Lucht-lucht warmtepomp: werkingsprincipe, apparaat, selectie en berekeningen

Wilt u convectieverwarming in het huis uitrusten, waar een lucht-naar-lucht warmtepomp wordt gebruikt om het koelmiddel te verwarmen, wat een aanzienlijke besparing op verwarmingskosten oplevert? Ben het ermee eens dat volledige verwarming krijgen in een bedrijf met warm water bijna gratis is - een zeer verleidelijke gebeurtenis.

Maar u weet niet hoe u zo'n systeem moet bouwen om het pand op een alternatieve manier te verwarmen en warm water te krijgen voor huishoudelijke doeleinden?

We zullen helpen om dit probleem op te lossen - het artikel belicht het werkingsprincipe en het ontwerp van de pomp. De energie van een dergelijk systeem hoeft alleen te worden besteed aan de werking van de compressor en het grootste deel van de warmte wordt gewoon van de straat gehaald uit de atmosfeer, waarvoor we geen geld nodig hebben.

De voordelen van de implementatie in het systeem en aanzienlijke nadelen worden ook overwogen. Speciale aandacht wordt besteed aan de selectie en berekening van de pomp.

En voor liefhebbers om alles met hun eigen handen te doen, bieden we aan om zo'n pomp zelf te bouwen met geïmproviseerde materialen. We bieden fotomateriaal en video-aanbevelingen over het ontwerp en de werking van de warmtepomp om u te helpen.

Karakteristiek lucht-luchtwarmtepomp

Elke warmtepomp verwijst naar apparatuur uit de scope van alternatieve energie. Hij haalt de thermische energie van de luchtmassa's op straat, uit de omringende ruimte in de kamer, om deze te verwarmen met residentiële en niet-residentiële objecten.

Er worden geen brandbare brandstoffen gebruikt.

Extern warmtepomp (TN) lucht-lucht is vergelijkbaar met een inverter-airconditioner, split systeem van het externe en interne blok.

En volgens het werkingsprincipe lijkt het meer op een koelkast, het werkt alleen 'andersom'. Maar in tegenstelling tot beide is deze warmtepomp in staat om de luchtmassa in huis zowel te koelen als te verwarmen.

De warmtepomp haalt laagwaardige warmte-energie uit de atmosfeer van de straat en verwarmt daarmee de ruimtelucht tot comfortabele temperaturen

Werkingsprincipe en interne regeling

Een eenvoudig fysisch fenomeen van de thermodynamica is de hoeksteen van de werking van lucht-lucht warmtepompen - een vloeistof koelt het oppervlak waarmee het tijdens verdamping wordt verspreid. Stoom boven een mok hete thee heeft bijvoorbeeld hetzelfde effect.

Een gewone koelkast werkt ook volgens dit principe. Binnenin bevinden zich buizen waardoor het koelmiddel onder hoge druk circuleert. Het neemt warmte van de binnenkant van de vriezer op en warmt tegelijkertijd lichtjes op.

Vervolgens wordt de verzamelde warmte via een warmtewisselaar (roosters achter de koelkast) naar de ruimtelucht overgebracht.

In de winter verwarmt de lucht-lucht warmtepomp de kamerlucht en in de zomer kan deze deze koelen

En zodat het koelmiddel, nadat het is afgekoeld tot bedrijfstemperaturen, in de compressor wordt gecomprimeerd. En voor de werkcyclus, freon in het systeem compressor-condensor-verdamper verandert voortdurend van een gasvormige toestand naar een vloeibare toestand en vice versa.

De luchtwarmtepomp werkt op precies dezelfde manier. Hij haalt alleen warmte van de straat en niet uit een gesloten vriezer. Zelfs als het buiten ijzig is, is er nog steeds veel thermische energie in de atmosfeer.

