Het principe van de werking van een warmtepomp voor het verwarmen van een huis

Een speciaal apparaat dat lijkt op een airconditioning of een koelkast wordt gebruikt om warmte-energie te transformeren, over te dragen en om te zetten. De warmtepomp wordt niet gebruikt voor verwarming - hij transporteert alleen meer warmte dan hij van het netwerk ontvangt. Met behulp van het apparaat is het mogelijk om de energie van aarde, lucht of water in verwarmingscommunicatie te pompen.

Principe van bediening en ontwerp

De warmtepomp bestaat uit een freon-circuit met een compressor, een expansieklep, warmtewisselaars (condensor, verdamper) en een koperen leiding. De knooppunten zijn met elkaar verbonden door middel van fittingen en automatische onderdelen.

Het werkingsprincipe van de unit is gebaseerd op de selectie van laagwaardige warmte:

• water (van +2 tot +7 graden);
• lucht (van -25 tot +35 graden);
• grond (van -5 tot +5 graden).

Tijdens het opnemen van warmtebronnen wordt het initiële medium gekoeld en begint het koelmiddel van het interne circuit te koken en wordt het omgezet in stoom. Het gas wordt gecomprimeerd door de compressor en verliest dramatisch volume, terwijl het de temperatuur en druk opvoert. De werking van voorverwarmd freon is het overdragen van warmtebronnen naar de verwarmingsleiding. Warmtepompen werken op een gesloten manier en gebruiken alleen energie zonder directe verwarming van het koelmiddel.

Met de unit haalt u 3-5 kW warmte uit 1 kW gebruikte energie.

Soorten warmtepompen

Warmtepompen voor het verwarmen van een woonhuis worden geclassificeerd op basis van verschillende criteria. Afhankelijk van het type energieoverdracht:

• Compressie - bestaat uit een compressor, condensor, verdamper en expander. De apparatuur werkt volgens het principe van een compressiecyclus en expansie van het koelmiddel met verdere verwarming.
• Absorptie - werk op basis van absorberend en freon. Het absorptieapparaat is zeer efficiënt en is een pomp van de nieuwe generatie.

Afhankelijk van de warmtebron kun je het apparaat oppakken:

• lucht - onttrekt warmte aan de atmosfeer;
• geothermisch - haalt energie uit water of grond;
• secundair - werkt met de secundaire warmte van water of lucht.

Secundaire verwarmingsapparaten kunnen energie uit afvalwater halen.

Het warmtepompapparaat varieert ook in de omgeving van de inlaat en transformatie van energie, kenmerken en werkwijzen.

Grondwatersysteem

Met apparaten kunt u het hele jaar door warmte uit de ingewanden van de aarde halen. Afhankelijk van het type geothermische contour kunnen de volgende wijzigingen worden geselecteerd:

• Horizontaal - een systeem in de vorm van buizen die zich onder het vriespunt van de grond bevinden, op een diepte van 1,5-2 m. Het temperatuurregime bereikt gedurende het jaar + 3 ... + 15 graden, zodat er op elk moment warmte kan worden verkregen.
• Verticaal - de verzamelaar ziet eruit als een put van 50-200 m diep. Binnenin bevinden zich speciale sondes die warmte wegnemen van een constante temperatuurgradiënt.

Bij het aanbrengen van de verticale contour moet rekening worden gehouden met de geologische samenstelling van de grond. Op de site waar de horizontale contour zich bevindt, kun je geen huizen bouwen of tegels leggen.

Water-naar-water-systeem

Om de kamer te verwarmen, moet je de energie van grondwater gebruiken met een constante temperatuur van +7 en hoger dan graden. De technologie zorgt voor de toevoer van water door een centrifugaalpomp naar een speciaal station. Door het onderste circuit van het apparaat wordt thermische energie overgedragen naar antivries. Deze optie is toegestaan ​​in gebieden:

• zonder grondwater of met een minimaal niveau van voorkomen;
• met putten waarin het watermerk niet daalt;
• met minimale zoutsamenstelling en vervuiling;
• voorzien van een afwateringsput, geschikt voor 2200 liter afvalwater per uur.

