Water-water-warmtepomp: apparaat, werkingsprincipe, regels voor het regelen van verwarming op basis ervan

Voor verwarming en het leveren van warm water aan privéwoningen, is het raadzaam om een ​​water-water-warmtepomp te gebruiken die werkt uit natuurlijke bronnen - grondwater, rivieren, reservoirs, enz. Het systeem wordt gekenmerkt door absolute milieuveiligheid, vereist geen regelmatige uitgaven aan verbruiksartikelen en wordt daarom steeds populairder.

We zullen praten over de opties voor een warmtepompapparaat dat de eco-energie van water gebruikt om het over te brengen naar verwarmingssystemen voor woningen. Voor nieuwsgierige huismeesters hebben we de werkingsprincipes van populaire apparaatopties en constructietechnologie beschreven. Hier leest u welke apparatuur nodig is om het systeem te bedienen.

Het werkingsprincipe van de warmtepomp water-water

De warmtepomp belichaamde het principe van de Carnot-cyclus. Het bestaat uit het feit dat een bewegende stof in een gesloten systeem en onder geaggregeerde toestand van geaggregeerde toestand onder invloed van chemische, fysische of thermische factoren van geaggregeerde toestand verandert en een enorme hoeveelheid thermische energie absorbeert.

De rol van de werkende stof is een thermische drager - water uit een put of reservoir.

Zelfs in de winter behouden natuurlijke temperaturen op een bepaalde diepte een positieve temperatuur, zodat er het hele jaar door thermische energie uit kan worden gehaald.Het enige nadeel van de installatie is het hoge stroomverbruik en de noodzaak om extra apparatuur aan te schaffen.

Het diagram toont het traject van de circulatie van water en koelmiddel. Met het systeem kunt u thermische energie ontvangen, ongeacht het seizoen

De belangrijkste elementen van een water-naar-water-warmtepomp zijn:

• compressor
• verdamper;
• condensator;
• expansie-inductieklep;
• automatisch systeem voor het monitoren van indicatoren;
• meerdere snelwegen van koperen leidingen;
• werkstof (koelmiddel).

Met behulp van een speciale pomp stroomt het water door de leidingen van de bron naar de thermische installatie, waarna het interageert met gas (freon) dat kookt bij een temperatuur van + 2-3 graden. Freon neemt een deel van de warmte van water op en wordt opgenomen door de compressor, waar de temperatuur tijdens compressie stijgt.

De warmtepompapparatuur neemt veel ruimte in beslag, maar biedt de mogelijkheid om van de gemeenschappelijke afhankelijkheid af te komen

Vervolgens komt het koelmiddel in de condensor, waarna de hete substantie het water verwarmt tot een vooraf bepaalde temperatuur (van +40 tot +80 graden), die door de leidingen van het verwarmingssysteem wordt getransporteerd.

Gekoeld water komt de verdamper binnen en wordt vervolgens geloosd in de opvangput. Na het passeren van de condensor wordt het koelmiddel vloeibaar en verzamelt het zich onderaan het element en keert vervolgens via de gasklep terug naar zijn oorspronkelijke plaats. Vervolgens herhaalt de cyclus zich.

Waar moet u op letten bij het regelen van dergelijke verwarming?

Er zijn een groot aantal verschillende modificaties van warmtepompen die zijn ontworpen voor kamers van elk doel en elke grootte, en die onder verschillende omstandigheden werken. De apparatuur is bedoeld voor het verwarmen van woningen met een totale oppervlakte van 50 tot 150 vierkante meter.

Landmark nummer 1 - waterhardheid

De waterkwaliteit van een put of reservoir speelt een belangrijke rol bij de keuze van apparatuur. Niet alle modellen kunnen op hard water lopen dat grote hoeveelheden mangaan en ijzer bevat.

Een hoge concentratie van deze elementen schaadt het systeem - corrosie vormt zich sneller op de leidingen, wat leidt tot een afname van de efficiëntie van de apparatuur en de levensduur.

