DIY-geothermische warmtepomp voor huisverwarming: apparaat, ontwerp, zelfassemblage

De verwarming en warmwatervoorziening van een woonhuis kan op verschillende manieren worden georganiseerd, bijvoorbeeld door aansluiting op centrale gastoevoercommunicatie of door verwarmingssystemen om te schakelen naar elektriciteitsverbruik. Ben je het ermee eens?

En u kunt met uw eigen handen een geothermische warmtepomp samenstellen en de warmte van de aarde effectief gebruiken om comfortabele leefomstandigheden te creëren. Dit is natuurlijk een nogal tijdrovend proces, maar voor degenen die op zijn minst een beetje thuis zijn in technologie, zal dit geen probleem zijn.

In ons artikel zullen we het hebben over de werkingsprincipes en soorten geothermische installaties. We zullen je vertellen hoe je zelf een warmtepomp kunt bouwen van geïmproviseerde materialen. Daarnaast vindt u in het artikel deskundig advies over het kiezen van geo-aggregaten. En de geposte video's zullen de geheimen van de installatie en de werkingsprincipes van geothermische pompen onthullen.

Hoe werkt een thermische geo-eenheid?

Het algoritme voor geothermische warmtepompwerking is gebaseerd op de overdracht van warmte van een bron met een laag potentieel aan thermische energie naar een warmtedrager. Het land speelt hier in de zomer de rol van radiator en is in het winterseizoen een actieve warmtebron.

Bodemtemperatuurverschillen helpen de algehele systeemefficiëntie te verbeteren en helpen de werkelijke bedrijfskosten te verlagen.

De basis van de geothermische warmtepomp is het fenomeen thermische traagheid. De temperatuur van de aarde op een diepte van 6 meter en lager komt bijna exact overeen met de gemiddelde jaarlijkse luchttemperatuur in de regio en verandert heel weinig gedurende het kalenderjaar

In de praktijk komt het bestaande koelmiddel in de in de grond gelegen pijpleiding en wordt daar meerdere graden verwarmd. Vervolgens gaat de samenstelling naar de warmtewisselaar (of verdamper) en brengt de geaccumuleerde thermische energie over naar het interne systeemcircuit.

Het werkingsprincipe van geothermische installaties is vergelijkbaar met het functioneren van koelsystemen. Dat is de reden waarom sommige soorten warmtepompen in de zomer met succes worden gebruikt als airconditioners en met hun hulp de lucht in woonhuizen koelen

Het koelmiddel dat in het externe circuit werkt, wordt verwarmd in de verdamper, omgezet in gas en komt de compressor binnen. Daar krimpt het onder invloed van hoge druk en wordt het nog heter.

Het hete gas komt in het condensatieapparaat en geeft thermische energie af aan de werkende koelvloeistof van het interne systeem dat verantwoordelijk is voor het verwarmen van het huis. Aan het einde van het proces keert het koelmiddel dat warmte heeft verloren terug naar het uitgangspunt in vloeibare toestand.

Wat zijn geothermische installaties?

Geothermische warmtepompen verschillen van elkaar in het type warmtedrager op de interne en externe contouren van de constructie. De energie van het apparaat wordt verkregen uit grond, water (grondwater of een open natuurlijk reservoir) of lucht.

Binnen in het pand wordt de warmtebron gebruikt voor het verwarmen van kamers, het verwarmen van water en airconditioning. Afhankelijk van de combinatie van gebruikte elementen en functies worden de systemen ingedeeld in typen: “grondwater”, “water-water” en “lucht-water”.

Optie # 1. Land-water montage

De grondwaterpomp is een van de meest effectieve alternatieve verwarmingsmogelijkheden voor woongebouwen. Het principe van zijn actie is om met behulp van sondes of collectoren van thermische energie uit de grond te selecteren en deze over te brengen naar een waterverwarmingssysteem voor thuis.

Aardwarmtepompwarmtepompen zijn hoogtechnologische, vooruitstrevende apparaten. Ze worden gekenmerkt door uitzonderlijke betrouwbaarheid en vertonen een hoog niveau van efficiëntie. Vereisen geen constante tussenkomst van de eigenaren bij het werk, maar hebben professionele after-sales service nodig

De speciale installatie, bestaande uit een geothermische warmtewisselaar die zich onder de diepte van het daadwerkelijke bevriezen van de grond bevindt, en de warmtepomp zelf, die als koelkast fungeert, helpt de technologie om het te implementeren, alleen andersom (de Carnot-omgekeerde cyclus).