De beste optie voor water-naar-waterapparatuur is het gebied nabij een rivier of ander water.

Water-naar-luchtsysteem

Warmtepompen verwarmen niet de lucht in de kamers, maar de koelvloeistof zelf. Het kan worden gebruikt voor verwarming en het bereiden van warm water. Het systeem heeft verschillende voordelen:

• geïnstalleerd zonder het externe circuit te boren;
• verschilt in betrouwbaarheid en duurzaamheid;
• effectief in herfst en lente.

De nadelen van pompen zijn onder meer:

• verlaging van COP wanneer de temperatuur +1,2 graden bereikt;
• het gebruik van achteruit voor het ontdooien van de buitenunit.

Stations zijn niet het enige middel om warmte op te wekken. Ze werken in combinatie met een verwarmingsketel.

Air-to-air systeem

Air-to-air-apparaten ontvangen thermische energie van straatluchtmassa's. Uiterlijk lijken ze op airconditioners, maar ze kunnen werken bij lage temperaturen. In de condensor wordt koude lucht verwarmd. De voordelen van VT zijn onder meer:

• een prijs vergelijkbaar met de prijs van een airconditioner;
• snelle installatie;
• geen risico op lekkage van warmtedragers.

Een van de nadelen van de systemen:

• de mogelijkheid om alleen te werken bij temperaturen tot -20 graden;
• de noodzaak om een ​​speciale eenheid in elke kamer te installeren;
• gebrek aan voorwaarden voor warm water.

Thermische apparatuur "air-to-air" kan worden gebruikt om een ​​huisje of een landhuis extra te verwarmen.

Systeem selectiecriteria

Voordat u een warmtepomp koopt, moet u rekening houden met:

• De kosten van het regelen van het systeem. Om de VT in Moskou aan te sluiten, moet je een horizontale omtrek leggen. Er wordt een put uitgegraven (10.000 roebel / ploeg voor het huren van een graafmachine), waarna de voorbereiding op het werk (5.000 roebel) wordt gemaakt. Een putje kost 1000 roebel / mp, rekening houdend met de installatie en het vastbinden van de sonde. Om het systeem goed te laten werken, heb je 350 m circuit of 350 duizend roebel nodig.
• Energieverbruik. Een 9 kW VT verbruikt 2,7 kWh elektriciteit, wat goedkoper is dan een vergelijkbare elektrische boiler.
• Terugverdientijd. Alternatieve verwarming, rekening houdend met installatiekosten en elektriciteitsverbruik, zal na 3 jaar zijn vruchten afwerpen.
• Klimatologische omstandigheden in de woonregio. VT's zijn niet effectief in gebieden met ijzige winters. Ze zullen niet de juiste hoeveelheid warmte uit de grond, lucht of water kunnen opnemen.
• Apparaatvermogen. De eigenaar van een huis met één verdieping van 10x10 vierkanten moet berekeningen maken op basis van: de maximale negatieve temperatuur (-20 graden); temperatuurverschillen in de straat en in de kamer (20 - -20 = 40); warmteverlies van muren (baksteen - 13,5 kW). Ongeveer 50% moet worden toegevoegd aan de laatste minimumvermogensindicator.
• De capaciteit van de opslagtank. Met 3 starts van de pomp is 30 liter water nodig, met 5 starts - 20 liter.

Bij het selecteren van apparatuur wordt rekening gehouden met de staat van het huis en de kenmerken van het gebied waar het zich bevindt.

