Doe-het-zelf warmtepomp voor het verwarmen van woningen

Een warmtepomp is interessant, maar duur. De geschatte kosten van apparatuur + externe circuitapparaten zijn van $ 300 tot $ 1000 per 1 kW vermogen. Omdat we de "handigheid" van het Russische volk kennen, is het gemakkelijk aan te nemen dat meer dan één handgemaakte warmtepomp werkt in de uitgestrektheid van ons uitgestrekte en diverse thuisland. Meestal zijn er zelfgemaakte apparaten die zijn gemaakt door "koelkasten". En dit is begrijpelijk, omdat de warmtepomp en de vriezer volgens hetzelfde principe werken, het is alleen dat het systeem van verwarmingsinstallaties gericht is op het verzamelen van warmte, niet op het verwijderen ervan, en de compressor wordt gebruikt met een hoger vermogen.

Lees hier hoe het werkt.

Wat kan een warmtebron zijn voor een warmtepomp

Warmte voor het verwarmen van de kamer kan uit de buitenlucht worden gehaald. Maar hier zullen onvermijdelijk problemen tijdens de werking optreden: temperatuurschommelingen, zelfs gemiddeld dagelijks, zijn te groot, om nog maar te zwijgen van het feit dat de warmtepomp een normaal rendement vertoont bij temperaturen boven 0o C.En hoeveel regio's hebben we zo'n foto in de winter ? In het voorjaar, en zelfs dan niet vroeg, en niet in het hele gebied, en niet altijd.

Elke omgeving kan een warmtebron zijn voor uw met warmtepomp verwarmde woning

Een warmtebron in het water ziet er veel acceptabeler uit. Als er een rivier, een meer of een vijver met een behoorlijke diepte in de buurt is, is dit gewoon geweldig: je kunt de pijpleiding gewoon verdrinken. Het is alleen belangrijk dat vissers met ezels daar niet vissen.

Een andere goede optie is een put, maar de kans bestaat dat het waterpeil zakt en je op zoek moet naar een andere bron. Maar tot nu toe is alles in orde, het zal goed werken: de gemiddelde watertemperatuur in de ondergrondse horizonten is 5-7 oC. Dit is ruim voldoende voor de werking van de warmtepomp.

U zult misschien verrast zijn, maar u kunt ook gebruik maken van de riolering - de temperaturen zijn daar hoger dan in de putten. De pijpleiding kan in een beerput of put worden geplaatst, maar op voorwaarde dat deze te allen tijde onder water staat. En de buis moet chemisch resistent zijn.

Een horizontale ondergrondse collector is een uiterst arbeidsintensieve klus: het zal nodig zijn om de grond van enkele honderden vierkante meters te verwijderen tot een diepte onder het vriespunt. Dit zijn zeer grote volumes die niet alleen of zelfs met een assistent kunnen worden beheerst. En, zoals de praktijk heeft aangetoond, zijn dergelijke systemen in onze klimatologische omstandigheden niet effectief: de winters zijn te streng.

Met verticale collectoren is het niet beter - u kunt nauwelijks zonder boorapparatuur. Het aantal en de diepte van putten is afhankelijk van de bodem: het bereik van mogelijke warmteafvoer van een meter van een put is erg groot. Van 25 W / m in droge steenslag en zandgrond, tot 80-85 W / m in natte steenslag en zandgrond of in graniet. Dienovereenkomstig is het verschil in de lengte van de putten 3 keer en meer.

Hier is een diagram van het verwarmen van een huis met een warmtepomp. Bij gebruik, zoals in het beschreven voorbeeld, van twee putten en bij afwezigheid van een gesloten lus, moet de afstand tussen de twee putten minimaal 20 meter bedragen. En je moet rekening houden met de richting van de stroom, zodat koud water uit de pomp de temperatuur in de "donor" -put niet verlaagt

In het beschreven voorbeeld van een zelfgemaakte warmtepomp is de warmtebron een put met een goed waterdebiet. Water komt zo snel aan dat het het verbruik voor de huishoudelijke behoeften dekt en voldoende is om de benodigde hoeveelheid warmte over te dragen (het vereiste waterdebiet is berekend en de pomp is dienovereenkomstig geselecteerd).Maar de warmtebron voor deze wijziging kan een van de hierboven beschreven bronnen zijn, behalve lucht. Nadat u de warmtebron heeft gekozen, is het mogelijk om een ​​warmtepomp te maken om het huis te verwarmen.