Neem daarom voordat u een warmtepomp koopt watermonster en analyseer de aanwezigheid van deze en andere sporenelementen - waterstofsulfide, ammoniak, chloor, enz. Meestal, als de temperatuur in de vijver hoger is dan +13 graden, dan zijn er met een grotere kans veel ijzer- en mangaanionen in het water.

Zo wordt de water-water warmtepomp gekozen rekening houdend met de hardheid van het water. Er zijn systemen waarvan de elementen het meest beschermd zijn tegen corrosie, maar ze kosten meer.

Landmark nummer 2 - werkwijze

De warmtepomp kan worden gebruikt als enige warmtebron of kan interageren met andere systemen. Daarom is het, voordat u een model kiest, belangrijk om te bepalen in welke modus het apparaat zal werken.

Er zijn twee soorten systeemfuncties:

• Monovalent. Apparaten hebben een groot vermogen, geschikt voor het verwarmen van het huis.
• Bbivalent. Minder productieve apparaten vullen de belangrijkste verwarmingsapparatuur aan.

Om een ​​autonoom systeem te bouwen met de belangrijkste water-water-verwarmingseenheid, is een monovalent type nodig.

Referentiepunt 3 - pompvermogen

Vermogen is een belangrijke indicator bij het kiezen van een warmtepomp, aangezien de systeemprestaties ervan afhangen. Hoe hoger het vermogen, hoe hoger de efficiëntie van de apparatuur, maar ook hoe groter het energieverbruik.

De prestaties van de warmtepomp water-water worden geselecteerd op basis van reële behoeften

Bij het kiezen van een apparaat met onvoldoende vermogen, zal de efficiëntie van het systeem afnemen als het warmteverlies thuis groter is dan de hoeveelheid energie die door het systeem wordt geleverd. De warmtepomp kan de klok rond werken, maar heeft geen effect door een verlaging van de watertemperatuur.

Als het warmteverlies van het gebouw lager is dan de warmteoverdracht van het systeem, start de pomp meestal automatisch enkele minuten, verwarmt het water tot de ingestelde temperatuur en transporteert het door het systeem. Vervolgens wordt het uitgeschakeld totdat de temperatuur enkele graden daalt. Vervolgens herhaalt de cyclus zich.

Landmark nummer 4 - de functionaliteit van een bepaald model

Warmtepompen kunnen extra functies hebben, dit zijn:

• Automatisch controlesysteem waarmee u het microklimaat van de kamer naar smaak kunt aanpassen. Beheer gebeurt meestal met een afstandsbediening.
• Functie van verwarmingswater voor warmwatervoorziening.
• Geluiddichte behuizing.
• De mogelijkheid om verbinding te maken met andere verwarmingssystemen, zonnecollectoren, waardoor de verwarmingsapparatuur volledig autonoom wordt.

De bedrijfsduur van water-warmtepompen bedraagt ​​doorgaans meer dan 30 jaar.

Niet minder belangrijk bij het kiezen van apparatuur, houd rekening met de kosten van installatie en installatie.

Berekening van het benodigde warmtepompvermogen

Voordat u een systeem koopt, is het belangrijk om eerst de benodigde capaciteit van de apparatuur op te stellen en te berekenen. De prestatie wordt berekend rekening houdend met de werkelijke warmtevraag. Er wordt rekening gehouden met het warmteverbruik, warmteverlies thuis en de aan- of afwezigheid van een circuit Warm water.

Berekeningsalgoritme:

1. We berekenen de totale oppervlakte van de verwarmde kamers.
2. We bepalen de benodigde hoeveelheid energie voor verwarming. De optimale indicator per vierkante meter is 0,07 kW.
3. Om een ​​huis op N vierkante meter te smelten heb je N * 0,07 kW nodig.
4. Voor Warm water voeg aan het resulterende aantal een extra 15-20% toe, dat wil zeggen N * 0,07 * 0,85 of N * 0,07 * 0,80.

Deze berekening is optimaal voor ruimtes met plafonds die niet hoger zijn dan 2,7 m. Nauwkeuriger berekeningen worden gemaakt door specialisten tijdens de voorbereiding van het project.