Om warmte te produceren heeft de warmtepomp alleen de energie nodig die aan de compressor wordt besteed. Het diagram toont in detail het proces van warmteoverdracht

De lucht-lucht warmtepomp bestaat uit de volgende elementen:

• compressor;
• Verdamper met geforceerde luchtblazer;
• expansieventiel;
• koperen buizen voor het verpompen van freon tussen straat en huis;
• een condensor met een ventilator voor het toevoeren van verwarmde lucht naar de kamer.

De eerste drie elementen vormen de buitenpost en de laatste verwijst naar de binnenkant van de warmtepomp. Warmte-geïsoleerde koperen buizen zijn ontworpen voor continue beweging van het koelmiddel tussen deze modules van het split-systeem.

De beweging van freon in de warmtepomp vindt plaats in een vicieuze cirkel, waardoor deze constant samentrekt en uitzet

Het algoritme voor lucht-luchtwarmtepompwerking is als volgt:

1. De straatlucht wordt door de ventilator aangezogen in de buitenunit en door de lamellen van de externe verdamper gedreven. De freon die door de warmtewisselaar circuleert, absorbeert de thermische energie erin en verandert in een gasvormige toestand.
2. Vervolgens komt het gas de condensor binnen, waar het wordt samengeperst. En dan wordt het door koperen leidingen naar de binnenunit gepompt.
3. In de condensor in het huis gaat het gas terug in de vloeistof en brengt warmte over naar de binnenlucht.
4. Vervolgens wordt de overdruk ontlucht door middel van een expansieventiel en wordt de vloeibare freon weer naar de primaire verdamper gestuurd.

De temperatuur van de freon die de buitenpost binnenkomt, is altijd lager dan de omgevingstemperatuur. Daarom haalt het altijd warmte uit de atmosfeer.

Maar het niveau van "koeling" van de koelvloeistof in het systeem is constant en de buitentemperatuur fluctueert constant. Om deze reden verliest VT bij strenge vorst zijn effectiviteit.

De bewegingscyclus van de warmtedrager van de lucht-luchtwarmtepomp: 1. deze wordt gecomprimeerd door de compressor, 2. condenseert in de warmtewisselaar en geeft warmte af, 3. komt de externe warmtewisselaar binnen in de vorm van vloeistof, 4. het verdampt daar en neemt de thermische energie van het externe medium op tijdens verdamping, 5 keert weer terug naar de condensator

Om het vermogen van de warmtepomp te vergroten, zijn de oppervlakken van de condensor en verdamper zo groot mogelijk gemaakt. En voor een ononderbroken werking in de winter is de buitenwarmtewisselaar uitgerust met een eigen ontdooisysteem.

Voors en tegens van een luchtwarmtepomp

Elk technisch complex systeem heeft zijn eigen voor- en nadelen. Hand-outs zijn één ding, maar in werkelijkheid lopen eigenaren van warmtepompen het risico bepaalde problemen tegen te komen.

Lucht-luchtverwarmings- / koelinstallaties zijn om een ​​aantal redenen gunstig.

De belangrijkste voordelen zijn:

• Universaliteit. Met systemen kunt u kamers verwarmen en koelen, afhankelijk van het doel van de kamer, de behoeften en het klimaatseizoen.
• Milieuvriendelijkheid. Ze maken het mogelijk om de verbranding van aardgas, kolen, brandhout enz. Volledig te staken en de natuurlijke omgeving te verstoppen met verbrandingsproducten.
• Gemakkelijke installatie. Het is niet moeilijk om een ​​systeem van componenten van fabrieksproductie samen te stellen. Met geïmproviseerde middelen kun je zelf een warmtepomp bouwen.
• Brandveiligheid. Het opwekken van warmte is niet geassocieerd met het gebruik van brandstof. Zelfs schendingen van de werking van de installatie kunnen geen brand veroorzaken.
• Winstgevendheid. Ze worden aangetrokken door een hoge warmteoverdrachtscoëfficiënt tegen minimale kosten (ze produceren 4-5 kW warmte per 1 kW verbruikte elektriciteit). Bovendien betalen ze zich snel terug.
• Betaalbaar voor de prijs. Door de kosten van in de fabriek gemaakte systemen kunt u voor bijna iedereen een warmtepomp aanschaffen. Zelfgemaakte installatie is bijna gratis.
• Gemak van bediening. Het technisch meest geavanceerde apparaat in het systeem is een compressor, waarvan het onderhoud moeilijk te onderhouden is. Met een belasting die typisch is voor warmtepompen, falen compressoren zelden voor de beloofde tijd van de fabrikant.