Soorten warmtepompen

Om duidelijk te begrijpen wat een warmtepomp is, moet u weten wat de warmtedrager ervoor is op de contouren van zijn structuur buiten en binnen het huis. Deze koelvloeistoffen classificeren dit apparaat.

Soorten warmtepompen

Het apparaat ontvangt energie voor zijn werking uit de volgende bronnen:

• water. De bron kan een watermassa zijn, een gecentraliseerde watervoorziening of een put, enz .;
• priming;
• lucht.

Binnen wordt de energie die met een dergelijk apparaat wordt verkregen, niet alleen gebruikt voor verwarming, maar ook voor airconditioning en voor het verwarmen van water. De combinatie van verschillende functies en gebruikte elementen maakt het mogelijk om warmtepompen in verschillende typen op te delen, waaronder:

• water water;
• lucht water;
• grond water.

Water-lucht

De meest efficiënte systemen voor verwarming zijn water-watersystemen. Deze efficiëntie is te wijten aan het feit dat de temperatuur van het gebruikte water, dat zich op grote diepten bevindt, constant is en vrij hoge indicatoren heeft. Om energie uit dit soort bronnen te halen, kunnen ze gebruik maken van:

• putten en putten, met behulp waarvan grondwater wordt gepompt;
• open waterlichamen, waaronder rivieren en meren;
• afvalwater dat in de industrie is gebruikt voor technologie.

Een warmtepomp die energie gebruikt die wordt onttrokken aan een open-type reservoir, vereist de laagste kosten. In dit geval moet u leidingen vullen met koelvloeistof en ze in het water laten zakken. In het geval van grondwater wordt een duurdere constructie gebruikt, omdat de implementatie ervan al moeilijker is. Om water te lozen, moet je een put bouwen. Dit water gaat door de warmtewisselaar.

Lucht-water- of luchtcircuit

Een lucht-water-warmtepomp combineert voor- en nadelen. De voordelen zijn onder meer de nutteloosheid bij de ontwikkeling van putten met grote diepte en werkzaamheden in verband met grondreiniging. Het nadeel van deze apparaten is het lage vermogen in het koude seizoen, wat de laagste efficiëntie onder andere modellen beïnvloedt. Om dit apparaat te gebruiken, moet u de juiste apparatuur op het dak van het huis monteren.

Warmtepomp met lucht als bron

Het voordeel van dit ontwerp kan worden toegeschreven aan het vermogen om de uittredende warmte van het pand te hergebruiken, waardoor de warmtepomp wordt verwarmd in de vorm van rook, water of lucht. In de winter is alternatieve verwarming nodig om het gebrek aan warmte weg te nemen.

Grondwater

Een warmtepomp van dit type is ook een zeer efficiënte energiebron voor verwarming. Dit komt door het feit dat de warmte die wordt verkregen uit de grond van 5 meter diep constante temperatuurwaarden heeft en niet wordt beïnvloed door veranderingen in weersomstandigheden op het aardoppervlak. Op het externe circuit is de koelvloeistof een speciale veilige samenstelling, pekel genaamd, die veilig is vanuit milieuoogpunt.

Het externe circuit dat voor dit type warmtepomp wordt gebruikt, kan van het horizontale of verticale type zijn.

De leidingen die voor dit systeem worden gebruikt, moeten van kunststof zijn. Voor horizontale uitvoering is een groot stuk land nodig. Nadat de buizen onder de grond zijn gelegd, kan dit perceel niet worden gebruikt voor landbouwbehoeften.

Het is toegestaan ​​om een ​​gazon of planten van dezelfde leeftijd te laten groeien. Voor verticale uitvoering is het nodig om verschillende putten te ontwikkelen, waarvan de diepte varieert van 50 tot 150 meter, omdat op een dergelijke diepte de grond een stabiele en hoge temperatuur heeft. Zo'n apparaat wordt een geothermische pomp genoemd.Om energie van dergelijke diepten over te dragen, worden speciale sondes gebruikt.

Hoe de warmtepomp werkt

De omgeving om ons heen, bij temperaturen van meer dan één graad, heeft een bepaalde hoeveelheid energie. Met behulp van een warmtepomp kan deze energie worden gebruikt. Het werkingsprincipe is gebaseerd op warmteoverdracht van een bron met een laag potentieel met thermische energie naar een warmtedrager, waarvan de temperatuur veel hoger is.