Voorbereidende werkzaamheden voor gebruik

De voorbereiding voor de montage, aansluiting en inbedrijfstelling van een warmtepomp uit de serie water-water omvat een aantal standaardstappen, die we verder zullen leren kennen.

De optimale waterbron kiezen

Opgemerkt moet worden dat niet elke open source of water goed geschikt voor een soepele werking van de warmtepomp.Waterkwaliteit speelt een belangrijke rol, maar filters kunnen het probleem van vervuiling helpen oplossen.

Het is toegestaan ​​om een ​​vijver of vijver te gebruiken binnen een straal van 100 meter van het gebouw. Als een dergelijke bron niet bestaat, wordt het noodzakelijk om putten te boren.

De keuze van de bron voor de warmtepomp moet gericht zijn op eenvoud en gebruikskosten. In het geval van een nabijgelegen open waterreservoir is het redelijker om het te gebruiken

Open source gedrag is voorspelbaarder dan grondwater, dus waar mogelijk wordt de voorkeur gegeven aan waterlichamen.

Installatie van een thermisch systeem met behulp van een put

Om het systeem met een warmtepomp te installeren, zijn twee putten nodig. Een van de putten wordt debet genoemd. Hierin wordt een speciale pomp ondergedompeld, met behulp waarvan water wordt genomen voor latere verwerking in het systeem. De tweede put is de ontvangende put. Gekoeld water wordt erin afgevoerd.

Afvoer- en toevoerputten moeten minimaal 15 meter van elkaar verwijderd zijn

De diepte van de debetput mag niet meer zijn dan 50 meter. Hoe dieper de waterbron is, des te krachtiger is de pomp nodig om deze te voeden, waardoor de hoeveelheid verbruikte energie zal toenemen.

Debit Well Device

Voordat u een afschrijving goed gaat gebruiken, is het belangrijk om te weten hoeveel water het kan produceren en hoeveel vloeistof er nodig is om de hele kamer van warmte te voorzien. Hoe hoger de watertemperatuur, hoe minder er nodig is voor verwarming.

Het is belangrijk om het volume vooraf te berekenen V, die een uur uit de put moet worden gepompt om de kamer te verwarmen. Stel dat er een pomp is waarvan de warmteafgifte gelijk is aan een bepaald aantal Q kW en energieverbruik - het aantal P kW Je moet ook de temperatuur van het grondwater achterhalen (t1) en hun temperatuur daarna warmte-uitwisseling (t2).

Dan ziet de formule voor het berekenen van de benodigde hoeveelheid water per uur er als volgt uit:

V = (Q-P) / (t1-t2).

Het is analytisch onmogelijk om te bepalen of een debetput de vereiste hoeveelheid water kan leveren, daarom wordt deze getest. Binnen 3 dagen pompt de pomp ononderbroken water uit de put. Er wordt dus ook gecontroleerd of de opvangput goed genoeg water kan opnemen bij hoge belasting.

Het is belangrijk om te begrijpen dat grondwater zich onvoorspelbaar gedraagt, dus water uit een debetput kan in de loop van de tijd kleiner worden. Zo worden in het voorjaar getijden waargenomen en in de winter neemt het water juist af. Als er niet genoeg water in de put is, wordt het systeem automatisch uitgeschakeld, er treedt geen verwarming op.

Kenmerken van de ontvangende put

De ontvangende buisvormige put bevindt zich stroomafwaarts van het grondwater. Het is analytisch onmogelijk om te bepalen in welke richting water beweegt. Kies daarom in de praktijk voor een willekeurige put en een debetput en kom deze tegen onderdompelbaar de pomp.

Als tijdens het gebruik van het systeem het waterniveau niet daalt, is de keuze correct gemaakt. Als het niveau is gedaald en de watertemperatuur is gedaald, moet u putten verwisselen - overbrengen onderdompelbaar pomp in een ander gat.

De afvoerpijp in de opvangput moet enkele centimeters in water worden ondergedompeld en mag de bodem niet bereiken. Als u de afvalvloeistof van bovenaf afvoert, leidt dit tot wateroverlast. De buisvormige put kan stoppen met water opnemen en verstopt raken.

