Lucht-lucht warmtepomp: werkingsprincipe, apparaat, selectie en berekeningen

Warmtepompapparaat

Het werkingsprincipe is al lang bekend. Er zijn drie gesloten hermetische circuits - intern, compressor, extern.

Hoofd onderdelen:

1. Verwarmingssysteem. Het is het beste om vloerverwarming te gebruiken. Een extra optie is de warmwatervoorziening.
2. Condensator. Brengt de buiten verzamelde energie van het koelmiddel (meestal freon) over naar de warmtedrager (water) voor verwarming.
3. Verdamper. Selecteert thermische energie uit de koelvloeistof (bijvoorbeeld ethyleenglycol) die in het externe circuit circuleert.
4. Compressor. Het pompt het koelmiddel uit de verdamper, zet het om van gasvormige naar vloeibare toestand, verhoogt de druk en koelt het af in de condensor.
5. Expansieklep. Geïnstalleerd met een verdamper. Regelt de koelmiddelstroom.
6. Buitencontour. Het wordt op de bodem van een reservoir gelegd of in putten neergelaten.
7. Pompen met een binnen- en buitencontour.
8. Automatisering.Regelt het systeem volgens een vooraf bepaalde hoeveelheid ruimteverwarming en veranderingen in de buitentemperatuur.

De buitencontour in de vijver bij het gebouw ziet er als volgt uit.

De collector werkt het hele jaar door. In de winter, op een diepte van meer dan 3 meter, is de watertemperatuur voldoende voor verwarming.

Na de verdamper gaat het koelmiddel door de compressor waar de druk en temperatuur toenemen. Vervolgens geeft het in de condensor warmte af aan het verwarmingssysteem.

Het koelmiddel gaat dan door een opening waar de druk sterk daalt door uitzetting. Bij de overgang naar een gasvormige toestand daalt de temperatuur van het koelmiddel vrijwel onmiddellijk. Dit proces is in de praktijk voelbaar bij het tanken van een gasaansteker uit een blikje vloeibaar gemaakt gas. Een aanzienlijk temperatuurverschil draagt ​​bij aan de efficiënte opname van warmte door het koelmiddel uit het externe circuit.

Er is ook een open collector-optie. Mogelijk als de waterkwaliteit goed is. Dan worden het systeem en de pomp niet bedreigd door dichtslibbing, afzetting van hardheidszouten, versnelde corrosie.

Dergelijke warmtegeneratoren kregen pas praktische toepassing na de energiecrises van de jaren 70 van de vorige eeuw.

Tot dan toe werd hun ontwikkeling belemmerd door de relatief goedkope energiebronnen - olie, gas, enz. Bovendien belemmerde de imperfectie van de technologie de massale introductie van innovatie.

Is DIY-installatie mogelijk?

Ondanks de technische complexiteit van warmtepompen, kunnen ze onafhankelijk worden geïnstalleerd. Om precies te zijn, je bent vrij om al het "vuile werk" met je eigen handen te doen: het leggen van technische leidingen en elektriciteitsnetwerken, het ophangen van binnen- en buitenunits.De paspoortdocumentatie voor elk specifiek type warmtepomp bevat uitgebreide informatie over de installatieomstandigheden van de blokken, de helling, lengte en toegestane bochten van technische routes.

Het enige dat later overblijft, is om een ​​specialist uit te nodigen die de juiste installatie van het systeem zal controleren en ervoor zal zorgen: de juiste inbedrijfstelling. U kunt dit werk niet zelf doen: u hebt apparatuur nodig voor het reinigen en ontluchten van het systeem, het vullen van koelmiddel - over het algemeen is dit proces behoorlijk technologisch en complex.

Benadrukt moet worden dat de installatie van dergelijke airconditioningsystemen niet "on the fly" gebeurt. Een gedetailleerde voorlopige berekening is vereist, in het bijzonder is het noodzakelijk om de klasse van apparatuur te bepalen die geschikt is voor specifieke klimatologische omstandigheden en om het voldoende vermogen te berekenen. Uiteraard zorgt stadsverwarming op basis van warmtepompen voor nog meer moeilijkheden bij het ontwerpen en afstemmen van werkzaamheden met aannemers.

Basis installatieregels

Voor een hoogwaardige installatie van een natuurlijke circulatiekachel moeten de volgende belangrijke stappen worden genomen:

1. Het verdient de voorkeur om radiatoren op gelijke hoogte onder ramen te plaatsen.
2. Installeer de ketel.
3. Installeer expansievat.
4. Verbind de geïnstalleerde elementen met leidingen.
5. Plaats de koelvloeistof in het verwarmingssysteem en controleer alle componenten op lekkage.
6. Start de cv-ketel en geniet van de warmte in huis.

