijk nadeel van deze methode van reservoirplaatsing zijn de hoge kosten van een dergelijke put.

Natuurlijk raden experts aan om een ​​put dieper te boren. Maar als de techniek of de grond het niet toelaat, kunnen er meerdere putten worden gemaakt. U kunt bijvoorbeeld een put maken met een diepte van 80 m, of u kunt 4 putten maken van elk 20 m. Het belangrijkste is dat het totale resultaat voldoende is om het huis te verwarmen. Er kan rotsachtige grond zijn, wat vrij moeilijk is om mee te werken, het is mogelijk om er putten van niet meer dan 15-20 meter in te boren.

Horizontale collector (Fig. 3) - dit type bodemcollector voor een bodem-waterpomp ziet eruit als een pijpleiding die in een horizontale positie tot een bepaalde diepte is aangelegd, onder een laag aarde. Dit verdeelstuk is eenvoudig te installeren.

Rijst. 3 Extern circuit van de grondwaterpomp

Het oppervlak waarop de collector van een aarden warmtepomp wordt geïnstalleerd is vrij groot, in tegenstelling tot de verticale versie, waarvoor een klein stukje grond nodig is. In de regel neemt een horizontale warmtewisselaar 25 tot 50 m2 in beslag, en misschien meer, afhankelijk van het verwarmde gebied. De negatieve factor van deze optie is dat het gebied met deze collector alleen voor gazon kan worden gebruikt.

Afhankelijk van verschillende omstandigheden kan de warmtewisselaar in een zigzag, lus, slang, etc. worden gelegd.

Het is erg belangrijk wat de thermische geleidbaarheid is van de grond waarin de warmtewisselaar is geïnstalleerd. Het hangt af van de kwaliteit van het land, bijvoorbeeld als de grond nat is, is de thermische geleidbaarheid groter en als de grond zanderig is, is de thermische geleidbaarheid klein.

Als er veel lussen in de warmtewisselaar zijn, moet de circulatiepomp in de configuratie worden opgenomen.

Energiedragers voor of tegen?

Dat is echter niet alles.De prijsstijgingen voor energiedragers en de hoge leveringskosten leiden tot een snelle stijging van de kosten van warmte en elektriciteit. En dit dwingt consumenten om op zoek te gaan naar nieuwe manieren om te sparen. Zelfs uit schoolboeken herinneren we ons dat warmteoverdracht van verwarmde naar koelere lichamen stroomt, maar niet omgekeerd. Onze eeuwenoude ervaring herinnert zich de omgekeerde procedure niet, en de wetenschap bewijst dit. Sluwe moderne technische technieken maken het echter mogelijk om warmte in de tegenovergestelde richting over te dragen - van een minder verwarmd lichaam naar een heter lichaam.

Schema van warmteoverdracht in een warmtepomp

Voor ons is er niets verrassends, bijvoorbeeld in de werking van de koelkast. Waar de warmte uit de vriezer, waarvan de temperatuur vaak negatief is, wordt afgegeven aan de omgeving. Als deze warmte wordt gebruikt om gebouwen te verwarmen en de koelkamer wordt vervangen door een bewezen, constant werkende natuurlijke warmtebron, dan is dit de zogenaamde warmtepomp.

Een simpele lucht/lucht warmtepomp waarmee je een woonruimte kunt verwarmen is een voor iedereen bekende airco, met een verwarmingsfunctie. Je kunt het met succes gebruiken, want tegenwoordig zijn er airconditioners die zelfs bij aanzienlijke temperaturen onder het vriespunt kunnen werken - tot -15 gr. en onder. Als we echter het meeste rendement en comfort willen behalen bij het op zo'n economische manier verwarmen van het hele huis (en een warmtepomp is drie keer zuiniger dan conventionele verwarmingen, of zelfs meer), dan moeten meer geavanceerde systemen worden gebruikt.

