Alternatieve energiebronnen zijn de toekomst! Warmtepomp voor woningverwarming

Meestal wordt gas of elektriciteit gebruikt om de ruimte te verwarmen. Deze verwarmingsmethode kost echter een flinke duit, aangezien beide vrij duur zijn.

Daarom worden alternatieve energiebronnen gebruikt voor de verwarming van particuliere en landelijke woningen, en Een van de populairste verwarmingsmethoden is het gebruik van warmtepompen.

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

Een speciaal apparaat dat in staat om warmte uit de omgeving te onttrekken heet een warmtepomp.

Dergelijke apparaten worden gebruikt als hoofd- of aanvullende verwarmingsmethode voor ruimtes. Sommige apparaten hebben ook werkzaamheden aan passieve koeling van het gebouw — De pomp wordt gebruikt voor zowel koeling in de zomer als verwarming in de winter.

De energie van de omgeving wordt gebruikt als brandstofEen dergelijk verwarmingstoestel onttrekt warmte aan de lucht, water, grondwater, etc., waardoor dit apparaat geclassificeerd wordt als een hernieuwbare energiebron.

Alle verwarmingsapparaten zijn inclusief verdamper, compressor, condensor en expansieventielAfhankelijk van de warmtebron worden water, lucht en andere apparaten onderscheiden. Het werkingsprincipe lijkt sterk op dat van een koelkast (alleen blaast de koelkast warme lucht uit en absorbeert de pomp warmte).

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

1. Warmtepomp komt in contact met de omgevingsomstandighedenMeestal haalt het apparaat warmte uit de grond, de lucht of het water (afhankelijk van het type apparaat).
2. In het apparaat is een speciale verdamper ingebouwd., die gevuld is met koelmiddel.
3. Bij contact met de buitenomgeving het koelmiddel kookt en verdampt.
4. Daarna Het koelmiddel komt in de vorm van damp de compressor binnen.
5. Daar krimpt het - dankzij dit Zijn temperatuur stijgt aanzienlijk.
6. Hierna komt het verwarmde gas in het verwarmingssysteem terecht., wat leidt tot verwarming van het hoofdkoelmiddel, dat gebruikt wordt voor verwarming van het pand.
7. Het koelmiddel koelt beetje bij beetje af. Uiteindelijk wordt het weer vloeibaar.
8. Vervolgens stroomt het vloeibare koelmiddel via een speciale klep, waardoor de temperatuur aanzienlijk daalt.
9. Uiteindelijk stroomt het koelmiddel terug naar de verdamper., waarna de verwarmingscyclus wordt herhaald.

Foto 1. Het werkingsprincipe van een grondwaterwarmtepomp. De koude warmtedrager is blauw, de warme rood.

Voordelen:

• Milieuvriendelijk. Dergelijke apparaten worden beschouwd als hernieuwbare energiebronnen, die de atmosfeer niet vervuilen met hun emissies (terwijl bij het gebruik van aardgas schadelijke broeikasgassen worden gevormd en er vaak steenkool wordt verbrand om elektriciteit op te wekken, wat ook de lucht vervuilt).
• Een goed alternatief voor gas. Een warmtepomp is ideaal voor het verwarmen van ruimtes in gevallen waar het gebruik van gas om de een of andere reden lastig is (bijvoorbeeld wanneer de woning ver van alle grote nutsvoorzieningen ligt). De pomp heeft ook als voordeel ten opzichte van gasverwarming dat er geen vergunning van de overheid nodig is voor de installatie van een dergelijk apparaat (maar bij het boren van een diepe put is die wel vereist).
• Goedkope extra warmtebronDe pomp is ideaal als goedkope hulpenergiebron (het beste is om in de winter gas te gebruiken en in de lente en herfst een pomp).

Gebreken:

1. Thermische beperkingen bij het gebruik van waterpompenAlle verwarmingsapparaten functioneren goed bij positieve temperaturen, terwijl bij gebruik bij negatieve temperaturen veel pompen stoppen met werken. Dit komt voornamelijk doordat het water bevriest, waardoor het niet meer als warmtebron gebruikt kan worden.
2. Er kunnen problemen ontstaan ​​met apparaten die water als warmtebron gebruiken. Als water voor verwarming wordt gebruikt, moet er een stabiele bron voor worden gevonden. Vaak moet hiervoor een put worden geboord, wat de installatiekosten kan verhogen.

