Funktionsprinzip und Beschreibung von Wärmepumpen zur Beheizung eines Hauses

Unter allen alternativen Heizsystemen zu Hause gelten Wärmepumpen als die besten. Sie unterscheiden sich nicht nur im Design, sondern auch in der Arbeitseffizienz. Um das beste Modell auszuwählen, sollten Sie daher das Prinzip des Betriebs von Wärmepumpen zum Heizen eines Hauses verstehen.

Das Funktionsprinzip von Wärmepumpen

Betriebsdiagramm der Wärmepumpe
Betriebsdiagramm der Wärmepumpe

Für ein besseres Verständnis des Betriebs der Wärmepumpe können Sie den häufigsten Anwendungsfall betrachten - in herkömmlichen Kühlschränken. Luftwärmepumpen zum Heizen unterscheiden sich grundsätzlich geringfügig. Der Unterschied ist Wärmeenergie, nicht Kälte.

Sie können herausfinden, wie eine Wärmepumpe zum Heizen eines Hauses funktioniert, nachdem Sie ein allgemeines Funktionsschema berücksichtigt haben. Um Wärme zu erzeugen, verfügt die Struktur über einen internen Kreislauf, durch den Kältemittel fließt. Es wird über einen Wärmetauscher mit den Heizungsrohren des Hauses verbunden. Aufgrund eines zusätzlichen Stromkreises wird Wärme von einer externen Quelle empfangen. Überlegen Sie, wie das Heizen mit einer Wärmepumpe funktioniert:

  1. Das Kältemittel befindet sich in einem gasförmigen Zustand. Es erhält Wärmeenergie vom externen Stromkreis. Darüber hinaus reicht es aus, dass die Gastemperatur auf + 10 ° C ansteigt.
  2. Erhöhen des Drucks des Kältemittels, um es in einen flüssigen Zustand zu bringen. Zu diesem Zweck haben Luftwärmepumpen zum Heizen eines Hauses unbedingt einen Kompressor. In diesem Fall steigt die Temperatur der Flüssigkeit auf + 65 ° C.
  3. Mit einem Wärmetauscher wird die Wärme im Heizsystem des Hauses auf Wasser übertragen.
  4. Die Drosselklappe und der Tropfen reduzieren den Druck und provozieren dadurch einen umgekehrten Übergang des Kältemittels von einem flüssigen in einen gasförmigen Zustand, um den Vorgang zu wiederholen.

Ist die Heizung zu Hause mit einer Wärmepumpe effizient? In vielen Fällen wird dieses System zusätzlich installiert, um die Kosten für die Grundwärmeversorgung zu senken. Einer der Nachteile ist die Unfähigkeit, Wärmepumpen für die Heizung zu Hause mit eigenen Händen mit einer normalen Effizienzanzeige und Zuverlässigkeit herzustellen. Für die Herstellung müssen Sie komplexe Berechnungen durchführen und die richtigen Materialien auswählen. Sie können eine Analogie zu Haushaltskühlschränken ziehen - fast niemand stellt sie selbst her und bevorzugt zuverlässige Fabrikmodelle.

Fast alle Bewertungen von Wärmepumpen zum Heizen eines Hauses zeigen eine direkte Abhängigkeit der Wärmequelle vom Primärkreis vom Wirkungsgradindikator des Geräts.

Arten von Wärmepumpen zum Heizen

Arten der Wärmeversorgung mit Wärmepumpen
Arten der Wärmeversorgung mit Wärmepumpen

Die wichtigste Aufgabe bei der Planung der Heizung zu Hause mit einer Wärmepumpe ist die Wahl des Mediums zur Erwärmung des Kühlmittels im Primärkreislauf. Es gibt verschiedene Arten von Heizgeräten dieses Typs, die sich an verschiedene Heizmedien anpassen können.

