Is het realistisch om de verwarmingskosten van een landhuis tot 70% te verlagen? Het antwoord is te vinden in een zeer ongebruikelijke energiebron – de ingewanden van de aarde. We zullen u vertellen over het apparaat en het werkingsprincipe van warmtepompen, en u helpen bij het maken van de juiste keuze van het verwarmingssysteem.
De constante stijging van de energieprijzen is een uitstekende reden om na te denken over modernere en zuinigere manieren om warmte en warm water op te wekken. Tegenwoordig zijn er al tientallen innovatieve manieren om efficiënte verwarmingsschema’s uit te rusten, waardoor het helemaal gratis is..
Warmtepompen en geothermische airconditioning units
Bijna een kwart van de energie die tegenwoordig in de wereld wordt opgewekt, is milieuvriendelijk, en een achtste wordt verkregen zonder biologische massa te verbranden. De meest effectieve en praktisch onuitputtelijke energiebron kan met recht worden beschouwd als een hulpbron die in de diepten van onze planeet verborgen ligt: aardwarmte. Opvallend is dat de richting van de energieoverdracht kan worden omgekeerd: in het hete seizoen kan de bodem effectief warmte opnemen. Dit tweerichtingsproces wordt gewoonlijk geothermische conditionering genoemd..
Om warmte-energie op te vangen en om te zetten, worden speciale installaties gebruikt – de zogenaamde warmtepompen. Vanwege hun hoge efficiëntie en lage energieverbruik tijdens het gebruik, worden ze steeds populairder..
Het idee zelf van de werking van dergelijke installaties is verre van nieuw. In de jaren 50 van de 19e eeuw was het eerste prototype, gericht op massaproductie, al ontworpen en gepatenteerd. Het idee van Lord Kelvin vond in die tijd geen praktische toepassing vanwege het feit dat het concept van een energiecrisis nog onbekend was, maar na bijna een eeuw begon Robert C. Webber dergelijke systemen met succes toe te passen in het dagelijks leven en de industrie. Het is verbazingwekkend dat in 1931 in het beroemde Empire State Building gebruik werd gemaakt van geothermische verwarmingstechnologie op basis van de werking van warmtepompen. In Rusland en in de post-Sovjetruimte worden geothermische energiebronnen gebruikt sinds de tijd van de USSR, en industriële complexen maken het mogelijk om de benodigde apparatuur te produceren zonder buitenlandse partners erbij te betrekken.
Thermische energie met een laag potentieel. Operatie principe
De tweede regel van de thermodynamica stelt dat de overdracht van thermische energie alleen mogelijk is van een meer verwarmd lichaam naar een minder verwarmd lichaam. Maar als een stof met variabele fysische eigenschappen tussen twee media met een klein temperatuurverschil wordt geplaatst, kan deze als tussenpersoon dienen die het natuurlijke proces van warmteoverdracht kan omkeren. De ketting van dergelijke transformaties wordt uitgevoerd tijdens de werking van de warmtepomp. Wanneer gassen sterk worden gecomprimeerd, komt er een grote hoeveelheid warmte vrij en wordt het gas zelf gekoeld en verandert het in een vloeibare toestand. Dit wordt compressie genoemd en het eindresultaat van dit proces is warmte in huis. Om de compressiecyclus eindeloos te herhalen, wordt een koudemiddel met een zeer laag kookpunt als gas gebruikt. Het kan tijdens verdamping weer in gasvormige toestand worden gebracht bij temperaturen tot + 10 ° C. Thermische energie met een laag potentieel wordt in de regel onder de vriesdiepte aan de grond onttrokken, maar kan op elke andere manier worden verkregen. Over het algemeen is het werkingsprincipe van een warmtepomp direct tegengesteld aan dat van een koeleenheid, hoewel het gebaseerd is op identieke processen..
Moderne warmtepompen
Dergelijke systemen die in de moderne wereld worden gebruikt, zijn geavanceerder in vergelijking met hun voorgangers. Complexe gasverbindingen worden gebruikt als koelmiddel, alle structurele elementen en actuatoren zijn gemaakt met een grote marge van slijtvastheid en betrouwbaarheid. De ontwikkeling van precisietechniek heeft het mogelijk gemaakt om geothermische installaties in miniatuur na te bouwen. Draagbare warmtepompen zijn niet te onderscheiden van hun industriële neefjes, en lage prijzen en toenemende concurrentie maken de units beschikbaar voor een breed scala aan consumenten.
Een kenmerk van warmtepompen dat ze onderscheidt van traditionele verwarmingsapparaten, is het vermogen om te werken in een duidelijk gedefinieerd bereik van buitentemperaturen, dat wordt bepaald door de fysieke eigenschappen van de koelmiddelstof en het type systeem. Luchtwarmtepompen kunnen warmte-energie uit lucht halen bij positieve temperaturen, maar werken niet goed bij negatieve temperaturen. Grondbronpompen kunnen zelfs bij strenge vorst een huis verwarmen, maar het gebruik ervan in de herfst-winterperiode is niet altijd gerechtvaardigd. Voor elke klimaatzone wordt de apparatuurkeuze individueel uitgevoerd. In het huishouden kan een combinatie van verschillende soorten apparaten zichzelf het beste aanbevelen.