Hoe de warmtepomp werkt

Dit is als volgt geïmplementeerd:

1. Het koelmiddel komt de pijpleiding in de grond binnen. Het warmt een paar graden op.
2. Daarna brengt het koelmiddel dat in de verdamper is gepasseerd de energie die in de verdamper is verzameld, over naar het interne circuit.
3. Koelmiddel bevindt zich in het externe circuit, dat na verwarming in een warmtewisselaar in gas verandert.
4. Om de temperatuur van dit koelmiddel te verhogen, gaat het de compressor binnen voor compressie onder hoge druk.
5. Het reeds verwarmde koelmiddelgas komt de condensor binnen, die op zijn beurt warmte afgeeft aan het koelmiddel in het verwarmingssysteem van de kamer.
6. Na het einde van de cyclus verandert het koudemiddel dat warmte heeft verloren in een vloeibare toestand en keert het terug naar zijn oorspronkelijke positie.

Koelunits werken volgens een soortgelijk principe. Daarom warmtepompen kan worden gebruikt om lucht te condenseren bij warm weer jaar (split-systemen), vanaf de koelkast.

Vanuit de bedrijfservaring van een doe-het-zelf warmtepomp

Zoals de praktijk heeft aangetoond, zijn de prestaties van de gepresenteerde optie laag: 2,6-2,8 kW. Over het hoge rendement van deze warmtepomp hoef je niet te praten: op een oppervlakte van 60 m2 bij -5 oC buiten houdt hij zelf + 17oC aan. Maar het systeem is overwogen en geïnstalleerd onder de ketel - radiatoren, bij een ingangstemperatuur van + 45oC, kunnen gewoon niet meer geven. Het systeem in huis werkte oud en het aantal radiatoren werd niet verhoogd, maar tot nu toe werden ze in de kou opgewarmd door een kachel.

Als er een regeneratieve warmtewisselaar aan de constructie wordt toegevoegd, verhoogt dit het rendement met 10-15%. Aangezien de kosten laag zijn, kunt u het doen. U heeft twee koperen leidingen van elk 1,5 meter nodig. Een met een diameter van 22 mm, de tweede - 10 mm. Een 4-aderige geleider (lengte 3-4 meter, diameter 4 mm) wordt op een dunnere geleider gewikkeld om het warmtewisselingsoppervlak te vergroten, de uiteinden zijn aan de buis gesoldeerd zodat ze niet afwikkelen. De draadgewonden buis wordt voorzichtig in de buis met grotere diameter gestoken. Het moet tussen de compressor en de verdamper worden geïnstalleerd. De verfijning is onbeduidend, maar het verhoogt de efficiëntie aanzienlijk. Toegegeven, onder bepaalde omstandigheden is het onveilig: warme freon kan in de compressor komen, wat tot een storing zal leiden.

Verbetering van het circuit: u kunt een regeneratieve warmtewisselaar toevoegen, waardoor de productiviteit met ongeveer 15-20% toeneemt

De tweede optie om de efficiëntie te verhogen, veiliger en niet minder effectief, is om een ​​extra warmtewisselaar in te bouwen voor het verwarmen van water of glycol.

Waar u op moet letten als u besluit uw eigen warmtepomp te maken. Er zijn een paar dingen die alleen uit ervaring kunnen worden geleerd:

• De startstromen van deze specifieke installatie waren heel behoorlijk. Er waren niet altijd voldoende netwerkbronnen om de installatie uit te voeren. Daarom, als u een serieuze installatie maakt, is het beter om respectievelijk een driefasige compressor te nemen en een driefasige ingang te leveren. Ja, niet goedkoop, maar voor een stabiele start van een enkelfasige compressor is een elektronische stabilisator met fatsoenlijk vermogen nodig, die ook niet goedkoop kan worden genoemd.
• Een warmtepomp op een afgewerkt radiatorsysteem geeft geen normale kamertemperatuur. Ze zijn ontworpen voor een andere koelvloeistoftemperatuur, die deze installaties, vooral zelfgemaakte, zelden kunnen geven.Upgrade daarom het systeem (voeg minstens hetzelfde aantal radiatorsecties toe) of installeer watervloeren.
• Als er drie ringen water in een put zitten, betekent dit niet dat deze een grote afschrijving heeft. Je moet weten hoeveel water hij kan geven met zijn constante selectie.

