Warmtepomp: werkingsprincipe, toepassingsgebieden

Aangedreven door FORUMHOUSE

We krijgen warmte door hout, kolen, olieproducten en gas te verbranden. Maar deze ons bekende verwarmingsmethoden zijn eigenlijk primitief en gevaarlijk: ze verspillen onherstelbaar de hulpbronnen van de aarde en vervuilen de atmosfeer. Dit kan niet lang duren. Daarom worden traditionele methoden vervangen door energiezuinige technologieën die warmte uit de aarde en de lucht kunnen genereren zonder de natuur te schaden.

Wat is een warmtepomp?

Warmte is overal te vinden: in de lucht, het water en de aarde. Een warmtepomp is een step-up warmtetransformator, een apparaat dat warmte uit de omgeving haalt en deze overbrengt naar het verwarmings- en warmwatervoorzieningssysteem. Wanneer een warmtepomp in bedrijf is, wordt energie niet besteed aan directe verwarming van het koelmiddel, maar aan het pompen en omzetten van warmte uit de omgeving in het huis. Zo wordt een hoge energie-efficiëntie van het apparaat bereikt: wanneer 1 kilowatt elektriciteit wordt verbruikt voor de werking van de compressor, wordt 3-5 kW thermische energie gegenereerd (thermische coëfficiënt COP is 3-5 eenheden).

Wat voor warmtepompen zijn er?

Warmtepompen zijn onderverdeeld in drie typen:

• Aerothermisch (lucht), die thermische energie uit de atmosfeer ontvangen.
• Geothermie, warmte onttrekken aan de aarde.
• Aquathermal (water) - een klasse apparatuur die de warmte van de aquatische omgeving gebruikt: rivieren, meren, zee, ondergrondse watervoerende laag.

De aerothermische pomp zuigt warmte aan via een luchtwarmtewisselaar - een buitenradiator. Grondbronpompen ontvangen warmte-energie uit de grond via geothermische velden - deze worden aangelegd horizontaal onder het oppervlak van de aardleidingen, of boorgaten (sondes), waar de leidingen zijn geïnstalleerd verticaal. De sondes kunnen ook onder een hoek worden geplaatst, aangezien niet alle gebieden in de diepte kunnen boren. De collectoren van de aquathermalpomp worden in een reservoir of waterput geplaatst.

Aardwarmtepompen werken efficiënter dankzij stabiele grondtemperaturen het hele jaar door. Bij aerothermische pompen daalt de thermische coëfficiënt (COP) bij een buitentemperatuur van -15 ° C. Waterwarmtepompen zijn afhankelijk van de kwaliteit van het water: algen, kalkaanslag, corrosie - deze factoren verminderen de prestaties van het apparaat aanzienlijk.

Hoe werkt een lucht-warmtepomp?

De werking van elke warmtepomp is onderverdeeld in drie fasen:

• verzamelen van warmte uit de omgeving;
• een verhoging van de temperatuur van de verzamelde warmte;
• warmteoverdracht naar het verwarmingssysteem en warmwatervoorziening.

Het enige verschil is de methode om laagwaardige warmte uit de omgeving te halen. Met een lucht-bronwarmtepomp gaat dit als volgt:

• Het koelmiddel circuleert door de verdamper van de luchtwarmtepomp - freon. Het is een antivries en zeer vluchtige vloeistof die kookt bij lage temperaturen. De freontemperatuur is altijd lager dan de luchttemperatuur en daarom kookt het koudemiddel onder invloed ervan en wordt het omgezet in stoom. Dit wordt thermische differentiële warmteoverdracht genoemd.
• Freondamp komt de compressor binnen, waar het wordt gecomprimeerd. Onder invloed van hoge druk warmt de koudemiddeldamp op: de temperatuur van de gecomprimeerde freondamp kan 128 ° C bereiken. Deze warmte komt de condensor binnen.
• In de condensor draagt ​​hete freon-stoom warmte-energie over aan het verwarmings- en waterverwarmingscircuit. Wanneer de warmte-energie vrijkomt, wordt de stoom afgekoeld en wordt weer een vloeibare toestand, maar behoudt tegelijkertijd een hoge druk. En ook de temperatuur van het koudemiddel is in dit stadium nog onvoldoende voor een nieuwe cyclus van warmteabsorptie uit de omgeving. Daarom passeert de freon na de warmtewisselaar de smoorklep, waar de druk daalt en de temperatuur daalt. Daarna gaat het koelmiddel voor een herhaalde cyclus naar het externe circuit.