Op een opmerking: velen vragen zich af - hoe komt het, want er is een wet van behoud van energie.Waarom zo'n onevenredige verhouding tussen warmteoverdracht en elektriciteitsverbruik? Het hele geheim is dat in een warmtepomp elektriciteit alleen wordt besteed aan de elektromagnetische wikkeling van de compressor (die natuurlijk opwarmt, maar deze warmte wordt niet gebruikt om de kamer te verwarmen), en er wordt warmte-energie gegenereerd, "gezogen " uit de externe omgeving, dankzij de speciale processen van de warmtepomp (het woord pomp zelf geeft dit al aan). Om dit te begrijpen, moet je meer weten dan een schoolcursus natuurkunde. Maar laten we proberen de basis hieronder door te nemen.

goed ontvangen

Het grootste probleem bij het installeren van een open circuit warmtepomp is wanneer het water van bovenaf in de put wordt geloosd. Zo fout. De pijp moet bijna tot aan de bodem van de put gaan en er 0,5-1 meter uit stijgen. Alles hieronder zou moeten koken. Wanneer water van bovenaf wordt afgevoerd, kan de put snel dichtslibben en geen water meer ontvangen. Overloop treedt op. Gebeurt dit met een goed minpuntje op straat, dan wordt de schaatsbaan voor je verzorgd. Daarom, als er een rivier of een soort reservoir in de buurt is, een stormafvoer of een afvoergeul, dan is het beter om de opvangput daarop aan te sluiten met een overloopleiding, in geval van overstroming. Als er niets in de buurt is, moet u niet één, maar twee of meer putten boren voor ontvangst. Niemand weet het antwoord op de vraag hoe lang een opvangput meegaat. Het kan vele jaren duren, of het kan na één stookseizoen verstopt raken. Daarom is het grootste nadeel van een open circuit de onvoorspelbaarheid.

Een ander belangrijk punt. De opvangput dient zich stroomafwaarts van de debetput te bevinden, op een afstand van minimaal 6 meter. Dit is een andere dubbelzinnigheid. Hoe te bepalen in welke richting een ondergrondse rivier stroomt. Het antwoord op deze vraag zal alleen door experiment worden gegeven.Als het water niet goed in de afschrijving zakt nadat de warmtepomp is gestart, is alles in orde, je raadt het al. Als het in temperatuur begint te dalen, moeten de putten worden verwisseld en moet de dompelpomp worden verplaatst. De leidingen van de debet- en drainputten kunnen het beste worden gemaakt van HDPE-buizen, als goedkoper materiaal. De betrouwbaarheid en duurzaamheid van dergelijke buizen is ook voldoende.

De ideale optie is wanneer de putten zich over de ondergrondse stroom bevinden. Dan is het voldoende om de pijpleiding in de put van de put los te koppelen, stroom in beide putten te gooien met een afneembare waterdichte plug, en u kunt de putten eenmaal per jaar omkeren, de debet- en ontvangstplaatsen wijzigen.

Werkingsprincipe

Voor degenen die niet helemaal thuis zijn in het onderwerp, is het de moeite waard om uit te leggen wat een lucht/water-warmtepomp is. In feite is dit een "omgekeerde koelkast" - een apparaat dat de lucht buiten zichzelf afkoelt en het water in de tank verwarmt. Dit water kan vervolgens worden gebruikt voor warm tapwater of huisverwarming.

De warmtepomp maakt gebruik van een gesloten cyclus, deze verbruikt alleen elektriciteit. Het rendement wordt gemeten als de verhouding tussen de verbruikte elektrische energie en de ontvangen warmte. Het rendement van warmtepompen wordt ook gemeten in COP (Coefficient of Performance). COP 2 komt overeen met een rendement van 200% en betekent dat het voor 1 kW elektriciteit 2 kW warmte levert.

Werkingsprincipe

De werking van de warmtepomp is te danken aan de warmte die aan het water wordt onttrokken. Meren, tarieven, rivieren, putten, putten worden een bron van water. De diepte van het reservoir in centraal Rusland moet minimaal 2 meter zijn, zodat de onderste lagen niet bevriezen. Afhankelijk van de locatie van de warmtewisselaar, zijn warmteafzettingen onderverdeeld in:

• horizontaal (buizen worden in ringen aan de onderkant gelegd);
• verticaal (de warmtewisselaar bevindt zich verticaal in de put).

Omdat er niet in de buurt van elk huis vorstvrije reservoirs zijn, worden meestal leidingen in putten gelegd. Een standaard water/water warmtepomp heeft verschillende hoofdonderdelen:

• verwarmingsbuizen;
• watertoevoer- en afvoerleidingen;
• verdamper (spiraal waarin freon verdampt);
• compressor;
• condensor (spoel waarin freon vloeibaar wordt gemaakt).

