Alternative Energiequellen sind die Zukunft! Wärmepumpe zum Heizen

Zum Beheizen der Räumlichkeiten wird üblicherweise Gas oder Strom verwendet. Diese Heizmethode kostet jedoch viel Geld, da beide recht teuer sind.

Deshalb werden alternative Energiequellen zum Heizen von Privat- und Landhäusern genutzt, und Eine der beliebtesten Heizmethoden ist der Einsatz von Wärmepumpen.

Was ist eine Wärmepumpe zum Heizen eines Privathauses? Wie funktioniert es?

Ein spezielles Gerät, das in der Lage, Wärme aus der Umgebung zu gewinnen wird Wärmepumpe genannt.

Solche Geräte werden als Haupt- oder Zusatzmethode zur Beheizung von Räumlichkeiten verwendet. Einige Geräte auch Arbeiten zur passiven Kühlung des Gebäudes — Die Pumpe wird sowohl zum Kühlen im Sommer als auch zum Heizen im Winter verwendet.

Die Energie der Umwelt wird als Brennstoff genutztEin solcher Heizer entzieht der Luft, dem Wasser, dem Grundwasser etc. die Wärme, daher wird dieses Gerät als erneuerbare Energiequelle eingestuft.

Alle Heizgeräte enthalten Verdampfer, Kompressor, Kondensator und Expansionsventil. Je nach Wärmequelle werden Wasser-, Luft- und andere Geräte unterschieden. Das Funktionsprinzip ist dem Funktionsprinzip eines Kühlschranks sehr ähnlich (nur der Kühlschrank gibt heiße Luft ab und die Pumpe absorbiert Wärme).

Die meisten Geräte funktionieren sowohl bei positiven als auch bei negativen Temperaturen, die Effizienz des Geräts hängt jedoch direkt von den äußeren Bedingungen ab (d. h. je höher die Umgebungstemperatur, desto leistungsstärker ist das Gerät). Im Allgemeinen ist das Gerät funktioniert wie folgt:

1. Wärmepumpe kommt mit den Umgebungsbedingungen in KontaktNormalerweise entzieht das Gerät der Erde, der Luft oder dem Wasser (je nach Gerätetyp) Wärme.
2. Im Inneren des Gerätes ist ein spezieller Verdampfer verbaut., der mit Kältemittel gefüllt ist.
3. Bei Kontakt mit der äußeren Umgebung das Kühlmittel siedet und verdampft.
4. Danach Das Kältemittel gelangt in Dampfform in den Kompressor.
5. Dort schrumpft es - dank diesem seine Temperatur steigt deutlich an.
6. Anschließend gelangt das erhitzte Gas in das Heizsystem., was zur Erwärmung des Hauptkühlmittels führt, das zum Heizen der Räumlichkeiten verwendet wird.
7. Das Kältemittel kühlt nach und nach ab. Am Ende wird es wieder flüssig.
8. Dann gelangt das flüssige Kältemittel in ein spezielles Ventil, wodurch die Temperatur erheblich gesenkt wird.
9. Am Ende gelangt das Kältemittel zurück zum Verdampfer., danach wird der Heizzyklus wiederholt.

Foto 1. Funktionsprinzip einer Grundwasser-Wärmepumpe. Der kalte Wärmeträger ist blau, der heiße rot dargestellt.

Vorteile:

• Umweltfreundlich. Solche Geräte gelten als erneuerbare Energiequellen, die die Atmosphäre nicht durch ihre Emissionen verschmutzen (während bei der Nutzung von Erdgas schädliche Treibhausgase entstehen und zur Stromerzeugung oft Kohle verbrannt wird, was ebenfalls die Luft verschmutzt).
• Eine gute Alternative zu Gas. Eine Wärmepumpe eignet sich ideal zum Heizen von Räumen, wenn die Nutzung von Gas aus irgendeinem Grund schwierig ist (z. B. wenn das Haus weit entfernt von allen wichtigen Versorgungsnetzen liegt). Die Pumpe hat gegenüber einer Gasheizung außerdem den Vorteil, dass für die Installation eines solchen Geräts keine staatliche Genehmigung erforderlich ist (beim Bohren eines Tiefbrunnens ist diese jedoch dennoch erforderlich).
• Kostengünstige zusätzliche WärmequelleDie Pumpe eignet sich hervorragend als kostengünstige Zusatzstromquelle (am besten im Winter mit Gas, im Frühjahr und Herbst mit Pumpe).