Het resultaat bedreigt overloop en in de winter mogelijk ijsvorming. De beste optie voor een ontvangende bron is een rivier of vijver. Als deze objecten niet in de buurt zijn, is het noodzakelijk om een ​​of meer opvangputten te boren om overloop te voorkomen.

De afbeelding toont een voorbeeld van het gebruik van één put als een ontvangende en debetput

Het is onmogelijk te achterhalen of een put analytisch of met een testmethode water zal ontvangen. De praktijk leert dat een put goed jarenlang continu water kan opnemen en zelfs in één seizoen kan uitvallen.

Er zijn technologieën die het mogelijk maken om één put als debet te gebruiken en goed te ontvangen, maar deze methode is niet effectief - de werking zal gepaard gaan met moeilijkheden, mogelijk een verlaging van de watertemperatuur, wateroverlast en een aantal andere problemen.

Apparaatsysteem met behulp van een vijver

De geselecteerde vijver moet diep genoeg zijn zodat de onderste waterlagen niet bevriezen tijdens strenge vorst. In de zuidelijke regio's is de optimale diepte ongeveer 1 meter, in de noordelijke regio's is een bron met een diepte van 3 meter of meer vereist. Ook moet de vijver stabiel zijn - schommelingen in het waterpeil en de verlaging ervan zijn onaanvaardbaar.

Er zijn twee pijpleidingen naar het reservoir - debet en ontvangst. In de opvang is een dompelpomp geïnstalleerd

Als pijpen wordt aangeraden om modellen van te gebruiken PNDgekenmerkt door duurzaamheid en betrouwbaarheid. Het is belangrijk om de leidingen te beschermen tegen bevriezing door ze extra te isoleren en tegen doorbraken.

Een huis voorbereiden op een warmtepomp

Om te communiceren met de water-water-warmtepomp, moet een verwarmingssysteem op waterbasis in het huis worden uitgerust, gepresenteerd in de vorm van buizen, radiatorbatterijen. Voor betere isolatie in de vloer en muren is het ook toegestaan ​​om verwarmingsbuizen te installeren.

Als de apparatuur wordt gebruikt om warm water te leveren, moet het huis een opvangsysteem hebben. Om de pomp te laten werken, moet u verbinding maken met een elektrisch netwerk met onbeperkt vermogen.

Zonder aanvullende maatregelen voor thermische isolatie van het huis (isolatie buiten, installatie van tweekamerramen, enz.) bediening van de warmtepomp heeft geen zin.

Experts raden aan om ook te installeren ventilatiesysteem met luchtverwarmingsmechanisme. De freon die in de apparatuur wordt gebruikt, is schadelijk voor de mens. Als in de systeemlus voorkomen microfracturen, dan komt het gas vrij en verplaatst daardoor de lucht uit de kamer. Het koelmiddel kan bij een persoon een verergering van longaandoeningen veroorzaken, astma-aanvallen.

De warmtepomp is zwaar materiaal, het gewicht kan tonnen bereiken (afhankelijk van vermogen en grootte), daarom moet u in sommige gevallen uw eigen fundering bouwen, niet verbonden met de fundering van het huisje.

Voordat u de apparatuur installeert, moet u rekening houden met de toegestane afmetingen van de kamer, de afstand houden tot de muren aangegeven in het productpaspoort.

Extra uitrusting

De keuze extra uitrusting voor de warmtepomp - een verantwoorde taak, waarvan de oplossing voor een groot deel de langetermijnservice van het verwarmingssysteem als geheel en de afwezigheid van problemen bij de werking bepaalt.

Onderdompelbaar pomp voor putten en vijvers

Als de warmtepomp in het systeem wordt gebruikt om warm water te leveren, kan een apparaat met een kleine capaciteit de druk in de kranen verlagen. Een krachtige pomp lost dit probleem op, maar verbruikt meer energie. Minimaal toegestaan ​​vermogen tijdens bedrijf FGP - 1 kW.