Afhankelijk van de tijd van het jaar is de temperatuur van het grondwater 4-10 °C, deze varieert in kleine bereiken. Dit zorgt voor een stabiele en productieve werking van de warmtepomp. Er worden twee putten geboord op een afstand van 8-10 m van elkaar. Grondwater komt de leiding binnen vanuit de eerste put en stijgt op naar de verdamper en verwarmt het. Tegelijkertijd wordt vloeibaar gemaakt freon in de verdamper gevoerd. Door de drukval in de verdamper gaat de warmte van de wanden naar het koudemiddel. Het koudemiddel (freon) wordt gasvormig.

Freon komt dan in de compressor en wordt gecomprimeerd. Vervolgens komt het de condensor binnen, verandert het in een vloeistof en de warmte die als gevolg van dit proces vrijkomt, gaat naar het koelmiddel (meestal is het water). De koelvloeistof verwarmt op zijn beurt de radiatorleidingen. Zo wordt het huis verwarmd. In de tweede put wordt grondwater geloosd. Een volledig beeld van de werkingsprincipes wordt gegeven door het warmtepompdiagram. Omdat de temperatuur van het grondwater stabieler is dan de temperatuur van de onderste lagen van reservoirs, is het veel efficiënter om putten te gebruiken. Maar hier moeten we ook rekening houden met de kosten van het boren van putten. Er is een warmtepomp met een water-naar-waterketel geïnstalleerd, die de kamer verwarmt en water verwarmt voor huishoudelijke behoeften.De elektrische energie die wordt besteed aan de werking van de pomp is 4-5 keer minder dan de energie die hij genereert.

Huisverwarmingsschema met behulp van een water-water-warmtepomp

Dit is interessant: zonnecollector voor het verwarmen van een privéhuis - zelfgemaakte batterij

Nuttige tips

In alle stadia van het bouwen van een huis, vanaf de ontwerpfase, moet eraan worden herinnerd dat HP een traagheidssysteem is. Het kan worden vergeleken met een enorme Russische oven, die tijdens het koken meestal één keer per dag werd verwarmd. Vervolgens verwarmde de opgehoopte warmte de woning tot de volgende ochtend.

Muren gemaakt van zware stammen hebben een vrij hoge mate van thermische traagheid. Simpel gezegd, ze koelen langzaam af als de nacht kouder wordt. Goede thermische inertie voor dikke stenen muren, maar ook voor zwaar beton of baksteen.

Polyfoam en schuimbeton hebben goede thermische isolatie-eigenschappen. Maar vanwege het lage soortelijk gewicht hebben ze een lage thermische traagheid. Een warmtepomp in een gebouw met muren van dergelijke materialen, met een sterke daling van de buitentemperatuur, zal niet altijd voldoende warmte van buiten naar het verwarmingssysteem "warme vloer" kunnen "pompen".

Je moet ook rekening houden met andere factoren:

1. Om warmteverlies te verminderen of helemaal niet te bevriezen in de lijn tussen het huis en de putten of de collector, is het noodzakelijk om ze tot een diepte onder het vriesniveau te leggen. Op de Krim is 0,75 meter voldoende, en op de breedtegraad van Moskou minstens 1,5.
2. Het grootste warmteverlies vindt meestal plaats via ramen. Driedubbele beglazing is dan ook geen overbodige luxe, maar een economisch verantwoorde bouwoplossing. De ideale optie is om glas te gebruiken dat infraroodstralen kan weerkaatsen.
3. In het geval van gebruik van de optie van 2 putten voor waterinlaat en -afvoer, moet de onderlinge afstand minimaal 20 meter zijn.
4. Het is beter om eerst een zelfgemaakte TN te proberen in een bijkeuken of garage. Het plaatsen van vloerverwarming in een woonwijk brengt extra kosten met zich mee.

Zelfgemaakt van een oude koelkast

Het is vrij moeilijk om met uw eigen handen een lucht-naar-lucht-warmtepomp uit afzonderlijke compressoren en condensors te assembleren zonder gespecialiseerde technische kennis. Maar voor een kleine kamer of een kas kunt u een oude koelkast gebruiken.