Top zes vragen over warmtepompen
Hoewel warmtepompen algemeen bekend zijn, is het gebruikelijk dat velen hun economische voordelen in twijfel trekken. Er zijn echter maar zes vragen waarvan de antwoorden een compleet beeld geven van de voordelen van warmtepompen..
Wat is een geothermisch systeem in een privéwoning
In een landhuis neemt het systeem evenveel ruimte in als een gewone stookruimte op gas. De installatie kan in twee delen worden opgedeeld: zichtbaar en verborgen. De eigenaar krijgt functionele elementen in zicht: warmte- en circulatiepompen, leidingen, kranen, filters, meetinstrumenten en automatisering. De primaire warmtewisselaar die diep onder de grond verborgen is, blijft voor het menselijk oog verborgen. Het systeem is volledig stil en kan zelfs buiten worden geplaatst. Montage en inbedrijfstelling kunnen onafhankelijk worden gedaan, maar als u dat wilt, kunt u contact opnemen met een gespecialiseerd installatiebedrijf, een volledig pakket aan services kost $ 1000.
Hoe efficiënt is de pomp
Voor een behaaglijk woonklimaat is een watertemperatuur in het verwarmingscircuit van 40–45 ° C voldoende. Als gasketels overtollig water verwarmen en hun automatisering is ontworpen voor een aanzienlijk breder temperatuurbereik wanneer ze worden geactiveerd, houden warmtepompen een constante temperatuur aan en werken ze continu. Als het pand gesloten is en alleen periodiek wordt geventileerd, kunt u er zeker van zijn dat de temperatuur erin de 30 graden zal bereiken. Met het gebruik van krachtigere units wordt het mogelijk om zowel warm water voor huishoudelijk gebruik te hebben als om zwembaden te verwarmen..
Plaatsingsopties voor warmtewisselaars
Veel mensen die met TRP-systemen worden geconfronteerd, zijn geïnteresseerd in de plaatsing van de primaire warmtewisselaar. Het kan tot drie meter onder de grond worden geplaatst en heeft een horizontale oriëntatie. Tegelijkertijd wordt in het gebied naast het huis een diepe put gegraven, waarin de ringvormige spiraal van de warmtewisselaar zich bevindt.
Moderne systemen kunnen ook werken met een verticale opstelling van het primaire circuit. Deze optie heeft meer de voorkeur vanuit het oogpunt van het behoud van het landschap van het persoonlijke perceel, hoewel het extra apparatuur vereist – hogedrukcirculatiepompen. Bij de verticale opstelling van het primaire circuit worden in het gebied drie putten geboord, waarvan de diepte in sommige gevallen 100 m kan bedragen. In de put is een pijpleidinglus (sonde) geplaatst die is aangesloten op een gemeenschappelijk reservoir. Goed boren kan niet worden gedaan zonder speciale apparatuur, en daarom moet men een beroep doen op de hulp van professionals. De kosten van een dergelijke service zijn afhankelijk van de werkomstandigheden en de diepte van het boren, maar u moet niet rekenen op minder dan $ 450 per apparaat voor één put..
Apparatuur service
Het werkingsprincipe en het ontwerp van automatiseringssystemen in warmtepompen verschillen sterk van hun tegenhangers die in combinatie met gasapparatuur worden gebruikt. Het wordt ook gekenmerkt door een hoge technische complexiteit en een aantal functionele eenheden: verdampers, compressoren en tussenliggende warmtewisselingssystemen. Ondanks de voor de hand liggende complexiteit, hebben warmtepompen geen onderhoud nodig tijdens het gebruik. Het enige element dat sterk aan slijtage onderhevig is, is de compressor, die een levensduur heeft van meer dan 30 jaar en gemakkelijk te vervangen is. De in de fabriek gemonteerde pomp zelf kan tot honderd jaar meegaan zonder geplande reparaties. Het automatiseringssysteem vereist ook geen speciaal onderhoud en kan eenvoudig worden bediend via een enkele digitale controller..
Hoeveel kost het om met deze methode energie te produceren?
Verwarmingssystemen op basis van warmtepompen kenmerken zich door een extreem laag energieverbruik. Met het grootste temperatuurverschil in de primaire en secundaire warmtewisselaars, produceert het systeem een drie keer groter thermisch vermogen dan het opgenomen elektrische vermogen. Met een minimaal temperatuurverschil tussen de lucht en de warmtebron (tot 12-14 graden), zal het energieverbruik zeven keer minder zijn dan de hoeveelheid geproduceerde warmte. Als de consument verder wil gaan en volledige autonomie van het systeem wil garanderen en materiaalkosten voor elektriciteit wil vermijden, kan je zijn toevlucht nemen tot zonne-energie: een installatie van 3 kW is compact en vereist geen grote financiële investeringen.