Er zijn veel verschillende aanpassingen. onderdompelbaar pompen.De keuze wordt gemaakt rekening houdend met drie criteria, dit zijn:

• Vloeibaar bedraggebruikt voor pompen (hoe meer water u moet transporteren, hoe hoger het pompvermogen moet zijn).
• Nou diepte (hoe dieper de put, hoe groter de capaciteit van de apparatuur moet zijn);
• Goed diameter (geven traditioneel de voorkeur aan 4-inch assen, omdat ze het grootste aantal pompen hebben gemaakt, in tegenstelling tot 3-inch).

Om de diepte van de put te bepalen, moet de lading op het touw worden vastgezet en in de schacht worden neergelaten. Het natte deel van het touw geeft de volledige diepte van de put aan, het droge bepaalt de afstand van het begin van het water tot het oppervlak.

De pomp wordt ondergedompeld in de boorput tot een door de fabrikant van het apparaat gespecificeerde diepte. Het gegevensblad geeft doorgaans aan hoeveel meter er tussen de waterspiegel en de pomp, de onderkant van de uitgang en de pomp moet zijn

Zowel universele pompen als speciaal voor putten ontworpen apparatuur kunnen geschikt zijn voor mijnen. Als de mijn is ontwikkeld door professionals, is deze minder verstopt met zand, dus je kunt veilig een universele pomp gebruiken.

Pompen die speciaal zijn ontworpen voor boorgaten zijn duurder, maar ze presteren uitstekend met zand en modder, minder verstopping. Universeel zijn gevoelig voor een hoog gehalte aan organische stoffen, ze moeten regelmatig van vuil worden ontdaan, waardoor hun levensduur wordt verkort.

Pompen met automatische apparatuur verdienen de voorkeur, omdat wanneer de motor oververhit raakt, overmatige verstopping of gebrek aan water in de put, ze zichzelf uitschakelen, waardoor de motor niet oververhit raakt en niet faalt.

Volgens het werkingsprincipe worden 2 typen onderscheiden onderdompelbaar pompen:

• Centrifugaal.
• Trillend.

Voor werkzaamheden in putten die water in kalksteen produceren, verdienen centrifugale diepe modellen de voorkeur. Ze zijn gevoelig voor water met zandkorrels en kleisuspensie.

Als de warmtepomp wordt aangesloten op een open reservoir, is het beter om oppervlaktepompapparatuur te gebruiken die is ontworpen voor het verpompen van vuil water, of een goedkoop trilapparaat.

Warmtepomp tussenwarmtewisselaar

In warmtepompen, tijdens de circulatie, koelt Freon mogelijk niet voldoende af, wat leidt tot oververhitting van de compressor als gevolg van een te hoge uitlaattemperatuur. Daarom is het belangrijk om de koeling van de stof te verbeteren, waardoor de druk in de circuits wordt verlaagd.

Alle warmtepompen hebben nog een ander probleem: het koelmiddel kan zich vermengen met waterdamp. Als er vloeistof in de compressor komt, kan dit gebeuren. waterslag. In dit geval moet u het onderdeel repareren of vervangen. Er kan ook water in de olie komen en het is moeilijk om het daar uit te halen.

Alle bovengenoemde problemen worden opgelost door een tussenliggende warmtewisselaar te installeren. Warmtewisselaars zijn er in drie soorten: open type, shell-and-tube en coil.

Modificatie van het open type neutraliseert de vloeistof die tijdens de circulatie in de freon is opgesloten, waardoor de kans wordt geminimaliseerd waterslag compressor. Het apparaat kenmerkt zich door hoge prestaties met minimaal stroomverbruik.

Bij het installeren van een open type warmtewisselaar is het belangrijk om de maat van de vloeistofleiding correct te selecteren om een ​​minimale drukcompressie te garanderen

Goed geselecteerde buizen neutraliseren de mogelijkheid van kokende vloeistof. Tegelijkertijd moet de klep voldoende capaciteit hebben zodat de vloeistof bij een laag drukverschil het apparaat kan binnendringen.