De eenvoudigste luchtwarmtepomp kan van een koelkast worden gemaakt door er vanaf de straat een luchtkanaal in te steken en een ventilator aan het achterste rooster van de warmtewisselaar te hangen

Om dit te doen, moet u twee gaten in de voordeur van de koelkast maken. Via de eerste komt straatlucht de vriezer binnen en via de tweede lagere wordt deze terug naar de straat gebracht.

Tegelijkertijd zal het tijdens de doorgang door de binnenkamer een deel van de warmte die het bevat afgeven aan freon.

Het is ook mogelijk om de koelmachine eenvoudig in de muur te bouwen met de deur naar buiten open en de warmtewisselaar aan de achterkant de kamer in. Maar er moet rekening mee worden gehouden dat de kracht van een dergelijke kachel klein zal zijn en veel elektriciteit verbruikt.

De lucht in de kamer wordt verwarmd door een warmtewisselaar aan de achterkant van de koelkast. Een dergelijke warmtepomp kan echter alleen werken bij buitentemperaturen die niet lager zijn dan plus vijf Celsius.

Dit apparaat is uitsluitend ontworpen voor gebruik binnenshuis.

In een groot huisje zal het luchtverwarmingssysteem moeten worden aangevuld met luchtkanalen die de warme lucht gelijkmatig over alle kamers verdelen.

De installatie van een lucht-naar-lucht warmtepomp is uiterst eenvoudig.Het is noodzakelijk om de externe en interne eenheden te installeren en ze vervolgens met elkaar te verbinden via een circuit met koelvloeistof.

Het eerste deel van het systeem wordt buiten geïnstalleerd: direct op de gevel, het dak of naast het gebouw. De tweede in huis kan aan het plafond of aan de muur worden geplaatst.

Het wordt aanbevolen om de buitenunit op een paar meter van de ingang van het huisje en uit de buurt van de ramen te monteren, vergeet het geluid van de ventilator niet.

En de interne is zo geïnstalleerd dat de stroom warme lucht eruit gelijkmatig door de kamer wordt verdeeld.

Als het de bedoeling is om een ​​huis met meerdere kamers op verschillende verdiepingen te verwarmen met een lucht-naar-lucht-warmtepomp, dan moet u een systeem van ventilatiekanalen uitrusten met geforceerde injectie.

In dit geval is het beter om een ​​project te bestellen bij een bekwame ingenieur, anders is het vermogen van de warmtepomp mogelijk niet voldoende voor alle gebouwen.

De elektriciteitsmeter en beveiligingsinrichting moeten de piekbelastingen van de warmtepomp kunnen weerstaan. Met een scherpe koudegolf buiten het raam begint de compressor vele malen meer elektriciteit te verbruiken dan normaal.

Het is het beste om voor een dergelijke luchtverwarmer een aparte toevoerleiding van het schakelbord te leggen.

Bijzondere aandacht moet worden besteed aan de installatie van buizen voor freon. Zelfs de kleinste chips binnenin kunnen compressorapparatuur beschadigen

Hier kun je niet zonder kopersoldeervaardigheden. Het bijvullen van koelmiddel moet over het algemeen worden toevertrouwd aan een professional om problemen met lekken later te voorkomen.

Efficiëntie en werkingsprincipe van een warmtepomp

Het rendement van een warmtepomp voor verwarming zal altijd groter zijn dan 1. Voor geothermische systemen is de warmteconversiefactor correcter.Als deze gelijk is aan 4, dan betekent dit dat bij een vermogen van 1 kW de warmtepomp aan de uitgang 4 kW aan energie levert, waarvan 3 kW door de aarde werd geleverd.

Het principe dat ten grondslag ligt aan de werking van een warmtepomp voor het verwarmen van een huis is aan het begin van de 19e eeuw ontwikkeld. ingenieur Sadi Carnot en werd de Carnot-cyclus genoemd. Op basis hiervan werking van een conventionele huishoudelijke koelkast, waarbij de producten worden gekoeld doordat de afgevoerde warmte via de radiator naar buiten wordt afgevoerd. Maar om huizen te verwarmen, wanneer alles precies het tegenovergestelde gebeurt, d.w.z. de werking van de warmtepomp is gebaseerd op het principe van de omgekeerde Carnot-cyclus, is het sinds kort.