Belangrijkste typen, hun werkingsprincipes

Alle warmtepompen verschillen van elkaar door hun energiebron. Hoofdtypen apparaten: bodem-water, water-water, lucht-water en lucht-lucht.

Het eerste woord geeft de warmtebron aan., A de tweede betekent wat het in het apparaat verandert.

Bijvoorbeeld in het geval van een bodem-water-apparaat warmte wordt uit de aarde gehaald en vervolgens omgezet in warm water, die als verwarming in het verwarmingssysteem wordt gebruikt. Hieronder gaan we dieper in op de verschillende soorten warmtepompen voor verwarming.

Bodemwater

Grondwatertype-installaties warmte rechtstreeks uit de grond halen met behulp van speciale turbines of collectorenIn dit geval is de bron de aarde, die het freon verwarmt. Het verwarmt het water in de condensortank. In dit geval koelt het freon af en stroomt terug naar de pompinlaat, waarna het verwarmde water als koelmiddel in het hoofdverwarmingssysteem wordt gebruikt.

Vloeistofverwarmingscyclus gaat door zolang de pomp elektriciteit van het netwerk krijgt. De duurste methode, vanuit economisch oogpunt, is de bodem-watermethode. Om turbines en collectoren te installeren, moeten namelijk diepe putten worden geboord of moet de ligging van de bodem over een groot gebied worden veranderd.

Water-water

Volgens hun technische kenmerken zijn water-waterpompen zeer vergelijkbaar met apparaten van grondwaterklasse met als enige verschil dat in dit geval water, in plaats van aarde, als primaire warmtebron wordt gebruikt. De bron kan zijn zowel grondwater als water uit verschillende reservoirs.

Foto 2. Installatie van een constructie voor een water/water-warmtepomp: speciale buizen zijn ondergedompeld in het reservoir.

Water-naar-water-apparaten aanzienlijk goedkoper grond-waterpompen, omdat voor de installatie ervan geen diepe putten geboord hoeven te worden.

U bent wellicht ook geïnteresseerd in:

4 formules om de warmte in huis te bepalen: regels voor het berekenen van een circulatiepomp voor een verwarmingssysteem

In welke gevallen kun je niet zonder een onderbrekingsvrije stroomvoorziening voor een warmtepomp?

Een bijna perfecte keuze: de Berezka saunakachel. Waarom is hij voor velen geschikt?

Lucht-water

Lucht-water-eenheden ontvangen warmte rechtstreeks uit de omgeving. Dergelijke apparaten hebben geen grote externe collector nodig om warmte te verzamelen; gewone straatlucht wordt gebruikt om de freon te verwarmen. Na verwarming geeft de freon warmte af aan het water, waarna het warme water via leidingen het verwarmingssysteem instroomt. Dergelijke apparaten zijn vrij goedkoop., omdat de pomp geen duur verdeelstuk nodig heeft om te kunnen functioneren.

Lucht

Een lucht-lucht-unit ontvangt ook warmte rechtstreeks uit de omgeving en voor de werking ervan zijn ook geen extern verdeelstuk nodigNa contact met warme lucht warmt het freon op, waarna het freon de lucht in de pomp verwarmt. Deze lucht wordt vervolgens de kamer in geblazen, waar leidt tot een lokale temperatuurstijging. Bovendien zijn dergelijke apparaten vrij goedkoop, aangezien er voor de werking geen duur verdeelstuk geïnstalleerd hoeft te worden.

Foto 3. Werkingsprincipe van de lucht-luchtwarmtepomp. Warmtedrager met een temperatuur van 35 graden komt in de radiatoren terecht.

Berekening voor verwarmingssystemen, tabel

De belangrijkste indicator die het vermogen van een bepaald verwarmingsapparaat aangeeft, is CPT-parameter (in de Engelse literatuur staat het bekend onder de afkorting agent). CPT- warmteconversiecoëfficiënt, die wordt berekend door het totale vermogen van het apparaat te delen door de hoeveelheid elektriciteit die per tijdseenheid wordt verbruikt. Een bepaalde pomp X verbruikt bijvoorbeeld 2 kW/u elektrische energie en genereert deze 5 kW/u thermische energie - in dit geval de waarde CPT = 5/2 = 2,5.