Belangrijke informatie van installateurs:

1. De ketel moet zo laag mogelijk worden geïnstalleerd.
2. Leidingen moeten met een achterwaartse helling worden gelegd.
3. Het wordt aanbevolen om een ​​groot aantal wikkelingen in het systeem te vermijden.
4. Gebruik leidingen met een grote diameter.

We hopen dat we alle nuances van een verwarmingssysteem hebben onthuld zonder een pomp die je huis zal helpen verwarmen.

Zie de uitleg van het zwaartekrachtcircuit in de volgende video voor informatie over het installeren van een verwarmingssysteem zonder pomp:

Pagina 3

Circulatiepompen zijn momenteel als optie verkrijgbaar in vloeistofverwarmingssystemen. Ze worden gebruikt voor het verwarmen van alle soorten brandstof.

In de meeste gevallen verhoogt de installatie van een extra pomp in het natuurlijke circulatiesysteem de bewegingssnelheid en verwarming van de kamer aanzienlijk. Het apparaat zelf heeft geen bijzonder complex ontwerp en is klein van formaat.

Bijzondere aandacht moet worden besteed aan de parameters van de extra pomp en het systeem

Duurzaamheid en onderhoud van het systeem

Velen kunnen worden afgeschrikt door de door de fabrikant opgegeven levensduur van het systeem van 7-10 jaar. In de praktijk ligt dit cijfer beduidend hoger, alleen een warmtepomp kan in de loop van de tijd aan prestaties inboeten.

Dit is voornamelijk te wijten aan de geleidelijke lekkage van het koelmiddel in de externe omgeving en de verontreiniging ervan met vocht en andere onzuiverheden. In dit geval wordt voorzien in een vrij eenvoudige onderhoudsprocedure, die bestaat uit het reinigen van het koelmiddel en het aanvullen van de concentratie.

Slijtage aan mechanische onderdelen zoals een compressor of ventilator is onvermijdelijk. Een goede warmtepomp biedt echter de mogelijkheid om de samenstellende delen modulair te vervangen. De duurzaamheid van de apparatuur wordt volledig bepaald door de gebruiksomstandigheden en de technische perfectie van het systeem.Werken aan de limiet, periodieke ijsvorming van de buitenunit en andere schendingen van de normale bedrijfsmodus - dit is wat vanaf het begin moet worden uitgesloten, zodat de apparatuur de tijd heeft om zichzelf volledig terug te betalen en tegelijkertijd het gewenste te brengen warmte en comfort van gebruik naar huis.

rmnt.ru

Voors en tegens

De voordelen van het gebruik van een warmtepomp zijn:

1. Mogelijkheid tot toepassing in afgelegen dorpen waar geen gasleiding is.
2. Zuinig verbruik van elektriciteit alleen voor de werking van de pomp zelf. De kosten zijn veel lager dan bij het gebruik van elektrische apparaten voor ruimteverwarming. Een warmtepomp verbruikt niet meer energie dan een huishoudelijke koelkast.
3. Mogelijkheid om een ​​dieselgenerator en zonnepanelen als energiebron te gebruiken. Dat wil zeggen, bij een noodstroomuitval stopt de verwarming van het huis niet.
4. De autonomie van het systeem, waarin u geen water hoeft toe te voegen en het werk hoeft te regelen.
5. Milieuvriendelijkheid van de installatie. Tijdens de werking van de pomp worden geen gassen gevormd en zijn er geen emissies naar de atmosfeer.
6. Werk veiligheid. Het systeem raakt niet oververhit.
7. Veelzijdigheid. U kunt een warmtepomp installeren voor verwarming en koeling.
8. Duurzaamheid van de werking. De compressor moet eens in de 15 tot 20 jaar worden vervangen.
9. De vrijgave van het pand, dat bedoeld was voor de stookruimte. Bovendien is het niet nodig om vaste brandstoffen aan te schaffen en op te slaan.

Nadelen van warmtepompen:

1. Installatie is duur, maar verdient zichzelf binnen vijf jaar terug;
2. In de noordelijke regio's is het gebruik van extra verwarmingsapparaten vereist;
3. De bodeminstallatie schendt, hoewel enigszins, het ecosysteem van de site: het zal niet werken om het territorium te gebruiken voor een tuin of moestuin, het zal leeg zijn.

De werking van het verwarmingssysteem vanaf zo'n pomp

Het werkingsprincipe van de installatie zelf is hierboven beschreven. Hierdoor wordt de warmtedrager verwarmd in het tweede circuit van de warmtewisselaar, dat later als warmtebron zal dienen voor het verwarmen van het gebouw of individuele ruimtes.

De klassieke optie voor het verdelen van de verwarmde koelvloeistof is om de warmtewisselaar met twee aparte leidingen aan te sluiten op het verdeelspruitstuk en de boiler. Op hun beurt zijn kachels, vloerverwarming en andere apparatuur aangesloten op de kam. Een dergelijke distributie is noodzakelijk vanwege de verschillende werkingsmodi van warmwater- en verwarmingssystemen.