De shell-and-tube warmtewisselaar wordt aangeboden in de vorm van een gesloten ontwerp. Warmte-uitwisseling vindt plaats door de wanden van de leidingen en de vloeistof en het koelmiddel daarin mengen zich niet, in tegenstelling tot open, wat zorgt voor een hoge druk voor de circulatie van stoom en lucht.

De spiraalwarmtewisselaar wordt gekenmerkt door de aanwezigheid van een stroomregelaar die de stroom van vloeibare freon regelt. De grootte van het apparaat is afhankelijk van het vermogen van de warmtepomp.Het is noodzakelijk om een ​​product te kiezen, rekening houdend met de functionaliteit en het beschikbare bedrag. Het verdient aanbeveling om de voorkeur te geven aan opvouwbare modellen.

Filters van warmtepompen

Water uit putten of vijvers komt niet in pure vorm. Het kan zand, vuil, verschillende sporenelementen bevatten - ijzer, waterstofsulfide, mangaan, chloor, ammoniak, enz. Voordat het de warmtepomp binnengaat, moet het water worden gefilterd.

Allereerst moeten grote stoffen worden verwijderd: stenen, zand, vuil, slib. Om ze uit het water te verwijderen, is installatie vereist hydrocycloon.

Hydrocycloon - een apparaat dat nodig is voor behandeling met ruw water. Het moet worden geselecteerd rekening houdend met het vermogen van de pomp

Vervolgens is het belangrijk filters te installeren die ijzer, waterstofsulfide, mangaan en ammoniak elimineren. Deze sporenelementen verkorten de levensduur van de apparatuur en tasten deze aan.

Je kunt filters gebruiken omgekeerde osmose, wasverzachters, ijzer verwijderaars en hun aanpassingen. Om ervoor te zorgen dat u warm water drinkt, moeten ook koolstoffilters en een UV-sterilisator die bacteriën en virussen vernietigt, worden uitgerust.

Stroomgenerator voor noodstroom

Warmtepompen werken op het lichtnet, dus als er een stroomstoring optreedt, blijft het huis zonder verwarming. Het is raadzaam om daarnaast een elektrische generator aan te schaffen die op brandbare stoffen werkt.

Het is belangrijk dat de generator het nodige vermogen kan genereren om de pompcompressor te laten werken

Kenmerken van de werking van zo'n warmtepomp

Een keer per jaar is het noodzakelijk om een ​​onafhankelijke visuele inspectie van de pompcomponenten uit te voeren, de aanbevelingen voor onderhoud op te volgen - de onderdelen tijdig smeren, de juiste werking van het apparaat bewaken bij het verpompen van water.

Sommige soorten apparatuur moeten regelmatig worden gecontroleerd (meestal 1-2 keer per jaar) door specialisten in het servicecentrum. Identificeer tijdens de inspectie:

• lekkage van motorolie door scheuren in het circuit;
• kwaliteit van de inrichting;
• drukniveau in tanks en circuits;
• storingen in de voedingsbedrading.

De installatie van een water-naar-water-warmtepomp moet worden toevertrouwd aan opgeleide specialisten. Systeeminefficiëntie wordt meestal geassocieerd met onjuiste installatie. Thermische apparatuur is geschikt voor gebruik door zowel inwoners van de zuidelijke regio's als de noordelijke.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

De video introduceert het werkingsprincipe en de kenmerken van het apparaat:

Als gevolg hiervan kunnen we concluderen dat de water-naar-water-warmtepomp wordt beschouwd als een efficiënte, milieuvriendelijke apparatuur die is ontworpen om huizen tot 150 vierkante meter te verwarmen. Voor de inrichting van gebouwen van een groter gebied zijn wellicht al vrij ingewikkelde technische onderzoeken nodig.

Als u vragen heeft terwijl u zich vertrouwd maakt met de verstrekte informatie, stel deze dan in het onderstaande vak. We kijken uit naar uw opmerkingen, vragen over het onderwerp, verhalen en foto's over de bouw van een mini-waterkrachtcentrale. We zijn benieuwd naar uw mening.