Hoe het apparaat werkt

De grondwaterinstallatie, die door de door de bodem geproduceerde hernieuwbare warmte de woonvertrekken verwarmt, werkt volgens het volgende algoritme:

1. De werkvloeistof (pekel of antivries) beweegt langs het geothermische circuit, neemt de temperatuur van de grond op en wordt via een pomp overgebracht naar de warmtewisselaar - verdamper. Daar geeft ze de verzamelde warmte aan freon en zelf keert ze, met 2-5 ° C kouder, terug naar het startpunt.
2. Verrijkt met thermische energie, verdampt freon en komt in gasvormige toestand in de compressoreenheid. Daar stijgt de gastemperatuur door compressie- en condensatievormen.
3. Thermische energie wordt overgebracht naar het koelmiddel in het huisverwarmingssysteem en freon neemt weer een vloeibare vorm aan. De druk daalt nadat het door de expansieklep van het systeem is gegaan en het koelmiddel wordt teruggevoerd naar de verdamper om een ​​ander deel van de hulpbron te verkrijgen.

Als resultaat van deze procedure is de hoeveelheid thermische energie die uit de grond wordt gehaald en naar het verwarmingssysteem van het woongebouw wordt overgebracht, meer dan 4 keer de hoeveelheid elektriciteit die is verbruikt om de correcte werking van de compressoreenheid, de circulatiepomp en de regeleenheid te garanderen.

Een glycolmengsel met een goede viscositeitsindex, water met alcohol of zoutoplossing - dit zijn de niet-bevriezende vloeistoffen die in het grondwatersysteem worden gebruikt. Ze zijn milieuvriendelijk, nemen warmte efficiënt op en transporteren deze naar het pompstation

Een extra bonus is het feit dat het systeem in de tegenovergestelde richting kan werken, dat wil zeggen voor koeling. Toegegeven, het verlies aan efficiëntie bereikt 20%, maar dit wordt als gerechtvaardigd beschouwd, gezien het hoge verwarmingsvermogen van de apparatuur.

Opties voor plaatsing van land tot water

Om de buitencontour van het grondwatersysteem te creëren, worden polymeerbuizen van hoge sterkte met goede prestatiekenmerken gebruikt. Ze worden horizontaal geplaatst en liggen op de bodem van de put op een manier die doet denken aan de opstelling van communicatie voor "warme vloer" -complexen.

De grondwaterwarmtepomp is betrouwbaar, efficiënt en stil in gebruik, maar de installatie ervan kost behoorlijk geld en kost veel tijd (minimaal 1 maand voor bouw-, installatie- en inbedrijfstellingsactiviteiten). Met dit punt moet rekening worden gehouden voordat een beslissing wordt genomen over een dergelijk verwarmingssysteem

Bij installatie, een oppervlakte van 25-50 vierkante meter. m voor elke individuele kilowatt van op het vermogen gemonteerde pomp. De diepte van de put wordt gekozen onder de vriesgrens en de exacte afmetingen en de spoed van de pijplegging worden bepaald door een aanvullende berekening.

Het is raadzaam voor eigenaren van grote grondbedrijven die hebben gekozen voor een geothermische warmtepomp voor grondwater om hun huis te verwarmen, om horizontale collectoren te installeren. De eigenaren van kleine percelen zullen eerder diepe sondes installeren, omdat ze ver in de grond gaan en het nuttige gebied bij het huis niet "opeten"

Gebieden waarop de communicatie van geothermische land-watersystemen is geregeld, worden niet langer gebruikt voor landbouwdoeleinden. Ze kunnen worden verbroken tot een prachtig grasveld of bloembed met bloeiende eenjarigen.

Verticale installatie is veel problematischer en vereist het gebruik van professionele apparatuur. Op de locatie wordt een put geboord van een diepte van 20 tot 150 m met behulp van een booreiland, een speciale geothermische sonde wordt erin neergelaten en aangesloten op een pomp die de werkvloeistof naar het verwarmingssysteem van het huis levert.

De verticale sonde voor het aardwater-geothermische systeem is een kop met aangesloten leidingen. Het wordt ondergedompeld in een put met een diepte van 18 m of meer. Het exacte aantal putten en sondes, de diepte van de vereiste onderdompeling en de werkelijke diameter van de pijpleiding worden afzonderlijk berekend voor elk afzonderlijk geval, op basis van informatie verkregen als resultaat van geologische verkenning door specialisten op de locatie

Sondepijpen die uit de geboorde putten komen, komen de verdeelstukput binnen. Van daaruit naar de warmtepomp zijn 2 hoofdlijnen (aanvoer en retour), voorzien van isolerende coating. De diameter van de leiding is afhankelijk van het totale volume van het systeem en de ruimte die je wilt verwarmen. Soms bereiken de parameters 160 mm.

