Heizen für fast nichts! Wärmepumpe zum Heizen zu Hause: das Funktionsprinzip des Geräts
Die Wärmepumpe ist eine alternative Heizmöglichkeit in Form einer Dampfkompressionsanlage. Das Gerät überträgt warme Luft von kalten Wärmequellen zu solchen mit hohem Potenzial.
Energie wird durch Kondensation des Kältemittels übertragen und seine anschließende Umwandlung in Dampf. Das Kältemittel durchläuft während des Betriebs der Wärmepumpe einen geschlossenen Kreislauf. Die Wärmepumpe verbraucht Strom, um die Verdampfung im Zwangsumlauf zu kondensieren.
Wie funktioniert eine Wärmepumpe zum Heizen eines Hauses?
Die Installation besteht aus drei Komponenten.:
- Eine Sonde zum Sammeln von Wärme.
- TN und Kompressoren.
- Kondensatorkammern mit Heizsystem.
Kondensator oder Wärmeaustauschkammer besteht aus Rohren und Heizkörpern.
Sonde — ist ein Leiter, durch den Wärme zugeführt wird. Sonden je nach Funktionsprinzip und Installationsmethode werden in 3 Typen unterteilt:
- horizontal (in Erdgräben von Tiefe platziert ab 1,2 Metern);
- Vertikale (in Brunnen der Tiefe platziert bis zu 200 m);
- Wasser (in einem Reservoir unterhalb der Gefriertiefe platziert).
Wärmepumpe besteht aus 6 Komponenten.
Kühlmittel ist Teil der inneren Struktur des Geräts. Die Komponente ist für die Zirkulation in einem geschlossenen Kreislauf bestimmt. Darüber hinaus verfügt die Anlage über Kapillare und Kompressor. In der Pumpe befindet sich Verdampfer, wodurch die Substanz aufgrund der Kälte erwärmt wird. Kondensator hilft, Wärme für die weitere Verwendung zu speichern. Der TN befindet sich Thermostat, mit dem Sie die gewünschte Temperatur einstellen können.
Referenz. IN Kühlschrank Die Komponenten unterscheiden sich nicht von einer Wärmepumpe. Der Prozess zielt jedoch auf Kühlung ab. Ist die Kälte zu groß, leitet das System diese an der Geräterückwand ab.
Arten von Wärmepumpen und ihre Funktionsprinzipien
Der Zweck des TN ist der Temperaturaustausch zwischen Trägern. Es gibt verschiedene Arten von Installationen:
- Land;
- Antenne;
- Wasser.
Die Anlage versorgt das Gebäude mit Wärme aus diesen natürlichen Energiequellen. Das Prinzip der Installation und des Betriebs solcher Pumpen ist etwas anders. Die Geräte können sowohl offener als auch geschlossener Typ.
Bodenwasser
TN-Landtyp besteht aus 3 Kreisläufen. Der äußere Kreislauf befindet sich im Boden. Er sammelt Wärmeenergie. Das Kühlmittel gelangt in die Wärmepumpe. Anschließend gelangt das Kühlmittel in den Verdampfer. Dort beginnt die Temperatur zu steigen. Der letzte Kreislauf ist in der Heizungsanlage eines Gebäudes oder Hauses vorhanden. Hier WasserzirkulationAus diesem Grund wird das TN als Grundwasser bezeichnet.
Aufmerksamkeit! Der in der betrachteten Anlage verwendete Wärmeträger ist Frostschutzmittel oder Propylenglykol mit Wasser gemischt. Andernfalls ist die Substanz Ethylenglykol.
In einem solchen System ist das Kühlmittel oft FreonDieses Kühlmittel ist in der Lage, bei niedrigen Temperaturen vom flüssigen in den gasförmigen Zustand überzugehen.
Wenn das Kühlmittel siedet, gelangen die Dämpfe in den Kondensator. Anschließend gelangt die Wärmeenergie in den letzten Kreislauf, in dem sich das Wasser befindet. Nach dem Abkühlen wird das Kühlmittel flüssig und gelangt in den Erdungskreislauf. Der Prozess ist zyklisch und wiederholt sich ständig.
Bild 1. Schematische Darstellung der Anlage mit einer Grundwasser-Wärmepumpe. Das heiße Kühlmittel ist rot, das kalte blau dargestellt.
