Het werkingsprincipe van een warmtepomp voor het verwarmen van een huis

Voor de transformatie, overdracht en conversie van warmte-energie wordt een speciaal apparaat gebruikt dat lijkt op een airconditioner of koelkast. De warmtepomp wordt niet gebruikt voor verwarming - hij transporteert alleen meer warmte dan hij van het netwerk ontvangt. Met behulp van het apparaat kunt u de energie van de bodem, lucht of water in verwarmingscommunicatie pompen.

Werkingsprincipe en ontwerp:

De warmtepomp bestaat uit een freoncircuit met een compressor, een expansieventiel, warmtewisselaars (condensor, verdamper) en een koperen leiding. De assemblages worden aan elkaar geknoopt met behulp 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 nemen van warmtebronnen wordt het initiële medium afgekoeld en begint het koelmiddel van het interne circuit te koken en verandert het in stoom. Het gas wordt gecomprimeerd door de compressor en verliest abrupt aan volume terwijl tegelijkertijd temperatuur en druk toenemen. De werking van de verwarmde freon is om warmtebronnen over te dragen naar de verwarmingsleiding. Warmtepompen werken volgens het principe van een gesloten circuit en gebruiken alleen energie zonder de koelvloeistof direct te verwarmen.

Met de unit kunt u 3-5 kW warmte halen uit 1 kW gebruikte energiebronnen.

Soorten warmtepompen

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

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

Afhankelijk van de warmtebron kunt u het apparaat selecteren:

• lucht - onttrekt thermische bronnen aan de atmosfeer;
• geothermie - haalt energie uit water of bodem;
• secundair - werkt met secundaire warmte van water of lucht.

Secundaire warmtetoestellen kunnen energie uit rioolwater halen.

Het warmtepompapparaat verschilt ook in termen van de omgeving voor de opname en transformatie van energie, kenmerken en werkwijzen.

Grondwatersysteem

Met de apparaten kun je het hele jaar door warmte uit de ingewanden van de aarde ontvangen. Afhankelijk van het type aardwarmtecircuit kunnen de volgende aanpassingen worden gekozen:

• 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 het hele jaar door + 3 ... + 15 graden, dus warmte kan op elk moment worden verkregen .
• Verticaal - het reservoir ziet eruit als een boorgat van 50-200 m diep. Binnenin bevinden zich speciale sondes die warmte opnemen van een constante temperatuurgradiënt.

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

Water-naar-water systeem

Om een ​​kamer te verwarmen, heb je de energie van grondwater nodig met een constante temperatuur van +7 graden en hoger. De technologie zorgt voor de toevoer van water door een centrifugaalpomp naar een speciaal station. Thermische energie wordt overgebracht naar het antivriesmiddel door het onderste circuit van het apparaat.Deze optie is toegestaan ​​op sites:

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

De beste optie voor water-naar-water apparatuur is een gebied in de buurt van een rivier of een ander waterlichaam.

Systeem "water-lucht"

Warmtepompen verwarmen niet de lucht in de kamers, maar de warmtedrager zelf. Het kan worden gebruikt voor verwarming, warmwaterbereiding. Het systeem heeft een aantal voordelen:

• geïnstalleerd zonder een buitencontour te boren;
• het is betrouwbaar en duurzaam;
• effectief in de herfst en lente.

De nadelen van pompen zijn onder meer:

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

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

Air-to-air systeem

Air-to-air-apparaten ontvangen warmte-energie van straatluchtmassa's. Uiterlijk lijken ze op airconditioners, maar ze kunnen bij lage temperaturen werken. Koude lucht wordt verwarmd in een condensor. De voordelen van TN zijn onder meer:

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

Een van de nadelen van de systemen:

• het vermogen om alleen te werken bij temperaturen tot -20 graden;
• de noodzaak om in elke kamer een speciaal blok te installeren;
• gebrek aan voorwaarden voor het verkrijgen van warm water.

Lucht-naar-lucht verwarmingsapparatuur kan worden gebruikt om een ​​zomerhuisje of een landhuis extra te verwarmen.

