Warmtepompen voor huisverwarming: soorten en werkingsprincipe

Alternatieve verwarmingsopties zijn onder meer de groeiende populariteit van warmtepompen. Door de hoge kosten van apparatuur en installatie van een dergelijk ontwerp kunnen sommige eigenaren van privéwoningen de verwarmingskosten niet minimaliseren. Ze moeten zeker overwegen om een ​​doe-het-zelf-warmtepomp te maken.

Apparaat en werkingsprincipe

Bijna elk medium om ons heen heeft een bepaalde hoeveelheid thermische energie, op voorwaarde dat de temperatuur hoger is dan 1° C.Waarom zou u een deel van deze energie niet gebruiken om uw eigen huis te verwarmen? Dit gebeurt met een warmtepomp.

Het werkingsprincipe van een warmtepomp gebaseerd op warmteoverdracht van een bron met een laag potentieel aan thermische energie naar een warmtedrager met een hogere temperatuur is gebaseerd. In de praktijk ziet het er zo uit:

1. De koelvloeistof komt in de pijpleiding terecht, bijvoorbeeld in de grond, en warmt enkele graden op.
2. Vervolgens komt het koelmiddel de warmtewisselaar (of verdamper) binnen en draagt ​​de verzamelde warmte-energie over aan het interne circuit.
3. Het koudemiddel (een stof met een laag kookpunt, die onder lage druk staat), die zich in het externe circuit bevindt, wordt in de verdamper verwarmd en omgezet in gas.
4. Vervolgens komt het gasvormige koelmiddel de compressor binnen, waar het onder hoge druk wordt gecomprimeerd. In dit geval wordt de temperatuur van het koelmiddel nog hoger.
5. Heet gas komt de condensor binnen, waar het thermische energie overbrengt naar het koelmiddel van het interne verwarmingssysteem van het huis.
6. Hierna wordt het koelmiddel dat warmte heeft verloren in vloeibare toestand teruggevoerd naar het systeem.

De werking van koelunits is gebaseerd op hetzelfde principe, dus sommige soorten warmtepompen in de zomer kunnen met succes worden gebruikt als airconditioning, dat wil zeggen voor het koelen van een kamer.

Met de warmtepomp kunt u het huis verwarmen met een lage potentiële thermische energie van de omgeving

Video: apparaat en bediening van thermische units

Soorten eenheden

Een duidelijk idee van de opties voor het ontwerp van warmtepompen is hun classificatie naar type koelmiddel op de externe en interne contouren van de constructie. Het apparaat kan energie ontvangen van:

• bodem;
• water (waterlichaam of bron);
• lucht.

In het huis kan de ontvangen thermische energie worden gebruikt in het verwarmingssysteem, maar ook voor het verwarmen van water of voor airconditioning. Daarom zijn er verschillende soorten warmtepompen, afhankelijk van de combinatie van deze elementen en functies.

Grondwatersysteem

Warmte uit de grond halen wordt beschouwd als een van de meest effectieve voor dit type alternatieve verwarmingaangezien de bodemtemperatuur al op ongeveer vijf meter van het oppervlak vrij constant blijft, is deze weinig vatbaar voor veranderingen in de weersomstandigheden.

Een geothermische warmtepomp maakt gebruik van speciale warmtegeleidende sondes

Als koelmiddel op het externe circuit wordt een speciale vloeistof gebruikt, die gewoonlijk pekel wordt genoemd. Het is een milieuvriendelijke verbinding.

Het externe circuit van de grondwaterwarmtepomp is gemaakt van kunststof buizen. Je kunt ze horizontaal of verticaal in de grond plaatsen. In het eerste geval moet u mogelijk op een groot gebied werken, van 25 tot 50 vierkante meter. m per kilowatt pompvermogen. De voor de horizontale collector gereserveerde gebieden kunnen niet voor landbouwdoeleinden worden gebruikt. Hier is alleen een afbraak van het gazon of het planten van eenjarige bloeiende planten toegestaan.

Voor de aanleg van een verticaal reservoir zijn een aantal putten nodig met een diepte van 50-150 meter. Aangezien de temperatuur van de grond op deze diepte hoger en stabieler is, wordt een dergelijke geothermische warmtepomp als efficiënter beschouwd. In dit geval worden speciale dieptesondes gebruikt om warmte over te dragen.

Water-naar-water pomp

Warmte kan een even effectieve keuze zijn. pomp water water, omdat de watertemperatuur op grote diepte vrij hoog en constant blijft. Als bron van lage potentiële thermische energie kan worden gebruikt:

• open stuwmeren (meren, rivieren);
• grondwater (putten, putten);
• afvalwater van industriële technologische cycli (omgekeerde watervoorziening).