Wasser-Wasser
Das Funktionsprinzip einer Wasser-Wärmepumpe besteht darin, Niedertemperaturenergie zu nutzen und in Wärme umzuwandeln. Wasser-Wasser-Pumpe besteht aus 3 Kreisläufen. Freon fungiert als primärer Wärmetauscher.
Wichtig! Die Kontur wird auf dem Boden eines natürlichen Reservoirs installiert. Die Tiefe ist nicht weniger als 3 Meter über der Oberfläche. Das Wasser gefriert nicht und fällt nicht unter +3–5 °C.
Wenn das Kältemittel durch den Kreislauf zirkuliert, Die Substanz wird auf 8 °C erhitzt. Anschließend gelangt das Kühlmittel in das Gerätegehäuse und den Kompressor. Zu diesem Zeitpunkt liegt das Freon bereits gasförmig vor. Kühlt das Kühlmittel im Gebäude ab, verflüssigt es sich. Anschließend gelangt die Substanz in den ersten Kreislauf. Der Vorgang wiederholt sich.
Wasser-Luft
Das Funktionsprinzip der Wärmepumpe, die in einem Wasser-Luft-System arbeitet, ähnelt dem System, wie ein KühlschrankDie niedrige Lufttemperatur beginnt, das Freon zu erhitzen, das sich im ersten Kreislauf befindet.
Die Einheit ist mit einem Wärmeverdampfer und einem Kondensator verbunden. Im Wärmestrahler verflüssigt sich das Freon. Dabei Energie wird an das Heizsystem übertragen.
Im flüssigen Zustand gelangt Freon in den ersten Kreislauf und verdampft erneut, wobei es sich in Gas verwandelt.
Luft zu Luft
Lufttyp TN funktioniert mit Hilfe eines Ventilators. Das Gerät saugt Außenluft in einen Kreislauf mit Verdampfer. Dieser enthält Freon, das sich erwärmt und ausdehnt. Der Dampf gelangt in den Kompressor und erwärmt sich. Dies geschieht durch den erhöhten Druck.
Nach dem Kompressor gelangt das Freon in den Kondensator. Dort verliert es Wärmeenergie und kühlt ab. Das Kältemittel verflüssigt sich und die entstehende Wärme, die der Kondensator gespeichert hat, wird zur Beheizung des Gebäudes verwendetWenn das Freon abgekühlt ist, kehrt es zum Verdampfer zurück und der Vorgang wiederholt sich.
Um die Effizienz der Wärmepumpe zu verbessern, empfiehlt sich der Einsatz eines Wärmetauschers zwischen Wärmeabgeber und Verdampfer. Drosselklappe. Dieser Wärmeerzeugungszyklus wird als inverses Carnot-Prinzip bezeichnet. Zur Automatisierung des Prozesses sind Steuerelemente in das System integriert.
Foto 2. Das Gerät der Luft-Luft-Wärmepumpe. Als Verdampfer wird Freon verwendet.
Funktionsweise der internen Schaltung
Der interne Kreislauf jeder Wärmepumpe ist im Funktionsprinzip gleich. Zum Heizen oder Kühlen eines Raumes Verwenden Sie warme Böden mit Wasser als WärmeträgerDie interne Heizung besteht aus der Installation von Rohren oder Heizkörpern in jedem Raum. Je nach Wärmepumpentyp fungiert der interne Kreislauf als Klimaanlage oder Gebläsekonvektor.
Die Innenkontur ist ein Kondensator, der Wärme in die Außenumgebung abstrahlt.
Nützliches Video
Sehen Sie sich ein Video an, in dem die Funktionsweise einer Wärmepumpe erklärt wird.
Funktionen des Gerätebetriebs
Bei der Wahl des einen oder anderen Wärmepumpentyps Achten Sie auf die einfache Bedienbarkeit des Gerätes. Wenn sich der externe Kreislauf im Wasser befindet, eignet sich seine Installation für Privathäuser in der Nähe eines Reservoirs. In anderen Fällen kann der TN die Zentralheizung in der Wohnung ersetzen.
Kommentare
Eine sehr praktische Sache. Das Wasser in der Badewanne gefriert nicht, Sie müssen nicht jedes Mal alles ablassen.