Een warmtepomp voor woningverwarming is een toestel waarin lage temperatuur warmte wordt omgezet in hoge temperatuur warmte, die gebruikt wordt voor verwarming. De warmtebron is aarde, water en lucht (de eerste is de meest voorkomende, omdat deze effectief is (hoewel het niveau van thermische isolatie van het huis van belang is, de methode die wordt gebruikt om het huis te verwarmen, enz.) optimale verhouding tussen prijs en consumentenkwaliteit).

De werking van een warmtepomp die is ontworpen voor het verwarmen van een huis, vereist elektriciteit, maar tegen een kostprijs van 1 kW elektriciteit is het rendement 4-6 kW thermische energie.

Naast het verwarmen van het huis in de zomer, kan de warmtepomp werken als airconditioning, waarvoor het voldoende is dat het systeem in staat is om omgekeerd te werken. Warmtepompen zijn onderverdeeld in verschillende typen:

• "aarde - water";
• "aarde - lucht";
• "water water";
• "water - lucht"
• "lucht water";
• "lucht-lucht".

Hieronder volgt een gedetailleerde beschrijving van hoe verschillende soorten warmtepompen werken voor het verwarmen van een huis.

Montagetechniek

De montage van dit type apparatuur wordt in verschillende fasen uitgevoerd:

• een project wordt opgesteld;
• collectorcommunicatie wordt geassembleerd;
• er is een warmtepomp in het systeem geïnstalleerd;
• apparatuur is in het huis geïnstalleerd;
• koelvloeistof wordt gevuld.

Vervolgens zullen we stap voor stap bekijken hoe u een kant-en-klare warmtepomp met uw eigen handen kunt installeren.

Hoe maak je een project?

Voordat u doorgaat met het samenstellen van dit soort communicatie, moeten natuurlijk alle noodzakelijke berekeningen worden gemaakt. Het werk van het externe deel van het systeem moet volledig worden gecoördineerd met het werk van het interne. Berekeningen worden gemaakt afhankelijk van het geselecteerde type apparatuur. Voor horizontale collectoren worden ze als volgt uitgevoerd:

• De benodigde hoeveelheid antivries wordt bepaald. In dit geval wordt de formule Vs = Qo 3600 / (1,05 3,7 t) gebruikt, waarbij Qo het thermisch vermogen van de bron is, t het temperatuurverschil tussen de aanvoer- en retourleiding. De Qo-parameter wordt berekend als het verschil tussen het pompvermogen en het elektrische vermogen dat wordt gebruikt om het koelmiddel te verwarmen.
• De benodigde collectorlengte wordt bepaald. De rekenformule ziet er in dit geval als volgt uit: L = Qo / q, waarbij q de soortelijke warmteafvoer is. De waarde van de laatste indicator is afhankelijk van de grondsoort op de locatie. Voor klei is het bijvoorbeeld 20 W per rm, voor zand - 10 W, enz.
• Het gebied dat nodig is voor het leggen van de collector wordt bepaald. In dit geval wordt de berekening uitgevoerd volgens de formule A = L da, waarbij da de pijplegstap is.

Het vermogen van de warmtepomp wordt bepaald op ongeveer 70 W warmte per 1 m2 met een plafondhoogte van 2,7 m. De collectorbuizen worden meestal op een afstand van 0,8 m of iets meer van elkaar gelegd.

Hoe een warmtepomp te monteren

Dit soort apparatuur is vrij duur. Het ontwerp van een warmtepomp is relatief eenvoudig. Daarom kunt u proberen het zelf te maken. Deze procedure wordt als volgt uitgevoerd:

• Er wordt een compressor aangeschaft (apparatuur van een airco is geschikt).
• Condensatorbehuizing is gemaakt. Hiervoor wordt een roestvrijstalen tank van 100 liter gehalveerd.
• Er wordt een spoel gemaakt. Een gas- of zuurstoffles is omwikkeld met een koperen buis uit de koelkast. Deze laatste kan worden bevestigd met aluminium geperforeerde hoeken.
• De spoel wordt in de carrosserie geplaatst, waarna deze wordt verzegeld.
• Een verdamper is gemaakt van een kunststof bak van 80 liter. Daarin is een spoel van een ¾ inch pijp gemonteerd.
• Waterleidingen zijn aangesloten op de verdamper om water te leveren en af ​​te voeren.
• Het systeem is gevuld met koudemiddel. Deze operatie moet worden toevertrouwd aan een specialist. Met onbekwame acties kun je niet alleen de geassembleerde apparatuur verpesten, maar ook gewond raken.