Voor de organisatie van verwarming in één kamer is voldoende gesplitst systeem installerendoor een externe module aan de gevel op te hangen en een convector aan de binnenmuur. Om meerdere kamers te verwarmen, moeten de distributiekanalen met verwarmde lucht worden uitgerust.

Voor elke verbruikte kilowatt elektriciteit levert de warmtepomp tot vijf kilowatt thermische energie

Alle controle over de lucht-lucht warmtepomp wordt gedaan door geïntegreerde automatisering. Er zal geen bijzondere aandacht worden besteed aan de werking en configuratie van dit systeem. Het is alleen nodig om de luchtfilters regelmatig schoon te maken en soms te vervangen.

Onder de negatieve kanten van warmtepompen zijn de volgende:

• zij het een lichte, maar nog steeds lawaaierige achtergrond;
• directe afhankelijkheid van systeemefficiëntie van buitentemperatuur;
• verhoogd stroomverbruik bij koud weer op straat;
• stof dat constant in de lucht hangt door de continue werking van de ventilator en luchtconvectie in de kamer;
• afhankelijkheid van voeding (voor ononderbroken werking is een generator vereist).

Bij temperaturen buiten -10 ° C werkt alles prima, de warmte die van de straat wordt gehaald is voldoende om comfortabele omstandigheden in huis te creëren. Maar met verdere koeling neemt het rendement van de pomp sterk af.

Als het huisje is gebouwd in een gebied met een koud klimaat en strenge vorst in de winter, dan kunt u niet zonder een extra ketel of open haard.

In een warm klimaat kan een luchtwarmtepomp gemakkelijk de taken van het verwarmen van een privéwoning aan, maar bij strenge vorst doet een extra warmtebron geen pijn

Voor luchtverwarmingsapparatuur dergelijke systemen passen perfect. Minimaal energieverbruik, installatie-inspanning en onderhoudsproblemen. Maar ze kunnen het water niet verwarmen.Om dit te doen, moet u bovendien een ketel installeren of verbinding maken met gecentraliseerde netwerken.

Lucht-lucht warmtepompen zijn de beste manier om gebouwen van hout of SIW te verwarmen. Dergelijke gebouwen hebben lage warmteverliezen, er is voldoende lucht / warmtepompcapaciteit voor verwarming.

In de zomer kan de lucht-lucht warmtepomp worden gebruikt om zwembadwater te verwarmen

De belangrijkste verschillen met de airconditioning

Extern is de lucht-naar-lucht-warmtepomp vergelijkbaar met een airconditioning voor huishoudelijk gebruik. Maar het heeft zijn eigen onderscheidende ontwerpkenmerken en specificaties.

Het eerste apparaat wordt het hele jaar door gebruikt als de belangrijkste verwarmingsbron. En de tweede is meer bedoeld voor het koelen van lucht in de zomerhitte.

De belangrijkste functie van de warmtepomp is verwarming. Veel modellen kunnen echter ook kamerlucht koelen. Maar in deze modus zijn ze qua energie-efficiëntie aanzienlijk inferieur aan de airconditioning. Dit is eerder een extreem geval van hun gebruik.