Hoe werkt een geothermische en aquathermische warmtepomp?

Het werkingsprincipe van deze warmtepompen verschilt alleen in de onttrekking van warmte aan de omgeving. Hier fungeert een circuit van ondergrondse leidingen of ondergedompeld in water als warmtewisselaar. Het is geen koelmiddel dat door de leidingen circuleert, zoals in luchtpompen, maar een tussenproduct - propyleenglycol, alcohol of een water-glycolmengsel. Het zijn deze vloeistoffen die warmte uit water of aarde verzamelen en afgeven aan de verdamper van de installatie.

Het koelmiddel komt de verdamper binnen, verwarmt het freon en zet het om in stoom. Freondamp passeert de compressor, waar het wordt gecomprimeerd en verwarmd. Daarna komt het ook in de condensor, waar het warmte overbrengt naar verwarming en warmwatervoorziening. De cyclus eindigt wanneer het koelmiddel door de smoorklep stroomt, waar het drukverlagings- en koelproces plaatsvindt. De afgekoelde freon komt weer in de verdamper.

Simpel gezegd: de warmte van lucht, water of aarde is alleen nodig om freon te koken en er stoom van te maken. Verder wordt in de compressor stoom onder invloed van druk verwarmd tot hoge temperaturen, waarvan de energie wordt gebruikt om water in het verwarmingssysteem en de warmwatervoorziening te verwarmen. Op deze manier wordt de laagwaardige warmte van de externe omgeving omgezet in hoge temperaturen van het verwarmingsmedium van het verwarmingscircuit.

Hoe de efficiëntie van een warmtepomp verbeteren?

Het verwarmingssysteem speelt een belangrijke rol bij de prestaties van een warmtepomp. De apparatuur werkt het meest efficiënt met verwarmingssystemen op lage temperatuur: vloerverwarming; ventilatorconvectoren (ventilatorwarmtewisselaars). Feit is dat de warmtepomp zo efficiënt mogelijk werkt bij een temperatuur van 35-40 ° C aan de uitlaat, en dit komt overeen met de optimale temperatuur van het verwarmingsmedium in het water-vloerverwarmingssysteem of luchtverwarming.

Kan de warmtepomp koelen?

Warmtepompen kunnen niet alleen verwarmen maar ook koelen - ze worden gebruikt voor airconditioning. Dat wil zeggen, het apparaat kan warmte uit de kamer halen en deze naar buiten afvoeren volgens hetzelfde principe, maar alleen in omgekeerde volgorde. Een koelkast is ook een warmtepomp. Dit huishoudelijke apparaat produceert geen koude, het verwijdert eenvoudig alle warmte uit de afgesloten thermische isolatiekamer.

In welke gebieden worden warmtepompen gebruikt?

Warmtepompen worden gebruikt voor verwarming en airconditioning in industriële installaties, gemeentelijke gebouwen, gebouwen met meerdere verdiepingen en particuliere woningen. Deze technologie kan alle traditionele verwarmingsmethoden vervangen. Een voorbeeld hiervan is Zweden, waar meer dan 90% van de gebouwen voor verschillende doeleinden wordt verwarmd met behulp van warmtepompen. Geothermische en aerothermische pompen zijn wijdverbreid in Europa, de VS, Japan.