Mängel:

1. Thermische Einschränkungen beim Einsatz von WasserpumpenAlle Heizgeräte funktionieren bei positiven Temperaturen einwandfrei, während bei Minustemperaturen viele Pumpen ausfallen. Dies liegt hauptsächlich daran, dass das Wasser gefriert und somit nicht mehr als Wärmequelle genutzt werden kann.
2. Bei Geräten, die Wasser als Wärmequelle nutzen, können Probleme auftreten. Wenn Wasser zum Heizen verwendet wird, muss eine stabile Quelle dafür gefunden werden. Meistens muss hierfür ein Brunnen gebohrt werden, was die Installationskosten des Geräts erhöhen kann.

Haupttypen, ihre Funktionsprinzipien

Alle Wärmepumpen unterscheiden sich in ihrer Energiequelle. Hauptgeräteklassen: Boden-Wasser, Wasser-Wasser, Luft-Wasser und Luft-Luft.

Das erste Wort gibt die Wärmequelle an., A die zweite bedeutet, was daraus im Gerät wird.

Zum Beispiel im Falle eines Boden-Wasser-Gerätes Wärme wird aus der Erde gewonnen und anschließend in Warmwasser umgewandelt, die als Heizung in der Heizungsanlage verwendet wird. Im Folgenden werden die Arten von Wärmepumpen zum Heizen genauer betrachtet.

Bodenwasser

Grundwasserartige Anlagen Wärme direkt aus dem Boden gewinnen mit speziellen Turbinen oder KollektorenIn diesem Fall ist die Quelle die Erde, die das Freon erwärmt. Es erwärmt das Wasser im Kondensatortank. In diesem Fall kühlt das Freon ab und kehrt zum Pumpeneinlass zurück. Das erwärmte Wasser wird als Kühlmittel im Hauptheizsystem verwendet.

Flüssigkeitsheizkreislauf läuft weiter, solange die Pumpe Strom aus dem Netz bezieht. Die aus wirtschaftlicher Sicht teuerste Methode ist die Boden-Wasser-Methode, da für die Installation von Turbinen und Kollektoren tiefe Brunnen gebohrt oder die Lage des Bodens auf einer großen Fläche verändert werden muss.

Wasser-Wasser

Nach ihren technischen Eigenschaften sind Wasser-Wasser-Pumpen sehr ähnlich zu Geräten der Grundwasserklasse Der einzige Unterschied besteht darin, dass in diesem Fall Wasser und nicht Erde als primäre Wärmequelle verwendet wird. Die Quelle kann sowohl Grundwasser als auch Wasser aus verschiedenen Reservoirs.

Foto 2. Installation einer Struktur für eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe: Spezielle Rohre werden in den Behälter eingetaucht.

Wasser-Wasser-Geräte deutlich günstiger Grundwasserpumpen, da für ihre Installation keine tiefen Brunnen gebohrt werden müssen.

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Luft-Wasser

Luft-Wasser-Einheiten Wärme direkt aus der Umgebung aufnehmen. Solche Geräte benötigen keinen großen externen Kollektor zum Sammeln von Wärme, und zum Erhitzen des Freons wird normale Straßenluft verwendet. Nach dem Erhitzen gibt das Freon Wärme an das Wasser ab, woraufhin das heiße Wasser über Rohre in das Heizsystem gelangt. Geräte dieser Art sind recht günstig., da die Pumpe zum Betrieb keinen teuren Verteiler benötigt.

Luft

Eine Luft-Luft-Einheit erhält ebenfalls Wärme direkt aus der Umgebung und benötigt für ihren Betrieb auch kein externer Verteiler erforderlich. Nach dem Kontakt mit warmer Luft erwärmt sich das Freon, dann erwärmt das Freon die Luft in der Pumpe. Dann wird diese Luft in den Raum abgegeben, der führt zu einer lokalen Temperaturerhöhung. Geräte dieser Art sind zudem recht günstig, da für ihren Betrieb kein teurer Verteiler installiert werden muss.

Foto 3. Funktionsprinzip einer Luft-Luft-Wärmepumpe. Wärmeträger mit einer Temperatur von 35 Grad gelangt in die Heizkörper.

Berechnung für Heizungsanlagen, Tabelle

Der Hauptindikator, der die Leistung eines bestimmten Heizgeräts anzeigt, ist CPT-Parameter (in der englischen Literatur ist es unter der Abkürzung bekannt POLIZIST). CPT - Wärmeumwandlungskoeffizient, die berechnet wird, indem die Gesamtleistung des Geräts durch die pro Zeiteinheit verbrauchte Strommenge geteilt wird. Beispielsweise verbraucht eine bestimmte Pumpe X 2 kW/h elektrische Energie und erzeugt sie 5 kW/h thermische Energie - in diesem Fall der Wert CPT = 5/2 = 2,5.