Installatie van collectorcommunicatie

De technologie voor het installeren van het externe circuit van het verwarmingssysteem is ook afhankelijk van het type. Voor een verticale collector worden putten geboord met een diepte van 20-100 m. Onder een horizontale worden sleuven doorbroken met een diepte van 1,5 m. In de volgende fase worden leidingen gelegd. Bomen mogen niet in de buurt van de horizontale collector groeien, omdat hun wortels de leidingen kunnen beschadigen. Voor de montage van deze laatste kunnen lagedruk polyethyleen buizen worden gebruikt.

Installatie van de apparatuur

Deze bewerking wordt op de gebruikelijke manier uitgevoerd. Dat wil zeggen, verwarmingsradiatoren worden in het pand geïnstalleerd, leidingen worden gelegd en ze zijn aangesloten op de ketel.Op de retourleiding zijn een expansievat, een filter en een circulatiepomp op de bypass gemonteerd. U kunt ook een "warme vloer" systeem monteren en aansluiten op de warmtepomp. In de laatste fase wordt het geselecteerde type koelvloeistof in de externe en interne circuits gegoten.

Zoals u ziet kunt u de warmtepomp en collector zelf monteren. Technologisch is de procedure niet bijzonder ingewikkeld. In tegenstelling tot andere soorten soortgelijke apparatuur, is de montage van een dergelijk systeem, zelfs van een horizontaal type, echter een fysiek nogal arbeidsintensieve handeling. Zelf putten boren voor verticaal boren zonder speciale apparatuur is praktisch onmogelijk. Daarom kan het de moeite waard zijn om specialisten in te huren om berekeningen uit te voeren en te werken aan de montage van het systeem. Tegenwoordig zijn er bedrijven op de markt die apparatuur zoals een warmtepomp turnkey installeren.

Wat is een warmtepomp voor het verwarmen van een woonhuis? Hoe werkt het?

Een speciaal apparaat dat warmte uit de omgeving kan halen, heet een warmtepomp.

Dergelijke apparaten worden gebruikt als de belangrijkste of aanvullende methode voor ruimteverwarming. Sommige apparaten werken ook voor passieve koeling van het gebouw - terwijl de pomp wordt gebruikt voor zowel zomerkoeling als winterverwarming.

De energie van de omgeving wordt gebruikt als brandstof. Zo'n verwarming onttrekt warmte aan lucht, water, grondwater, enzovoort, dus dit apparaat is geclassificeerd als een hernieuwbare energiebron.

Belangrijk! Deze pompen hebben een elektrische aansluiting nodig om te kunnen werken. Alle thermische apparaten omvatten een verdamper, een compressor, een condensor en een expansieventiel.Afhankelijk van de warmtebron worden water, lucht en andere apparaten onderscheiden.

Het werkingsprincipe lijkt sterk op het principe van de koelkast (alleen de koelkast stoot hete lucht uit en de pomp absorbeert warmte)

Afhankelijk van de warmtebron worden water, lucht en andere apparaten onderscheiden. Het werkingsprincipe lijkt sterk op het principe van de koelkast (alleen de koelkast stoot hete lucht uit en de pomp absorbeert warmte)

Alle thermische apparaten omvatten een verdamper, een compressor, een condensor en een expansieventiel. Afhankelijk van de warmtebron worden water, lucht en andere apparaten onderscheiden. Het werkingsprincipe lijkt sterk op dat van een koelkast (alleen de koelkast stoot hete lucht uit en de pomp absorbeert warmte).