Volgens ruwe schattingen is ongeveer 7,5 kW / uur energie nodig om een ​​woongebouw met een oppervlakte van ongeveer 100 m2 te verwarmen. In dit geval moeten de verticale sondes voor het creëren van een verwarmingssysteem "land-water" 110-115 meter in de grond worden neergelaten of onder horizontale communicatie worden genomen 250 m2 van het aangrenzende gedeelte (+)

Doordat de bodemtemperatuur op een diepte altijd hoger en stabieler is door de invloed van de aardkern, wordt de verticale manier van leggen van het verwarmingssysteem erkend als de meest effectieve. Het vertoont een hoog niveau van efficiëntie en werkt jarenlang betrouwbaar, zonder storingen en storingen te veroorzaken.

Optie # 2. Kenmerken van water-naar-water-warmtepompen

Het water-water geothermische systeem gebruikt bij haar werkzaamheden de thermische energie van een waterbron. Dit is mogelijk omdat op grote diepte de temperatuur van het water, net als de grond, vrij hoog blijft en het hele jaar door stabiele, constante indicatoren behoudt.

Om het water-watersysteem uit te rusten en thermische energie met een laag potentieel te verkrijgen, kunt u open waterlichamen (meren, rivieren), putten, putten en zelfs afvalwater van technologische cycli van industriële productie gebruiken (omgekeerde watervoorziening)

Er is geen fundamenteel structureel verschil tussen een grondwaterwarmtepomp en een water-waterwarmtepomp.Maar voor de laagste financiële en arbeidskosten is een complex nodig dat is uitgerust op basis van een open reservoir. Installatie vereist geen grootschalige booractiviteiten.

Het buismateriaal met een koelvloeistof is eenvoudig uitgerust met een lading, ondergedompeld in water en aangesloten op het verwarmingssysteem van het huis door middel van verbindingscommunicatie.

Deze optie is echter alleen mogelijk als het land aan het water grenst en alle communicatiedelen van het systeem onder controle staan ​​van de eigenaren. Als er geen toegang is tot een open reservoir, wordt het potentieel van grondwater benut.

Toegegeven, dit omvat serieuze grondwerkzaamheden en de constructie van complexe constructies, bijvoorbeeld een extra put, ontworpen om water af te voeren dat door de warmtewisselaar loopt.

Bij het installeren van een water-naar-water-warmtepomp zijn niet één, maar twee putten uitgerust. Het werkwater wordt door de ene geleid en wordt na het passeren van de warmtewisselaar naar de tweede geleid, die zich in de bewegingsrichting van de grondstromen bevindt. Tijdens de plaatsing moet worden opgemerkt dat de ontvangende put ten minste 6 meter van de producerende put moet zijn en stroomafwaarts moet zijn

Meestal water-tot-water installaties Monteer waar er geen manier is om centrale communicatie aan te sluiten of andere soorten koelvloeistoffen te gebruiken.

Deskundigen stellen dat alternatieve verwarming van dit type uiterst effectief is in moderne gebouwen met een minimaal warmteverlies.

Bij de productie en installatie van doe-het-zelf geothermische water-water verwarmingssystemen is het erg belangrijk om materialen te gebruiken met een hoge weerstand tegen corrosie, bevriezing en andere agressieve manifestaties van de externe omgeving. Dan gaat de apparatuur lang mee en bezorgt de eigenaar geen problemen

Als het huis goed geïsoleerd is, beschermd tegen tocht, vocht en het binnendringen van ijzige lucht, of gebouwd met moderne thermische isolatietechnologieën, worden de kosten van het verwarmingssysteem aanzienlijk verlaagd vanwege de mogelijkheid om pompapparatuur met een veel lager vermogen aan te schaffen.

Optie # 3. Opstelling van lucht-watersystemen

De lucht-water-warmtepomp gebruikt de meest betaalbare, onbeperkte en hernieuwbare natuurlijke energiebron - lucht voor gebruik. De apparatuur werkt via ventilatoren en verdampers, gecombineerd tot één complex.

Het is het meest effectief bij temperaturen tot -15 ° C. Met agressievere indicatoren verliest het een aanzienlijk deel van de kracht.

De lucht-naar-water-warmtepomp is aanzienlijk goedkoper dan de modellen water-naar-water en grond-naar-water. De module is geschikt voor regio's met relatief warme winters. In koude noordelijke regio's waar de vorst -20 ... 25 ° C overschrijdt, wordt de installatie van luchtapparatuur als ongepast beschouwd

De unit is uiterst handig omdat het niet vereist dat de eigenaren van een privéwoning speciale apparatuur hebben voor installatie en complexe installatiewerkzaamheden.