De lijn van lucht/water-warmtepompen bepaalt het vermogen van installaties van 2 tot 120 kW, waardoor u apparatuur voor verwarming en warmwatervoorziening van een woongebouw van elke grootte kunt kiezen.

Koude lucht modus

Het ontwerp van warmtepompen maakt het niet alleen mogelijk om het huis in de winter te verwarmen, maar ook om gekoelde lucht te leveren op warme dagen in de zomer. Om dit te doen, wordt de circulatie van het koelmiddel gestart in een omgekeerde cyclus. Het koelen van verwarmingsapparaten zal echter niet het gewenste effect hebben, omdat de koude lucht die naar beneden afdaalt, geen comfortabele omstandigheden kan creëren in het hele volume van de kamer. Om de lucht/water unit voor airconditioning te gebruiken, is daarom een ​​convector vereist die wordt aangeblazen door een ventilator.

Daarnaast zijn in het circulatiecircuit een 4-wegklep, een tweede smoorklep en 2 pijpleidingen geïnstalleerd.Wanneer de klep wordt geschakeld, sluit de leiding in de richting van de "winter" -gasklep en opent deze in de richting van de "zomer"-klep, en het gekoelde koelmiddel wordt aan de convector toegevoerd. De verwarming van warm water wordt ook uitgeschakeld.

De kosten van een dergelijke verbetering, rekening houdend met extra apparatuur, materialen en werk, kunnen redelijk vergelijkbaar zijn met de kosten van een airconditioner. Daarom is het in de meeste gevallen redelijk om te weigeren om in de split-modus te werken, maar gewoon een airconditioner te kopen.

Waarom geen hout?

Buren gebruiken meestal houtkachels, maar deze optie was in eerste instantie niet naar hun zin. Elk jaar is het nodig om brandstof te leveren, de ketel schoon te maken en de verbranding ervan te controleren. Met elektriciteit is alles veel eenvoudiger - je drukte op de tuimelschakelaar, het werd warm. Het enige nadeel van deze methode zijn de hoge elektriciteitskosten. Op het moment dat het verwarmingssysteem werd gelanceerd, kostte een kilowattuur in de regio Moskou 5,29 roebel.

We wilden zo'n waardevolle hulpbron natuurlijk zo zuinig mogelijk gebruiken, daarom hebben we gekozen voor een lucht-naar-lucht-warmtepomp. Dit is de goedkoopste versie ervan, het werkt bijna als een airco.

Verwarmingssysteem op basis van warmtepomp

De warmte-energie die door de warmtepomp wordt geproduceerd, kan op elke manier worden gebruikt. In de regel wordt dergelijke apparatuur gebruikt om water te verwarmen, dat vervolgens wordt gebruikt voor de warmwatervoorziening (keuken, badkamer, bad) en voor verwarming.

De praktijk leert dat het beter is om vloerverwarming te gebruiken dan te verwarmen met radiatoren. Naast het feit dat dit zachte warmte is en geen water tot een hoge temperatuur hoeft te verwarmen, is er een derde, en belangrijk in termen van zuinigheid.

Hoe lager de temperatuur van het te verwarmen water, hoe hoger het rendement van een warmtepomp.Als voor radiatoren het water moet worden opgewarmd tot 50-55 graden, dan voor warme vloeren - 30-35 graden. Zelfs als de temperatuur van het inlaatwater 1-2 graden is, zal het verschil in efficiëntie ongeveer 30% zijn.

Lucht wordt vaak gebruikt voor ruimteverwarming. Dit is vooral effectief in regio's waar de temperatuur niet onder 0 komt, en ook als een warmtepomp wordt gebruikt als extra bron van warmte-energie.

Het is het handigst om hiervoor ventilatorconvectoren te gebruiken, maar voor hun installatie moet u ofwel een vals plafond bouwen of esthetiek opofferen. Als er geforceerde ventilatie is, kunt u deze gebruiken om warme lucht toe te voeren.

Nu zijn warmtepompen in het GOS niet zo wijdverbreid als in andere landen. We hebben nog goedkope traditionele warmtebronnen zoals kolen, gas en hout. Maar de situatie verandert voortdurend en steeds vaker worden warmtepompen gebruikt voor het verwarmen van woningen en utiliteitsbouw.

In dit artikel hebben we geprobeerd de voor- en nadelen van verschillende soorten warmtepompen in detail te beschrijven. We hopen dat het nuttig voor je was. Vergeet het bericht niet te delen met je vrienden!

Voor- of nadelen?