De meeste apparaten werken zowel bij positieve als negatieve temperaturen, maar de efficiëntie van het apparaat hangt rechtstreeks af van externe omstandigheden (d.w.z. hoe hoger de omgevingstemperatuur, hoe krachtiger het apparaat zal zijn). Over het algemeen werkt het apparaat als volgt:

1. De warmtepomp komt in contact met de omgeving. Meestal onttrekt het apparaat warmte aan de grond, lucht of water (afhankelijk van het type apparaat).
2. In het apparaat is een speciale verdamper geïnstalleerd, die is gevuld met koelmiddel.
3. Bij contact met de omgeving kookt het koelmiddel en verdampt het.
4. Daarna komt het koelmiddel in de vorm van damp de compressor binnen.
5. Daar krimpt het - hierdoor stijgt de temperatuur serieus.
6. Daarna komt het verwarmde gas het verwarmingssysteem binnen, wat leidt tot de verwarming van de hoofdkoelvloeistof, die wordt gebruikt voor ruimteverwarming.
7. Het koelmiddel koelt beetje bij beetje af. Uiteindelijk verandert het weer in een vloeistof.
8. Vervolgens komt het vloeibare koelmiddel een speciale klep binnen, die de temperatuur aanzienlijk verlaagt.
9. Aan het einde komt het koudemiddel weer in de verdamper, waarna de verwarmingscyclus wordt herhaald.

Foto 1. Het principe van de werking van een grond/water warmtepomp. Blauw staat voor koud, rood voor warm.

Voordelen:

• Milieu vriendelijkheid. Dergelijke apparaten zijn hernieuwbare energiebronnen die de atmosfeer niet vervuilen met hun uitstoot (terwijl aardgas schadelijke broeikasgassen produceert en elektriciteit vaak wordt gebruikt om steenkool te verbranden, wat ook de lucht vervuilt).
• Goed alternatief voor benzine. Een warmtepomp is ideaal voor ruimteverwarming in gevallen waar het gebruik van gas om de een of andere reden moeilijk is (bijvoorbeeld wanneer het huis ver verwijderd is van alle grote nutsvoorzieningen). De pomp steekt ook gunstig af bij gasverwarming, omdat voor de installatie van een dergelijk apparaat geen toestemming van de staat vereist is (maar als je een diepe put boort, moet je deze nog steeds krijgen).
• Voordelige extra warmtebron. De pomp is ideaal als goedkope hulpstroombron (de beste optie is om in de winter gas te gebruiken en in het voor- en najaar een pomp).

Gebreken:

1. Thermische beperkingen bij gebruik van waterpompen. Alle thermische apparaten werken goed bij positieve temperaturen, terwijl in het geval van bedrijf bij negatieve temperaturen veel pompen stoppen met werken. Dit komt vooral doordat het water bevriest, waardoor het niet meer als warmtebron te gebruiken is.
2. Er kunnen problemen zijn met apparaten die water als warmte gebruiken. Als water wordt gebruikt voor verwarming, moet er een stabiele bron worden gevonden. Meestal moet hiervoor een put worden geboord, waardoor de installatiekosten van het apparaat kunnen toenemen.

Aandacht! Pompen kosten meestal 5-10 keer meer dan een gasboiler, daarom kan het gebruik van dergelijke apparaten om geld te besparen in sommige gevallen onpraktisch zijn (om de pomp te laten renderen, moet u enkele jaren wachten)

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.

Kenmerken van het thermische lucht-watersysteem

De warmtepomp waaraan dit artikel is gewijd, heeft, in tegenstelling tot andere aanpassingen van een dergelijk apparaat (met name water-naar-water en grond-naar-water), een aantal voordelen:

• bespaart elektriciteit;
• installatie vereist geen grootschalige landwerken, boren van putten, verkrijgen van speciale vergunningen;
• Als u het systeem aansluit op zonnepanelen, bent u verzekerd van volledige autonomie.

Een belangrijk voordeel van een thermisch systeem dat windenergie onttrekt en op water zet, is honderd procent milieuveiligheid.

Alvorens verder te gaan met het ontwerp van de pomp, is het noodzakelijk om uit te zoeken in welke gevallen het systeem zich zo efficiënt mogelijk manifesteert en wanneer het gebruik ervan onpraktisch is.

Een warmtepompsysteem dat energie uit de luchtmassa haalt, kan worden gebruikt voor het verwarmen van alle soorten warmtedragers die in het CIS worden gebruikt: water, lucht, stoom

Bijzonderheden van toepassing en werk

De warmtepomp werkt uitsluitend productief in het temperatuurbereik van -5 tot +7 graden. Bij een luchttemperatuur van +7 zal het systeem meer warmte genereren dan nodig is en bij een indicator onder -5 zal het niet voldoende zijn om te verwarmen. Dit komt door het feit dat het geconcentreerde freon in de structuur kookt bij een temperatuur van -55 graden.