Het heeft geen graafwerkzaamheden, boorwerkzaamheden en andere arbeidsintensieve maatregelen nodig. Eenvoudig te installeren en neemt niet veel ruimte in beslag. Het kan correct functioneren, gelegen op het dak van de woonkamer.

Het is mogelijk om een ​​lucht-water geothermische pomp te installeren op een locatie direct in de buurt van woongebouwen. Het werkt stil en heeft een moderne, aantrekkelijke uitstraling, die het algehele ontwerp van het territorium niet bederft

De belangrijkste voordelen van de apparatuur zijn een vrijwel geruisloze werking en de mogelijkheid om de warmte die vrijkomt uit de verwarmde kamer te hergebruiken in de vorm van afvoerlucht, water, gas, rook, enz.

De eigenaren voeren zelf het systeemonderhoud uit:

• maak de ventilatorbladen schoon en beschermende roosters op de verdamperinstallatie tegen stof, kleine brokstukken en bladeren;
• smeer de compressor speciale samenstelling gespecificeerd in de instructies van de fabrikant;
• olie verversen in krachtbronnen (ventilator, compressor) met een bepaalde frequentie;
• controleer de integriteit van de stroomkabel toevoer en koperen leidingen waardoor het koelmiddel in het systeem circuleert.

Naast deze acties adviseren fabrikanten van pompapparatuur klanten ten zeerste om de toestand van thermische sensoren te bewaken die de werking van de besturingseenheid weerspiegelen.

Ze moeten worden gereinigd door stof- en olievlekken voorzichtig van het oppervlak te verwijderen. Het verlengt het "leven" metlucht-luchtsystemen en zal het bedieningsproces eenvoudiger en comfortabeler maken.

Hoe maak je het apparaat met je eigen handen?

Ongeacht welke bronoptie (aarde, water of lucht) is geselecteerd voor verwarming, er is een pomp nodig om het systeem goed te laten functioneren.

Dit apparaat bestaat uit elementen zoals:

• compressoreenheid (tussenelement van het complex);
• verdamperhet overbrengen van energie met een laag potentieel naar het koelmiddel;
• gasklepwaardoor het koelmiddel het retourpad naar de verdamper vindt;
• condensatorwaar freon thermische energie afgeeft en afkoelt tot de oorspronkelijke temperatuur.

U kunt een compleet systeem bij de fabrikant kopen, maar het kost een behoorlijk bedrag. Als er geen gratis geld bij de hand is, moet u met uw eigen handen een warmtepomp maken van de beschikbare onderdelen en, indien nodig, de ontbrekende onderdelen kopen.

Bij het plannen van de installatie van een geothermische verwarmingsinstallatie in een privéwoning moet er in de eerste plaats voor worden gezorgd dat het niveau van warmteverlies wordt verminderd. Hiervoor moeten de muren worden geïsoleerd met speciaal materiaal, de deuren en raamkozijnen moeten worden voorzien van schuimrubberen vullingen en de vloer en het plafond moeten worden beschermd met schuimpanelen. Dan blijft de door de pomp maximaal toegewezen warmte binnen

Wanneer de beslissing wordt genomen om een ​​warmtepomp met uw eigen handen te maken, moet u zeker de staat van de elektrische bedrading en de elektrische meter in huis controleren.

Als deze elementen versleten en oud zijn, is het noodzakelijk om alle gebieden te bekijken, mogelijke storingen op te sporen en deze te elimineren voordat u met de werkzaamheden begint. Dan zal het systeem direct na het opstarten vlekkeloos werken en de eigenaren niet storen met kortsluiting, brandbedrading en het uitschakelen van files.

Methode # 1. Montage vanuit de koelkast

Om de warmtepomp met uw eigen handen te monteren, verwijdert u de batterij aan de achterkant van de oude koelkast. Dit onderdeel wordt gebruikt als condensator en geplaatst in een zeer sterke container die bestand is tegen agressieve temperaturen. Er is een goed werkende compressor aan bevestigd en een eenvoudig plastic vat wordt gebruikt als verdamper.

Als een heel oude koelkast wordt gebruikt om de pomp te maken, is het beter om freon erin te vervangen door een nieuwe. Je kunt dit niet alleen doen, dus je zult een meester met speciale apparatuur moeten uitnodigen. Het vervangt snel de werkvloeistof en het systeem werkt in de juiste modus

De voorbereide elementen zijn met elkaar verbonden en vervolgens wordt de gecreëerde eenheid door middel van polymeerbuizen met het verwarmingssysteem verbonden en wordt de apparatuur in werking gesteld.