Omdat deze apparaten relatief recent bij ons zijn verschenen, behandelen veel Russen ze nog steeds met groot wantrouwen. In de VS, Europa en Japan worden ze al lang en met succes gebruikt. Er kan echter niet worden gezegd dat dergelijke apparatuur een absoluut mysterie is voor ons land, "terra incognita".

In de USSR werd ook geëxperimenteerd met dergelijke alternatieve energiebronnen. Deze technologie is echter nog niet op grote schaal toegepast.

Daarom is het belangrijk om te begrijpen waarom, en heeft het veel zin om bekende systemen te vervangen door een eco-noviteit? Het voorvoegsel "eco" kan in dit geval zowel ecologie als economie betekenen.

Voordelen:

Het eerste en onbetwistbare voordeel van warmtepompen is de aanzienlijke energiebesparing. Ja, ze hebben het, in tegenstelling tot zonnecollectoren, nodig, maar in veel kleinere hoeveelheden. Een elektrische boiler (of verwarming) neemt bijvoorbeeld evenveel energie op als warmte produceert. Een warmtepomp daarentegen verbruikt een minimum aan elektriciteit en produceert drie tot zeven keer meer warmte. De apparatuur kan 5 kWh verbruiken, maar genereert minimaal 17 kWh warmte. Hoog rendement is de meest aantrekkelijke kwaliteit van thermische ketels.

1. Serieuze energiebesparing. De prijzen voor alle soorten brandstof stijgen onverbiddelijk en met een warmtepomp kunt u meer warmte krijgen tegen lagere energiekosten.
2. Mogelijkheid tot installatie in elk gebied, omdat lucht, water of grond een warmtebron kan worden. Bijzonder relevante apparatuur voor locaties ver van de gasleiding.
3. Omkeerbaarheid van de installatie. Warmtepompen zijn universeel. In de winter zorgen ze voor warmte, in de hete zomer zorgen ze voor verkoeling in de ruimte. Niet alle modellen hebben deze functie echter.
4. Duurzaamheid. Apparatuur die goed wordt verzorgd, kan 25-50 jaar probleemloos werken. Vervanging van de compressor kan om de 10-15 (maximaal 20) jaar nodig zijn.
5. Mogelijkheid tot gebruik in alle omstandigheden: waar geen elektriciteit is, is een benzine- of dieselmotor geïnstalleerd.
6. Besparing op onderhoud. De apparatuur vereist geen grote kosten.
7. Ononderbroken werking bij -15°.
8. Volledige automatisering van de warmtepomp.
9. Veiligheid voor het milieu.
10. Gratis warmtebron.

Naast de voordelen hebben de systemen ook zwakke punten.

Gebreken

Waaronder:

1. De prijs van warmtepompen en de kosten van het aanleggen van een geothermisch systeem. Bovendien betaalt de apparatuur zich niet direct terug. Eigenaren zullen minimaal 5 jaar moeten wachten. De uitzondering zijn luchttoestellen die geen extra investeringen vergen.
2. De noodzaak om een ​​extra warmtebron toe te voegen in die regio's waar de temperatuur vaak lager is dan -20 °. Zo'n systeem wordt bivalent genoemd. Als de warmtepomp uitvalt, wordt de warmtegenerator (gasboiler, elektrische verwarming) aangesloten.
3. Milieuvriendelijkheid staat nog ter discussie. Er is geen bedreiging voor de mens, maar het bestaat voor het ecosysteem. In de bodem leven bijvoorbeeld micro-organismen - anaëroben. Met een sterke afkoeling van de ruimte bij de leidingen staan ​​ze voor de naderende dood.
4. Bijna een noodzaak om een ​​driefasig elektriciteitsnet in huis te voorzien. Voor de juiste werking van de warmtepomp is het noodzakelijk om spanningsdalingen te minimaliseren die uitval van de installatie kunnen veroorzaken.

Het gebruik van dergelijke apparatuur is optimaal in systemen waar een koelmiddel op lage temperatuur wordt gebruikt, bijvoorbeeld een "warme vloer".

Om te begrijpen of het raadzaam is om een ​​warmtepomp aan te schaffen en te installeren, zullen eigenaren alle voor- en nadelen moeten afwegen. De belangrijkste "tegenstanders" zijn energie(brandstof)besparingen en serieuze aanschaf- en installatiekosten. De belangrijke nadelen van HP zijn onder meer een laag rendement in het koude seizoen, maar er zijn modellen die zelfs bij -35 ° warmte kunnen genereren. Maar je zult er nog meer voor moeten betalen.

Is het de moeite waard om geld uit te geven aan de aanschaf en installatie van een warmtepomp? Iedereen beslist voor zichzelf. Een eenmalige investering geeft u de kans om grote verwarmingskosten voor altijd te vergeten. Bovendien getuigt de volledige veiligheid voor de bewoners en de bijna volledige veiligheid voor het milieu in het voordeel van de apparatuur.