Qua uiterlijk zijn airconditioning en air VT vergelijkbaar, maar hebben ze een heel ander doel en andere prestaties

Aan de andere kant veel inverter airconditioners kan binnenlucht verwarmen. Maar tegelijkertijd verbruiken ze veel meer warmtepompen. Elk apparaat heeft zijn eigen doel.

Het gebruik van lucht-luchtverwarmers is in de eerste plaats een omschakeling naar hernieuwbare energiebronnen.

Deze systemen zijn economisch levensvatbaar, ondanks grote initiële investeringen. Het verlagen van de verwarmingskosten betaalt alle vooraf gemaakte kosten.

Selectie en berekening van de warmtepomp

Een lucht-lucht warmtepomp is alleen effectief als deze correct is geselecteerd. Het vermogen moet van tevoren worden berekend, afhankelijk van de kwadratuur van het huis. En kijk dan pas naar de prijzen van verschillende fabrikanten.

In de berekeningen wordt de energie-efficiëntiecoëfficiënt van de COP gebruikt (de verhouding tussen het vermogen van de VT en het energieverbruik).

Onder 'kasomstandigheden' bereikt het vaak 4-5 punten, en de modernste modellen tot 7-8. Wanneer de buitentemperatuur echter daalt tot -15-20 ° С, daalt deze indicator scherp tot slechts twee.

De warmtepomp geeft optimale productiviteit voor verwarming bij buitentemperaturen van -10 ... + 10 graden Celsius, dus het neemt tot ¾ thermische energie op van de straat

Op berekening van luchtverwarming moet worden overwogen:

• thermische isolatie en isolatie van kamers;
• oppervlakte van kamers;
• aantal bewoners in het huisje;
• algemene klimatologische omstandigheden van het gebied waar het huis staat.

Voor de meeste woningen is per tien vierkante meter ongeveer tien kW warmtepompvermogen nodig. Maar alles is hier nogal willekeurig. Als de plafonds boven 2,7 m of de muren en ramen slecht geïsoleerd zijn, zal er meer warmte nodig zijn.

Er zijn veel fabrikanten van lucht-lucht warmtepompen in Azië en Europa.

Goede recensies hebben systemen van Daikin, Dimplex, Hitachi, Vaillant, Mitsubishi, Fujitsu, Drager, Aertec, Panasonic en Toshiba. Bijna al hun modellen zijn aangepast aan huishoudelijke omstandigheden en hebben zichzelf goed bewezen.

Zelfs met spanningsdalingen breken ze niet en blijven ze goed werken nadat ze de elektriciteit hebben aangezet.

De prijs van draaiende luchtwarmtepompen varieert in het bereik van 90 tot 450 duizend roebel. Veel hangt hier niet alleen af ​​van de capaciteit van de unit, maar ook van extra functionaliteit en het land van fabricage.

Afzonderlijke modellen vullen aan:

• filters voor het reinigen en desinfecteren van lucht;
• back-upverwarmers;
• elektrische generatoren;
• GSM-modules om het systeem te besturen;
• ionisatoren en ozonisatoren.

De praktijk leert dat het bij vorst onder -15 ° C in ruimtes die alleen door een warmtepomp worden verwarmd, koel wordt. En zonder een extra verwarming ruikt het comfort in de kamers eerlijk gezegd niet.

In zuidelijke regio's waar dergelijke nachtvorst zeldzaam is, is VT echter vrij effectief en rechtvaardigt het het meer uitgegeven geld dan vanwege energiebesparing.

Zelfgemaakt uit een oude koelkast

Het is vrij moeilijk om een ​​lucht-lucht warmtepomp van individuele compressoren en condensors met uw eigen handen te monteren zonder voldoende gespecialiseerde technische kennis. Maar voor een kleine kamer of kas kun je de oude koelkast gebruiken.

De eenvoudigste luchtwarmtepomp kan worden gemaakt vanuit de koelkast door er een luchtkanaal vanaf de straat in te steken en de ventilator op het achterrooster van de warmtewisselaar te hangen

Maak hiervoor twee gaten in de voordeur van de koelkast. Via de eerste komt straatlucht in de vriezer en via de tweede onderste wordt deze weer naar de straat gebracht.