Voor wie is deze verwarmingsmethode geschikt?

De warmtepomp heeft alleen elektriciteit nodig om te functioneren. Dit type verwarming is geschikt voor particuliere woningen die ver van het gasnet zijn gelegen of waar een gasaansluiting onredelijk duur is. De warmtepomp is perfect voor niet-vergaste nederzettingen waar er niet genoeg stroom is om een ​​elektrische ketel te installeren. Dit type verwarming is populair bij degenen die niet op een "kruitvat" willen leven, dat wil zeggen, het is geschikt voor mensen die bang zijn voor verstikking of explosie als er gas lekt. De warmtepomp kan worden gebruikt in commerciële gebouwen als energiezuinige verwarming.

Wat zijn de gevaren van een warmtepomp?

De warmtepomp verbrandt geen brandstof; het produceert geen schadelijke emissies in de atmosfeer en geen afval in het milieu. Het is een brand- / explosiebestendig en milieuvriendelijk apparaat. Het koudemiddel circuleert in een gesloten circuit en vormt geen gevaar voor de natuur en de mens.

Waar moet je op letten bij het kiezen van een warmtepomp?

Zoals we al zeiden, zijn warmtepompen onderverdeeld in drie typen: aerothermisch, aquathermisch en geothermisch. De eerste werken op basis van atmosferische warmte en hebben twee belangrijke nadelen: temperatuurdalingen en regelmatige vervuiling van de radiator. Bij strenge vorst daalt de thermische coëfficiënt (COP) tot 1, in plaats van de aangegeven 3-5. En ook de constante vervuiling van buitenradiatoren vermindert de efficiëntie van de aerothermische pompen. Deze installaties zijn meer geschikt voor gematigde klimaten met zachte winters.

Aquathermiepompen stellen hoge eisen aan de kwaliteit van het water en hun efficiëntie daalt wanneer het koelcircuit vuil wordt of wordt bedekt met afzettingen.

Voor onze omstandigheden is de beste keuze geothermische warmtepompen. Het "bodem-water" -systeem is het handigste, betrouwbaarste en meest efficiënt voor verwarming en warmwatervoorziening in huis. Dit komt door de vrijwel constante bodemtemperatuur het hele jaar door. Het geothermische veld wordt onder het vriespunt van de bodem gelegd, waardoor de installatie stabiel functioneert en een hoge thermische coëfficiënt produceert. Bijvoorbeeld COP van geothermische warmtepompen uit de serie FH (ФХ-401, FH-405, FH-415) tot 5 eenheden!

Bij het kiezen van apparatuur is het belangrijk dat deze niet alleen banaal water verwarmt, maar ook geavanceerde eigenschappen heeft die voldoen aan de eisen van een moderne warmtepomp. Neem bijvoorbeeld geothermische warmtepomp IQ (inverter) ФХ-415. De installatie is uitgerust met: een apparaat voor toegang op afstand; automatische herstart bij stroomuitval; bescherming van circulatiepompen; fase onbalans bescherming; klimaatregelingsmodus voor luchttemperatuur; wekelijks werkschema; weersafhankelijke modus; controle van het verwarmingselement van de warmwatertank; niet-vluchtig geheugen; geluiddichte behuizing. Dit garandeert de betrouwbaarheid, duurzaamheid en hoge energie-efficiëntie van de apparatuur.

Wat vindt u van dergelijke verwarmingssystemen? Schrijf in de commentaren.

Vrienden, er zijn al meer dan 85 duizend van ons! Abonneer je op het kanaal, deel de publicatie - wij zijn aan het werkenzodat u nuttige en relevante informatie ontvangt!

Lees ook:

• Geen stof en lawaai: hoe je een golfleisteen snijdt met een spijker.
• Welke bomen zijn gronddrogers en wat is beter om in de buurt van een beerput te planten.

Bekijk de video - Mat of glanzend? Hoe u verf voor uw huis kiest.