Er zijn geen fundamentele verschillen in het ontwerp van de grondwater- of water-water-warmtepompen. De laagste kosten vereisen de bouw van een warmtepomp die de energie van een open reservoir gebruikt: leidingen met koelvloeistof moeten worden voorzien van lading en ondergedompeld in water. Het benutten van het grondwaterpotentieel vereist een complexer ontwerp. Mogelijk is een extra put nodig om het water dat door de warmtewisselaar stroomt, af te voeren.

Het gebruik van een water-water-warmtepomp in een open vijver kan zeer voordelig zijn.

Universele optie "lucht-water"

Door efficiëntie warmtepomp lucht water inferieur aan andere modellen, omdat in het koude seizoen het vermogen aanzienlijk wordt verminderd. Voor de installatie ervan is echter geen complex werk nodig bij graafwerkzaamheden of de bouw van diepe putten. Het is alleen nodig om geschikte apparatuur te selecteren en te installeren, bijvoorbeeld direct op het dak van het huis.

De lucht-water-warmtepomp kan worden geïnstalleerd zonder uitgebreide installatiewerkzaamheden

Een ongetwijfeld voordeel van dit ontwerp is de mogelijkheid om warmte die het door de warmtepomp verwarmde pand verlaat met uitlaatlucht of water, rook, gas enz. Te hergebruiken. Om het gebrek aan vermogen van de luchtwarmtepomp in de winter te compenseren, moeten alternatieve verwarmingsopties worden overwogen.

De goedkoopste optie is misschien een lucht-lucht warmtepomp, waarvan de constructie geen ingewikkeld werk vereist om een ​​traditioneel waterverwarmingssysteem in kamers te creëren.

Lees meer over dit type warmtepomp in ons artikel:https://neo.aquatechn.com/nl/otoplenie/alt_otoplenie/teplovoj-nasos-vozdux-vozdux.html.

Voor- en nadelen van het systeem

De installatie van een warmtepomp thuis en de opname ervan in het verwarmingssysteem of de oprichting van een volwaardig verwarmingsstation lost een aantal dringende problemen op en heeft de volgende voordelen:

• het is een autonoom verwarmingssysteem, waarvan het enige centrale element de aansluiting op het elektriciteitsnet is;
• deze methode kan aanzienlijk besparen op dure energiedragers die traditioneel worden gebruikt voor verwarming en de energiekosten aanzienlijk verlagen.De gemiddelde warmteomzettingscoëfficiënt is 3,5 - 4,5. Vanaf 1 kW elektriciteit wekt de pomp 3 tot 7 kW warmte op. Dit zijn de hoogste tarieven van alle soorten ketels die op elke brandstof werken;
• het systeem is veilig voor de menselijke gezondheid en voor het milieu. Het helpt de niet-hernieuwbare energiebronnen van de planeet te redden;
• brandveiligheid en onbrandbaarheid van onderdelen. Deze ketel raakt niet oververhit, explodeert niet, brandt niet, stoot geen koolmonoxide uit;
• één pomp kan zowel warmte als koude produceren, wat zorgt voor het nodige microklimaat in huis, en voor het verwarmen van water voor huishoudelijk gebruik;
• duurzaamheid - volgens de ervaring van Europese inwoners is de levensduur van de apparatuur 20-50 jaar;
• comfort en stille werking. Het systeem wordt gestuurd door automatisering;
• voor de installatie van de pomp zijn geen goedkeuringen vereist, die nodig zijn tijdens de installatie van bijvoorbeeld gasapparatuur.

In Noorwegen en Zweden wordt 95% van alle woningen verwarmd door warmtepompen.

De voordelen van zo'n systeem zijn veel groter dan de nadelen

De nadelen zijn onder meer:

• de relatief hoge installatiekosten en de pomp zelf, de terugverdientijd van een dergelijk systeem hangt af van de intensiteit van zijn werking;
• de noodzaak om specialisten aan te trekken en speciale boor- en andere apparatuur te gebruiken om een ​​geothermische pomp uit te rusten met een verticaal circuit met een diepte van 200 m.

Zelf een warmtepomp maken

Warmtepompen gebruiken om uw huis te verwarmen is winstgevend en handig. De ervaring leert dat in particuliere woningen met een woonoppervlakte van meer dan 400 vierkante meter. m zo'n ontwerp zal zijn vruchten afwerpen binnen een paar jaar, ondanks de hoge kosten. Eigenaren van woningen met een bescheidener omvang ontwikkelen en installeren met succes warmtepompen naar eigen ontwerp. Hier zijn enkele richtlijnen voor het maken van deze handige apparaten:

• Eerst moet u zorgen voor de aanschaf van een compressor, bijvoorbeeld ontworpen voor airconditioning. Meestal wordt het aan de muur bevestigd.
• een ander belangrijk onderdeel van het ontwerp - de condensator - kan onafhankelijk worden gedaan. Om dit te doen, moet u een spoel maken van een koperen buis (minimaal 1 mm dik), die in een metalen of plastic behuizing wordt geplaatst. Een geschikte tank is geschikt als behuizing. Nadat de spoel is geïnstalleerd, worden de helften van de tank gelast, waarbij de nodige schroefdraadverbindingen worden gemonteerd. De verdamper wordt meestal ook aan de muur gemonteerd. Om een ​​hoogwaardige spoel te maken, kun je een koperen leiding om een ​​object met een geschikte diameter wikkelen, een gasfles is heel geschikt. Gebruik een geperforeerde aluminium hoek waarop de spoelen van de spoel zijn bevestigd om ervoor te zorgen dat de afstand tussen de windingen hetzelfde is.
• definitieve installatie van deze apparatuur: solderen van een koperen buis, injectie van freon, enz. - mag alleen worden uitgevoerd door een gekwalificeerde specialist. Onjuiste acties kunnen de apparatuur beschadigen, daarnaast gaan ze gepaard met een grote kans op persoonlijk letsel.
• daarna wordt het ontwerp aangesloten op het interne verwarmingssysteem van het huis.
• vervolgens wordt het externe circuit geïnstalleerd en aangesloten, de kenmerken van dit proces zijn afhankelijk van het type warmtepomp.

Voordat u de warmtepomp start, kan het geen kwaad om de toestand van de huisbedrading en meter te diagnosticeren. Oude en verouderde apparatuur moet worden vervangen. Acceptabele vermogensmeter is minimaal 40 ampère.

Helaas voldoet niet elke warmtepomp voor woningverwarming aan de verwachtingen van de eigenaren. Meestal komt dit door het ontbreken van correcte thermodynamische berekeningen. Het resultaat is een systeem met onvoldoende vermogen of de kosten van te krachtige apparatuur stijgen onredelijk. Om een ​​systeem met een geschikte capaciteit te kiezen, moet rekening worden gehouden met het warmteverlies van het gebouw en met vele andere kenmerken. Dergelijke berekeningen moeten worden toevertrouwd aan een ontwerpingenieur.

Kosteneffectiviteit en haalbaarheid van het gebruik van warmtepompen

Om gedurende vele jaren aanzienlijke besparingen op het verwarmingsbudget te realiseren, is het noodzakelijk om aanzienlijke bedragen uit te geven in de ontwerp- en installatiefase. De terugverdientijd van een dergelijk verwarmingssysteem is vertraagd in de tijd, het hangt af van de bedrijfsomstandigheden.

Energie uit de omgeving hoeft niet betaald te worden en houdt daar niet op.

Als de vloer en muren in huis goed geïsoleerd zijn, werkt de warmtepomp zo efficiënt mogelijk. Warmteverliezen mogen niet hoger zijn dan 100 W per 1 vierkante meter. meter.

Hieronder volgt een vergelijking van de verwarmingskosten bij gebruik van verschillende energiebronnen.

Om te besparen op verwarming, moet u veel geld uitgeven aan het installeren van een warmtepomp

Het is zeer gunstig om de pomp op te nemen in een systeem van vloerverwarming of wanden, waar de bedrijfstemperatuur ongeveer 40 graden is. Een indicator voor besparingen kan worden beschouwd als de afwezigheid van oververhitting van het verwarmingscircuit en bevriezing van het koelmiddel wanneer de pomp is uitgeschakeld, wat de betrouwbaarheid van het systeem verbetert en het risico op een ongeval en de frequentie van preventieve en reparatiewerkzaamheden vermindert.

De kosten van het installeren van een dergelijk systeem zijn afhankelijk van verschillende factoren:

• de oppervlakte van het verwarmde pand van het huis;
• een verscheidenheid aan pompontwerp;
• verwarmingssystemen en leidingen die in het huis zijn gelegd;
• indicatoren van warmteverlies.

Voor een klein huis van 130 vierkante meter. m bij het installeren van een pomp met een bodemwarmtetoevoer, zullen de kosten van de apparatuur 450.000 p. bedragen, en de installatie zal 300.000 p trekken.

De lucht-waterpomp kost 300 00 r., De installatie is 80 000 r. Dit is de goedkoopste optie.

De kosten van installaties beginnen vanaf 450 duizend roebel.

De maximale kosten zijn nodig voor diep boren met een laag vriespunt en voor een groot oppervlak van de woning, bijvoorbeeld 400 vierkante meter. m. Apparatuur kost 800.000 p., en installatie - 360.000 p. De kosten omvatten alle ontwerp en graafwerkzaamheden, grondwerken en alle elementen van de pomp en het verwarmingssysteem.

Materiaal bijgewerkt 03.03.2018