Tegelijkertijd zal het tijdens de doorgang door de binnenkamer een deel van de daarin aanwezige warmte aan freon afgeven.

U kunt de machine ook eenvoudig in de muur koelen met een open deur naar buiten en een warmtewisselaar aan de achterkant van de kamer. Maar er moet rekening mee worden gehouden dat de kracht van een dergelijke kachel klein zal zijn en veel stroom verbruikt.

Binnenlucht wordt verwarmd via de warmtewisselaar aan de achterkant van de koelkast. Zo'n warmtepomp werkt echter alleen bij buitentemperaturen van minimaal plus vijf graden Celsius.

Dit huishoudapparaat is uitsluitend ontworpen voor gebruik binnenshuis.

In een groot huisje zal het luchtverwarmingssysteem moeten worden aangevuld met luchtkanalen die de warme lucht gelijkmatig over het hele pand verdelen

De installatie van een lucht-lucht warmtepomp is uiterst eenvoudig. Het is noodzakelijk om de externe en interne blokken te installeren en ze vervolgens met elkaar te verbinden door een circuit met een koelvloeistof.

Het eerste deel van het systeem wordt op straat geïnstalleerd: direct aan de gevel, op het dak of naast het gebouw. De tweede in huis kan aan het plafond of aan de muur worden geplaatst.

Het wordt aanbevolen om de buitenunit op een paar meter van de ingang van het huisje en uit de buurt van de ramen te installeren, vergeet het geluid van de ventilator niet.

En de binnenste is zo ingesteld dat de stroom warme lucht er gelijkmatig door de kamer wordt verspreid.

Als u van plan bent om een ​​huis met meerdere kamers op verschillende verdiepingen te verwarmen met een lucht-lucht warmtepomp, moet u het ventilatiekanaalsysteem voorzien van geforceerde afvoer.

In dit geval is het beter om het project te bestellen bij een competente ingenieur, anders is het TN-vermogen mogelijk niet genoeg voor alle kamers.

De meter en het beveiligingsapparaat moeten bestand zijn tegen de piekbelastingen die door de warmtepomp worden veroorzaakt. Met een scherpe koeling buiten het raam begint de compressor vele malen meer elektriciteit te verbruiken dan normaal.

Het is het beste voor zo'n luchtverwarmer om een ​​aparte toevoerleiding van het verdeelpaneel te leggen.

Er moet bijzondere aandacht worden besteed aan de installatie van buizen voor freon. Zelfs de kleinste spaanders binnenin kunnen de compressorapparatuur beschadigen.

Hier kun je niet zonder de vaardigheden van solderen van koper. Koelmiddel bijvullen moet in het algemeen worden toevertrouwd aan een professional om latere problemen met lekken te voorkomen.

Stapsgewijze instructies voor het maken van een warmtepomp uit een koelkast worden beschreven in dit artikel.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

Het werkingsprincipe van het split air-to-air split-systeem:

Luchtwarmtepomp in het verwarmingssysteem van een huis met twee verdiepingen:

Airco-omvormer of warmtepomp - wat is beter?

Lucht-lucht warmtepompen zijn zeer efficiënte apparaten. Ze zijn gemakkelijk te onderhouden, eenvoudig te bedienen en zuinig.

Er is nu een enorm assortiment aan vergelijkbare systemen te koop, voor elke woning kunt u kiezen voor een verwarmingsinstallatie. Het is alleen nodig om het vermogen correct te berekenen, dan zal het effectief vele jaren dienst doen.

Wat vindt u van de efficiëntie en haalbaarheid van het gebruik van lucht-lucht warmtepompen? Deel uw mening, laat feedback achter over het gebruik van units en stel vragen. Het reactieformulier vindt u hieronder.