De conversiefactor van de meeste apparaten ligt binnen het bereik van 3 tot 7, Echter Hoe hoger de CPT, hoe duurder het apparaat zal zijn. Houd er ook rekening mee dat de CPT-waarde afhankelijk is van de omgevingstemperatuur: als deze te laag is, begint de CPT-waarde te dalen. streven naar 1 (in feite wordt er alleen elektriciteit gebruikt om het koelmiddel te verwarmen, er zal geen warmte van buitenaf worden gebruikt om het gebouw te verwarmen).

Foto 4. Tabel met berekening van het vermogen van een lucht/water-warmtepomp van de fabrikant Sapun.

Het gebruik van een bepaalde pomp moet technisch verantwoord zijn. Om een ​​apparaat aan te schaffen, wordt eerst het warmteverlies van het gebouw berekend. Hiervoor wordt de volgende formule gebruikt: CT = (OZ * MTP * KS)/860. Het wordt als volgt ontcijferd:

• Hoeveelheid warmte (maateenheden - kW/u).
• OZ — het totale volume van het gebouw.
• MTP — maximaal temperatuurverschil. Om dit getal te bepalen, trekt u de binnentemperatuur af van de buitentemperatuur. Stel, u wilt dat de binnentemperatuur in de winter : 20 °C, terwijl het op straat naast het merkteken zal staan ​​-10 °C - in dat geval MTP = 20 - (-10) = 30.
• KS — een speciale correctiefactor die rekening houdt met het type muren. Voor houten muren is de KS-indicator gelijk aan 3-4 eenheden, voor bakstenen muren - 2-3, voor baksteen in twee lagen - 1-2, voor baksteen in 2 lagen met isolatie - 0,5—1.
• Nummer 860 — een correctiefactor waarmee de uiteindelijke waarde wordt gedeeld om kilocalorieën om te rekenen naar kilowattuur.

Warmtepompinstallatie

De installatiemethode van het apparaat hangt af van het type en model van het apparaat en van de terreineigenschappen. Laten we eens kijken Een voorbeeld van de installatie van een eenvoudige grond-water-warmtepomp:

• Eerst worden voorbereidende werkzaamheden uitgevoerdIn deze fase wordt de grondwaterstand gemeten, het vermogen van het elektriciteitsnet bepaald, enz. Aan het einde van de fase wordt de put volgens plan geboord.

Foto 5. Installatie van een grond-water warmtepomp: speciale buizen worden in vooraf gegraven putten geplaatst.

• Waarna geothermische sondes worden in de boorgaten neergelaten, die warmte uit de grond haalt. In deze fase wordt ook een verdamper met koelmiddel geïnstalleerd, die warmte aan de compressor overdraagt.
• Nu moet het geïnstalleerd worden. Meestal wordt het apparaat in een kamer in de buurt van het huis geplaatst; het compressorgedeelte bevindt zich meestal minder dan 1 vierkante meter, Daarom wordt een dergelijk apparaat doorgaans in een kleine ruimte geïnstalleerd.
• Nadat dit gebeurt verbinding pomp naar het verwarmingsnetwerk van het huis via leidingenIn de laatste fase, proefdraaienen als er defecten worden gedetecteerd, wordt er een foutopsporing uitgevoerd.

Nuttige video

Bekijk een video waarin wordt uitgelegd hoe een aardwarmtepomp werkt.

Veiligheid en ecologie

Een warmtepomp is een goed apparaat dat ideaal is voor het verwarmen van een gebouw als extra warmtebron.

In dit geval worden natuurlijke hulpbronnen als brandstof gebruikt, dus de warmtepomp wordt beschouwd als een hernieuwbare energiebron.

De belangrijkste voordelen zijn veiligheid en milieuvriendelijkheid, omdat er geen gas- of kolenverbranding bij de werking wordt gebruikt.

Zo'n apparaat zal geen schade toebrengen aan mens of milieu, maar het moet verstandig worden gebruikt, omdat in sommige gevallen is het gebruik van dit apparaat is mogelijk niet raadzaam vanuit een technisch of economisch oogpunt.