Met welke autoriteiten moet u de installatie van dergelijke apparaten coördineren
Voor installatie van de warmtepomp zijn geen speciale vergunningen of ontwerpdocumentatie vereist. De enige uitzondering kunnen commerciële voorzieningen en gemeentelijke instellingen zijn, waarvan de uitrusting met dergelijke verwarming vergezeld moet gaan van milieuvoorschriften en certificaten voor de gebruikte apparatuur. Gelukkig zijn warmtepompen van elk type milieuvriendelijk en voldoen ze aan alle industriële en huishoudelijke sanitaire normen..
Warmtepompfabrikanten
De mondiale en binnenlandse markten voor warmtepompen ontwikkelen zich actief, wat leidt tot sterke concurrentie en aanzienlijke prijsdumping. Dit wil niet zeggen dat sommige fabrikanten absoluut superieur zijn aan andere: elk heeft zijn eigen voor- en nadelen. Het is echter mogelijk om de hardwaremarkt op te splitsen in drie segmenten..
Warmtepompen gemaakt in Europa
Een van de belangrijkste leveranciers van geothermische apparatuur is Europa, waar dergelijke installaties al heel lang worden gebruikt en de technologie voor de fabricage ervan zorgvuldig is ontwikkeld. Er zijn geen bijzondere verschillen tussen Europese merken, behalve dat sommige bedrijven ernaar streven om installaties compacter en stiller te maken. De technische kenmerken van warmtepompen van het Zwitserse NIBE zijn perfect gecombineerd.
De voordelen van deze fabrikant zijn onder meer een enorme ervaring in de massaproductie van verwarmingsapparatuur. Het bedrijf is juist gespecialiseerd in het creëren en verbeteren van installaties die werken op milieuvriendelijke energiebronnen. Sinds 1949 heeft NIBE meer dan twintig van de grootste fabrikanten van precisieapparatuur in Europa, Azië en Noord-Amerika overgenomen. Hierdoor kon het bedrijf zijn units de langste levensduur bieden door het gebruik van componenten van ’s werelds meest bekende fabrikanten. Maar de prijs voor een dergelijke acquisitie is passend: vanaf 7 duizend euro voor een pomp met een thermisch vermogen van 5 kW.
Russische fabrikanten van warmtepompen
De Russische markt gaat ook vooruit. In slechts een paar decennia verschenen en ontwikkelden verschillende grote bedrijven die gespecialiseerd waren in de productie van warmtepompen in Rusland..
De grootste en meest actief verbeterende producten zijn PEA, ALTAL en Henk. Het belangrijkste kenmerk van de binnenlandse fabrikant is de beste prijs-kwaliteitverhouding. Als de apparatuur een levensduur van 50 jaar heeft en garantie en serviceonderhoud biedt, hebben pompen met laag vermogen een prijs tussen 2,6 en 3,7 duizend dollar.
De meeste Russische bedrijven produceren apparatuur onder buitenlandse patenten en franchises, en dit geeft de garantie dat de apparatuur van hoge kwaliteit is en geschikt voor gebruik in binnenlandse omstandigheden.
Warmtepompen gemaakt in China
Warmtepompen gemaakt in China hebben de laagste kosten. Er zijn geen productiebedrijven als zodanig in China: elke pomp heeft een smal modellengamma, dat een korte afkorting wordt genoemd.
Een onderscheidend kenmerk van Chinese fabrikanten is een zeer lage prijs en twijfelachtige kwaliteit. Een warmtepomp met een nuttig vermogen van 12 kW kost dus $ 1100-1300 exclusief douanerechten en transportkosten. Wat betreft de kwaliteit van de producten is het onmogelijk om een eenduidige conclusie te trekken: sommige units werken een jaar en falen, maar er zijn er die al 5 of 7 jaar regelmatig warmte produceren. Gelukkig hebben Chinese pompen een blokontwerp en zijn alle componenten eenvoudig te vervangen..
Veel energiebedrijven zeggen dat de komende tien jaar 95% van de huishoudelijke verwarmingsapparatuur warmtepompen zullen zijn. Dit wordt mogelijk gemaakt door hun veiligheid en pretentieloosheid, evenals door het groeiende verlangen van de mensheid om natuurlijke hulpbronnen te behouden. Toch is het belangrijkste argument de constant stijgende prijs van gas en elektriciteit, die consumenten dwingt op zoek te gaan naar alternatieve, goedkopere verwarmingsopties..
Hoe werkt het precies om een huis te verwarmen met een warmtepomp en wat zijn de kosten hiervan? Zijn er verschillende soorten warmtepompen beschikbaar en welke factoren beïnvloeden de kosten? Ik ben geïnteresseerd om meer te weten te komen over deze duurzame verwarmingsoplossing.