Theoretisch kan het systeem zelfs bij 30 graden vorst warmte genereren, maar voor verwarming zal het niet voldoende zijn, omdat de warmteafgifte direct afhangt van het verschil tussen het kookpunt van het koelmiddel en de luchttemperatuur.

Daarom, inwoners van de noordelijke regio's, waar de verkoudheid eerder komt, zal dit systeem niet werken, en in de huizen van de zuidelijke regio's kan het effectief meerdere koude maanden dienen.

Als er standaard batterijen in de ruimte worden geplaatst, zal de warmtepomp minder efficiënt werken. Het beste van alles is dat het lucht-naar-waterapparaat wordt gecombineerd met convectoren en andere radiatoren met een groot oppervlak, evenals met "warme vloer", "warme muur" waterachtige systemen.

Ook moet de kamer zelf goed van buitenaf geïsoleerd zijn, ingebouwde ramen met meerdere kamers hebben die een betere thermische isolatie bieden dan gewone houten of plastic ramen.

De warmtepomp werkt het beste samen met het "warme vloer"-watersysteem, waarbij de koelvloeistof niet boven 40 - 45º C hoeft te worden verwarmd

Een zelfgemaakte warmtepomp kan huizen tot 100 vierkante meter effectief verwarmen. m en levert gegarandeerd een vermogen van 5 kW. Het moet duidelijk zijn dat freon niet met voldoende kwaliteit kan worden gegoten in een structuur die thuis is gemaakt, dus u moet rekenen op het kookpunt tot -22 graden.

Het thuismontage-apparaat is ideaal voor het leveren van warmte aan een garage, serre, bijkeuken, klein privézwembad, enz. Het systeem wordt meestal gebruikt als bijverwarming.

Een elektrische boiler of andere traditionele apparatuur voor het stookseizoen is in ieder geval vereist. Bij strenge vorst (-15-30 graden) is het aan te raden de warmtepomp uit te schakelen om verspilling van elektriciteit te voorkomen, omdat het rendement in deze periode niet meer dan 10% bedraagt.

Warmtepompen leveren voldoende energie om water te verwarmen in overdekte privézwembaden (+)

Hoe het systeem werkt

De werkzame stof in de structuur is lucht. Via de buitenunit, die op straat is geïnstalleerd, komt zuurstof via leidingen de verdamper binnen, waar het in wisselwerking staat met het koudemiddel.

Freon wordt onder invloed van temperatuur gasvormig (omdat het kookt bij -55 graden) en komt in verwarmde vorm onder druk de compressor binnen. Het apparaat comprimeert het gas, waardoor de temperatuur stijgt.

Hete freon komt het circuit van de opslagtank (condensor) binnen, waar warmte wordt overgedragen aan water, dat later kan worden gebruikt om verwarming en SWW te organiseren. In de condensor verliest freon slechts een deel van zijn warmte en bevindt het zich nog steeds in een gasvormige toestand.

Door de gasklep te gaan, wordt het koelmiddel gespoten, waardoor de temperatuur daalt. Freon wordt vloeibaar en gaat in deze vorm de verdamper in. De cyclus wordt herhaald.

De afbeelding toont schematisch de implementatie van het principe van een elementaire warmtepomp, verdeeld door een compressor en een expander in twee circuits - hoge en lage druk

Degenen die zelfstandig een warmtepomp willen bouwen van afvalmaterialen en verouderde apparatuur, bijvoorbeeld van een oude koelkast, zullen worden geholpen door de informatie in het artikel dat we aanbevelen.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

De video introduceert het werkingsprincipe en de kenmerken van het apparaat:

Als gevolg hiervan kunnen we concluderen dat een water-naar-water-warmtepomp wordt beschouwd als een effectieve milieuvriendelijke apparatuur die is ontworpen om huizen tot 150 vierkante meter te verwarmen. De inrichting van een groter gebied vereist mogelijk al vrij complexe technische onderzoeken.

Als je vragen hebt tijdens het lezen van de verstrekte informatie, stel ze dan in het onderstaande blok. We wachten op uw opmerkingen, vragen over het onderwerp, verhalen en foto's over de bouw van een mini-waterkrachtcentrale met uw eigen handen. Wij zijn geïnteresseerd in uw mening.