Der Umrechnungsfaktor der meisten Geräte liegt im Bereich von 3 bis 7, Jedoch Je höher der CPT, desto teurer ist das Gerät. Es sollte auch daran erinnert werden, dass der CPT-Wert von der Umgebungstemperatur abhängt - wenn er zu niedrig ist, beginnt der CPT-Wert streben nach 1 (Tatsächlich wird zum Erhitzen des Kühlmittels nur Strom verwendet, externe Wärme trägt nicht zur Beheizung des Gebäudes bei).

Foto 4. Tabelle mit Berechnung der Leistung einer Luft-Wasser-Wärmepumpe des Herstellers Sapun.

Der Einsatz einer bestimmten Pumpe muss ingenieurtechnisch begründet sein. Für den Kauf eines Gerätes wird zunächst der Wärmeverlust des Gebäudes berechnet. Dazu wird folgende Formel verwendet: CT = (OZ * MTP * KS)/860. Es wird wie folgt entziffert:

• Wärmemenge (Maßeinheiten - kW/h).
• OZ — das Gesamtvolumen des Gebäudes.
• MTP — maximale Temperaturdifferenz. Um diesen Wert zu ermitteln, subtrahieren Sie die Innentemperatur von der Außentemperatur. Beispielsweise möchten Sie, dass die Innentemperatur im Winter 20 °C, Auf der Straße hingegen befindet es sich neben der Markierung -10 °C - in diesem Fall MTP = 20 - (-10) = 30.
• KS — ein spezieller Korrekturfaktor, der die Art der Wände berücksichtigt. Bei Holzwänden ist der KS-Indikator gleich 3-4 Einheiten, für Ziegelwände - 2-3, für Ziegel in zwei Schichten - 1-2, für Ziegel in 2 Schichten mit Isolierung - 0,5–1.
• Nummer 860 — ein Korrekturfaktor, durch den der Endwert geteilt wird, um Kilokalorien in Kilowattstunden umzurechnen.

Wärmepumpeninstallation

Die Art der Geräteinstallation hängt von der Art und dem Modell des Geräts sowie den Geländeeigenschaften ab. Werfen wir einen Blick Ein Beispiel für die Installation einer einfachen Erdwärmepumpe:

• Zunächst werden vorbereitende Arbeiten durchgeführtIn dieser Phase wird der Grundwasserspiegel gemessen, die Leistung des Stromnetzes ermittelt usw. Am Ende dieser Phase wird der Brunnen gemäß Plan gebohrt.

Foto 5. Installation einer Erdwärmepumpe: Spezielle Rohre werden in vorgegrabene Brunnen eingeführt.

• Danach Erdwärmesonden werden in die Bohrlöcher abgesenkt, die dem Boden Wärme entzieht. In dieser Phase wird auch ein Verdampfer mit Kältemittel installiert, der die Wärme an den Kompressor überträgt.
• Nun muss es installiert werden. Typischerweise wird das Gerät in einem Raum in der Nähe des Hauses aufgestellt; der Kompressorbereich ist in der Regel weniger als 1 Quadratmeter, Daher wird ein solches Gerät in der Regel in einem kleinen Raum installiert.
• Nachdem dies geschieht Verbindung Pumpe an das Heizungsnetz des Hauses über Rohre. In der letzten Phase Probelauf, und wenn Fehler erkannt werden, wird eine Fehlerbehebung durchgeführt.

Nützliches Video

Sehen Sie sich ein Video an, in dem die Funktionsweise einer Erdwärmepumpe erklärt wird.

Sicherheit und Ökologie

Eine Wärmepumpe ist ein gutes Gerät, das sich ideal zum Heizen eines Gebäudes als zusätzliche Wärmequelle eignet.

In diesem Fall werden Umweltressourcen als Brennstoff verwendet, so dass die Wärmepumpe gilt als erneuerbare Energiequelle.

Die Hauptvorteile sind Sicherheit und Umweltfreundlichkeit, da für den Betrieb keine Gas- oder Kohleverbrennung verwendet wird.

Ein solches Gerät schadet weder Mensch noch Umwelt, aber es sollte mit Bedacht eingesetzt werden, denn in einigen Fällen die Verwendung dieses Geräts möglicherweise nicht ratsam aus technischer oder wirtschaftlicher Sicht.