Voor-en nadelen

Verwarmingscommunicatie met een warmtepomp heeft verschillende voordelen:

• energiebesparing: bij een debiet van 1 kW / h wordt 4 kW / h warmte verkregen;
• verlaging van de kosten voor systeemreparatie;
• universaliteit - geschikt voor installatie in regio's zonder gaspijpleidingen, hoogspanningsleidingen, zoals werkt vanuit lucht, bodem of water;
• volledige automatisering van het systeem - in geval van langdurige afwezigheid kan de eigenaar een constant temperatuurregime van +10 graden instellen;
• milieuveiligheid - produceert geen oxiden, zuren en benzoëverbindingen;
• geen noodsituaties - de koelvloeistof en systeemcomponenten worden niet warm tot kritische temperaturen;
• de mogelijkheid om te werken bij temperaturen tot -15 graden;
• omkeerbaarheid - installaties koelen het huis in de zomer, verwijderen warmte uit kamers en leiden het naar een reserve-omgeving;
• langdurig gebruik: zonder grote reparaties wordt de pomp 25-50 jaar gebruikt, het compressoronderdeel faalt eens in de 15-20 jaar.

De nadelen van het gebruik van warmtepompen zijn onder meer:

• financiële kosten voor het organiseren van een geothermisch systeem;
• lange (5-10 jaar) terugverdientijd van het systeem;
• de behoefte aan extra verwarming in koude gebieden.

In vloerverwarmingssystemen is het toegestaan ​​ventilatorconvectoren te gebruiken die warmte of koude uit water naar lucht transporteren. Als u oude woningen heeft, heeft u een herontwikkeling van verwarming nodig.

Populaire warmtepompfabrikanten

Warmtepompen worden voornamelijk geproduceerd door bedrijven uit Azië. De eerste die Europese producten lanceerden, waren Daikin, Mitsubishi Electric en Hitach. De apparatuur wordt ook geproduceerd door fabrikanten uit Zuid-Korea (LG en Samsung), China (Midea en Gree).

Europese merken Dimplex, Nibe, Alpha-Inno Tec, AJ Tech, CIAT, Technibel, Atlantic, Airwell, Buderus hebben ook ATW-modificaties.

DIY warmtepomp

Zelf een warmtepomp maken is alleen mogelijk voor het verwarmen van een klein huisje.

1. Koop een oude koelkast en demonteer deze door de automatisering te verwijderen.
2. Maak een condensor van een stalen tank van 100 l, doormidden gesneden. Een koperen spoel met wanden van 1 mm dik wordt in de tank geplaatst.
3. Een spoel maken door een koperen buis op een gas- of zuurstoffles te wikkelen met dezelfde afstand tussen de windingen.
4. Vergrendel de spoelen door de draad door de gaten in de aluminium hoeken te halen.
5. Lastank onderdelen.
6. Maak een verdamper uit een plastic bak van 60-80 liter. Het installeert een spoel en draad voor afvoer- en toevoerleidingen.
7. Installeer de apparatuur in de kamer en breng 2 luchtkanalen die in de voorste vleugel zijn gesneden.
8. Koperen buizen soldeer, freon pomp.
9. Maak een start-up en verbind de structuur met verwarming.

Lucht wordt via het bovenste kanaal naar de vriezer gevoerd, afgekoeld en in de behuizing gevoerd. Na het opwarmen met een warmtewisselaar op de achterwand komen de luchtmassa's de kamer binnen.

Als resultaat van het werk wordt een systeem met een gesloten lus verkregen. Koelmiddel circuleert erin en neemt energie op van de verdamper naar de condensor. De ontvangen thermische energie heeft een klein vermogen, daarom is het noodzakelijk om een ​​warme vloer of radiatoren met een lage traagheid aan te sluiten.

De uitlaatwatertemperatuur zal niet meer zijn dan 50-60 graden.

Regeling

Om te besparen op de onafhankelijke fabricage van het apparaat en de installatie ervan, wordt het bivalente schema van het verwarmingssysteem ondersteund. Het houdt in dat het vermogen van de VT wordt berekend op basis van de minimumtemperatuur. Gedurende het jaar zal de installatie niet op volle capaciteit werken.

Nanos is in dit geval een passieve unit, waarop een gas- of vaste brandstofketel is aangesloten. De bypass is aangesloten op de laatste.

Thermische modificatie van pompen is een effectieve, maar dure uitrusting. Met een lange terugverdientijd zijn ze het enige alternatief in gebieden zonder gasvoorziening.