Het werkingsprincipe van de warmtepomp

Het bijzondere van warmtepompen is dat ze werken op natuurlijke energiebronnen. De pomp heeft geen diesel, elektriciteit of vaste brandstoffen nodig om warmte-energie vrij te geven.
De energiebron is water, atmosfeer en bodem. De pompen wekken geen warmte op, maar voeren deze eenvoudig af naar het gebouw. Dit verbruikt een kleine hoeveelheid elektriciteit.

Om een ​​huis van warmte te voorzien heb je alleen een warmtepomp en een warmtebron nodig. Het werkingsprincipe van het systeem lijkt op dat van een conventionele koelkast, alleen andersom. In dit geval wordt de warmte van buitenaf gehaald en naar het huis geleid.

Een belangrijk punt: het belangrijkste element in een alternatief verwarmingssysteem is precies de warmtepomp, daarom moet de constructie ervan zeer zorgvuldig worden benaderd.
De pomp bestaat uit de volgende elementen:

Kenmerken van de lucht-lucht warmtepomp:

• compressor, die een tussenliggend element van het systeem is;
• verdamper. Daarin vindt de overdracht van laag-potentiële energie plaats;
• een smoorklep waardoor het koelmiddel (freon) terugkeert naar de verdamper;
• condensor, waar freon wordt gekoeld en warmte-energie vrijkomt.

De pomp werkt volgens een bepaald principe. Het ziet er ongeveer zo uit:

Het werkingsprincipe van de warmtepomp. (Klik om te vergroten)

1. Laagwaardige warmte, die vrijkomt uit externe energiebronnen, wordt via leidingen naar de verdamper overgedragen - naar het eerste element in het pompontwerp. Warmte wordt overgedragen door warmtedragers, die bestand zijn tegen lage temperaturen en niet tegelijkertijd bevriezen.
2. Hier wordt de warmte overgedragen aan het koelmiddel, dat in een gesloten kringloop van het systeem wordt gecirculeerd. Freon wordt vaak als koelmiddel gebruikt.
3. In de compressor werkt hoge druk op freon, waardoor de temperatuur aanzienlijk stijgt.
4. In de volgende fase komt het koelmiddel de condensor binnen, waar warmte wordt overgedragen aan het verwarmingssysteem. Als gevolg hiervan gaat de warmte de kamer in en keert de freon na afkoeling terug naar een vloeibare toestand.
5. Via het drukreduceerventiel gaat de freon terug naar de verdamper, waar het proces wordt herhaald.

Op basis van het werkingsprincipe van de pomp wordt elektriciteit alleen besteed aan de werking van de compressor. Hierdoor is de warmtepomp de meest economische manier om warmte over te dragen.

Mogelijk bent u geïnteresseerd in een artikel over de kenmerken van warmtepompen voor woningverwarming. In dit artikel kunt u een gedetailleerde classificatie van warmtepompen bestuderen.

Uitkomsten

De kosten van een warmtepomp van een airconditioner zijn ongetwijfeld vele malen lager dan die van kant-en-klare fabrieksopties, zelfs die uit China. Maar er zijn hier veel nuances: je moet zorgen voor de bron en hoeveelheid geleverde warmte, de lengte van warmtewisselaars (spoelen) correct berekenen, automatisering installeren, gegarandeerd vermogen leveren, enz. Maar als u deze problemen kunt oplossen, dan is dat ongetwijfeld voordelig. Laat ons u wat advies geven: in het eerste jaar is het zeer wenselijk om een ​​back-up verwarming te hebben, en testen en proefdraaien, het is beter om het in de zomer uit te voeren, zodat er tijd is om de unit voor de start te reviseren van het stookseizoen.

Voors en tegens van warmtepompen

Naar de pluspunten gebruik van verwarmingssystemen op basis van het gebruik van warmtepompen kan worden toegeschreven het volgende:

• Winstgevendheid tijdens bedrijf;
• Milieuveiligheid van installaties;
• Brandveiligheid van installaties;
• Operationele betrouwbaarheid;
• Autonomie van het werk.

De nadelen zijn onder meer:

• Hoge prijs;
• De complexiteit van het hele complex van werken;
• De noodzaak van grote reparaties na het verstrijken van de levensduur, gepaard gaande met aanzienlijke materiële investeringen.