Een stapsgewijze instructie voor het monteren van een warmtepomp uit een koelkast wordt beschreven in dit artikel.

Methode # 2. Warmtepomp airconditioning

Om een ​​warmtepomp te maken is de airco aangepast en zijn enkele basisunits herontwikkeld. Eerst worden de buitenste en binnenste blokken verwisseld.

De verdamper, die verantwoordelijk is voor de overdracht van laagwaardige warmte, is niet extra geïnstalleerd, omdat deze beschikbaar is in de binnenunit van de unit en de warmteoverdrachtscondensor zich in de buitenunit bevindt. Zowel lucht als water zijn geschikt als warmtedrager.

Als deze installatieoptie niet handig is, wordt de condensor geïnstalleerd in een aparte tank die is ontworpen voor de juiste warmte-uitwisseling tussen de verwarmingsbron en het koelmiddel.

Het systeem zelf is uitgerust met een vierwegklep.Voor dit werk wordt meestal een specialist uitgenodigd met professionele vaardigheden en ervaring in het uitvoeren van dit soort evenementen.

Moderne split-systemen zijn niet effectief bij lage temperaturen, dus professionals raden het af om ze te gebruiken voor de onafhankelijke productie van warmtepompen

In de derde versie wordt de airconditioner volledig gedemonteerd in zijn samenstellende delen, en vervolgens wordt de pomp daaruit voltooid volgens het traditionele, algemeen aanvaarde schema: verdamper, compressor, condensor. Het voltooide apparaat is aangesloten op de apparatuur die het huis verwarmt en begint te gebruiken.

De site heeft een reeks artikelen over de vervaardiging van warmtepompen met hun eigen handen, we raden u aan om te lezen:

1. Hoe u een warmtepomp maakt om uw huis met uw eigen handen te verwarmen: het principe van bediening en montage
2. Hoe een lucht-water-warmtepomp te maken: apparaatschema's en zelfassemblage

Systeemtips

Installatie van grondwaterapparatuur is duurder dan alle andere opties, omdat het diep graafwerk vereist met een verticale opstelling van apparatuur of een grote vrije ruimte van een site met horizontale aanleg van communicatie.

Deze parameters beperken het gebruik van het systeem en verminderen de aantrekkelijkheid ervan aanzienlijk.

Het installeren van een water-naar-waterpomp heeft ook enkele beperkingen. Als er een toegankelijk water in de buurt is, kunt u het systeem erin plaatsen. Het gebrek aan open water zal het boren van putten en bypass-putten met zich meebrengen, wat ook niet goedkoop is.

De lucht-waterpomp levert geen installatieproblemen op en kan zelfs in appartementsgebouwen correct werken, maar in strenge winters met lage temperatuurindicatoren neemt het rendement af en is een parallelle energiebron nodig om deze te ondersteunen.

Maar opstelling van geothermische verwarming Als gevolg hiervan betaalt het zijn kosten en begint het een gratis hulpbron te ontwikkelen, waardoor eigenaren in de meest gemakkelijke, aangename en comfortabele omstandigheden kunnen leven, zonder veel geld uit te geven aan energierekeningen.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

De video laat zien hoe een verwarmingssysteem op basis van geothermische lucht-waterverwarmingsapparatuur in een groot huis wordt uitgerust met een gas-silicaatblok. Enkele interessante nuances met betrekking tot de installatie van apparatuur worden onthuld en het werkelijke aantal energierekeningen voor de maand wordt aangekondigd.

Hoe werkt grondwaterapparatuur? Een gedetailleerde beschrijving van een specialist in de installatie van geothermische verwarmingsketels, aanbevelingen en handige tips voor huismeesters van een professional in hun vakgebied.

Een echte gebruiker van apparatuur deelt zijn indrukken van de thermische geothermische pomp.

Een professionele slotenmaker vertelt hoe hij thuis een warmtepomp kan maken op basis van een krachtige compressor en buisvormige warmtewisselende onderdelen. Gedetailleerde stapsgewijze instructies.

Een geothermische pomp voor het verwarmen van een privéwoning is een goede manier om comfortabele leefomstandigheden te creëren, zelfs wanneer er geen gecentraliseerde communicatiesystemen en meer bekende energiebronnen beschikbaar zijn.

De keuze van het systeem hangt af van de territoriale locatie van het pand en de financiële mogelijkheden van de eigenaren.

Heb je ervaring met het maken van een geothermische warmtepomp? Deel informatie met onze lezers, stel uw versie van de montage voor. U kunt opmerkingen achterlaten en foto's van uw zelfgemaakte producten toevoegen in onderstaand formulier.