Selectiecriteria voor systeem

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

• Installatiekosten van het systeem. Om een ​​​​VT in Moskou aan te sluiten, moet u een horizontale contour leggen. Er wordt een put gegraven (10 duizend roebel / ploeg voor het huren van een graafmachine), waarna de voorbereiding op het werk wordt uitgevoerd (5 duizend roebel). De put kost 1000 roebel / lm, rekening houdend met de installatie en leidingen van de sonde. Om het systeem normaal te laten werken, is 350 m van het circuit of 350 duizend roebel nodig.
• Energieverbruik. Een 9 kW warmtepomp verbruikt 2,7 kW/h elektriciteit, wat goedkoper is dan een vergelijkbare elektrische boiler.
• Terugbetaling. Alternatieve verwarming, rekening houdend met installatiekosten en elektriciteitsverbruik, betaalt zich na 3 jaar terug.
• Klimatologische omstandigheden van de regio van verblijf. TH's zijn niet effectief in gebieden met ijzige winters. Ze zullen niet in staat zijn om de benodigde hoeveelheid warmte uit de bodem, lucht of water op te nemen.
• Apparaat vermogen. De eigenaar van een huis met één verdieping van 10x10 vierkanten moet berekeningen maken op basis van: de maximale negatieve temperatuur (-20 graden); temperatuurverschillen buiten en in de kamer (20 - -20 = 40); warmteverlies van muren (baksteen - 13,5 kW). Aan de laatste indicator van het minimumvermogen moet u ongeveer 50% toevoegen.
• Capaciteit opslagtank. Bij 3 starts van de pomp is 30 liter water nodig, bij 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 een aantal voordelen:

• energiebesparing: bij een verbruik van 1 kW / h wordt 4 kW / h warmte verkregen;
• het verminderen van de reparatiekosten van het systeem;
• veelzijdigheid - geschikt voor installatie in regio's zonder gasleidingen, elektriciteitsleidingen, omdat, zal werken op lucht, bodem of water;
• volledige automatisering van het systeem - in geval van lange afwezigheid kan de eigenaar een constant temperatuurregime van +10 graden instellen;
• milieuveiligheid - produceert geen oxiden, zuren en benzoëverbindingen;
• geen noodsituaties - de koelvloeistof en systeemcomponenten warmen niet op tot kritische temperaturen;
• het vermogen om te werken bij temperaturen tot -15 graden;
• omkeerbaarheid - de units koelen het huis in de zomer, verwijderen warmte uit de kamers en leiden deze naar de back-upomgeving;
• langdurig gebruik: zonder revisie wordt de pomp 25-50 jaar gebruikt, een compressor-reserveonderdeel gaat elke 15-20 jaar kapot.

De nadelen van het gebruik van warmtepompen zijn onder meer:

• financiële kosten voor het inrichten van een aardwarmtesysteem;
• lange termijn (5-10 jaar) terugverdientijd van het systeem;
• de noodzaak om extra verwarming te gebruiken in koude gebieden.

In vloerverwarmingssystemen is het toegestaan ​​om ventilatorconvectoren te gebruiken die warmte of koude vanuit water naar lucht overbrengen. Als je een oud huis hebt, moet je verwarming herontwikkelen.

Populaire fabrikanten van warmtepompen

Warmtepompen worden voornamelijk geproduceerd door bedrijven uit Azië. Daikin, Mitsubishi Electric en Hitach waren de eersten die de Europese markt bevoorraden. 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

Het is mogelijk om zelf een warmtepomp te maken, alleen voor het verwarmen van een klein huis.

1. Koop een oude koelkast en demonteer deze door de automatisering te verwijderen.
2. Maak een condensor van een gehalveerde stalen tank van 100 L. In de tank wordt een koperen spoel met 1 mm dikke wanden geplaatst.
3. Maak een spoel door een koperen buis om een ​​gas- of zuurstoffles te wikkelen, met dezelfde afstand tussen de windingen.
4. Zet de windingen vast door de draad door de gaten in de aluminium hoeken te halen.
5. Las delen van de tank.
6. Maak een verdamper van een plastic bak van 60-80 liter. Het is uitgerust met een spoel en een schroefdraad voor de afvoer- en toevoerleidingen.
7. Installeer de apparatuur in de kamer en breng er 2 luchtkanalen naar toe, in de voorvleugel gesneden.
8. Soldeer koperen leidingen, pomp in freon.
9. Maak een startend begin en sluit de opbouw aan op de verwarming.

Lucht wordt via het bovenste kanaal aan de vriezer toegevoerd, gekoeld en aan de behuizing toegevoerd. Na opwarming door een warmtewisselaar aan de achterwand komen er luchtmassa's de ruimte binnen.

Als resultaat van het werk wordt een systeem met een gesloten lus verkregen. Koelmiddel circuleert erin en neemt energie op en transporteert deze van de verdamper naar de condensor. De ontvangen warmte-energie heeft een klein vermogen, daarom is het vereist om bovendien een warme vloer of radiatoren met een lage inertie aan te sluiten.

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

Schema

Een bivalent verwarmingssysteem zal helpen besparen op de onafhankelijke productie van het apparaat en de installatie ervan. Het gaat om het berekenen van het vermogen van de warmtepomp op basis van de minimumtemperatuur. De unit zal niet het hele jaar op volle capaciteit draaien.

Nanos is in dit geval een passieve unit waarop een gas- of vastebrandstofketel is aangesloten. De bypass is hierop aangesloten.

Thermische pompmodificaties zijn efficiënte maar dure apparatuur. Met een lange terugverdientijd zullen zij het enige alternatief zijn in gebieden zonder gasvoorziening.