Die wichtigste Bedingung ist die Umgebungstemperatur. Da es in der Praxis nicht möglich ist, Wärmepumpen zum Heizen mit eigenen Händen herzustellen, sollten Sie die Auswahlkriterien für Werksmodelle berücksichtigen:

  • Umgebungstemperatur. Es sollte mindestens + 6-8 ° C sein. Andernfalls sinkt der Wirkungsgrad der Luftwärmepumpe zum Heizen auf Null;
  • Auswahl des Kühlmittels für den Primärkreislauf. Es kann Wasser, Boden oder Luft sein. Es ist wichtig, dass die erste Bedingung erfüllt ist;
  • Richtige Organisation der Heizung mit einer Wärmepumpe - Installationsort der Heizung. Die beste Option wäre, das System in einem beheizten, trockenen Raum zu installieren. Auf diese Weise kann ein zusätzlicher Wärmeverlust vermieden werden.Gleichzeitig ist es jedoch erforderlich, den Primärkreiswärmetauscher mit Kühlmittel zu versorgen.

Aufgrund des ersten Punktes sind Luftwärmepumpen zum Heizen eines Hauses ineffizient. Ausnahmen bilden Modelle mit innovativen Wärmeübertragungssystemen. Ihre Kosten bleiben jedoch hoch.

Selbst moderne Modelle von Luftwärmepumpen zum Heizen eines Hauses können nicht das richtige Heizniveau des Kühlmittels liefern, wenn die Temperatur auf der Straße auf -15 ° C fällt.

Geothermische Pumpe zur Wärmeversorgung

Das Funktionsprinzip einer Erdwärmepumpe
Das Funktionsprinzip einer Erdwärmepumpe

Bewertungen von Wärmepumpen für die Erdwärmeheizung enthalten die positivsten Empfehlungen in Bezug auf Betrieb und Effizienz. Ihr Primärkreis befindet sich im Boden, was eine Reihe von Vorteilen bietet.

Der Nachteil ist die Komplexität der Anordnung dieser Art der Wärmeversorgung. Im Gegensatz zu Do-it-yourself-Luftwärmepumpen zum Heizen ist die Installation des Primärkreises sehr aufwändig. Es gibt zwei Möglichkeiten, den äußeren Kofferraum zu positionieren:

  • Horizontal. Die Rohre befinden sich unterhalb des Gefrierpunkts des Bodens. Für den ordnungsgemäßen Betrieb des Systems sollte der Abstand zwischen den Autobahnen mindestens 15 cm betragen.
  • Vertikale. Für die Installation von Rohrleitungen werden Bohrlöcher mit einer Tiefe von bis zu 50 m gebohrt. Bewertungen von Wärmepumpen zum Heizen eines Hauses zeigen eine hohe Zuverlässigkeit des Gerätebetriebs unabhängig von der Außentemperatur.

Vor der Auswahl der Ausrüstung müssen die Eigenschaften des Bodens analysiert werden - sein Gefriergrad und seine Zusammensetzung. Der Betrieb einer Wärmepumpe zum Heizen eines Hauses hängt direkt vom Heizgrad des Kühlmittels im Primärkreis ab. Daher sollte die Bodentemperatur mindestens + 7 ° C betragen.

Sie können eine Wärmepumpe mit geringem Stromverbrauch zum Heizen selbst herstellen. Verwenden Sie dazu einen Kompressor aus dem Kühlschrank. Das Rohrleitungssystem und die Injektion von Freon in den Kreislauf sollten jedoch nur Fachleuten anvertraut werden.

Luft-Luft-Heizsystem

Luftwärmepumpenkreislauf
Luftwärmepumpenkreislauf

Nach einem ähnlichen Prinzip heizen Luftwärmepumpen das Haus. Der Unterschied ist die Verwendung von Straßenluft als primäres Kühlmittel.

Einer der Nachteile dieser Ausrüstung ist die Unfähigkeit, zu Hause an die Warmwasserbereitung anzuschließen. Die Wärmeübertragung vom komprimierten Kältemittel an der Luftwärmepumpe zur Wärmeversorgung erfolgt sofort im Raum. Alternativ können Sie ein Chiller-Francoil-System installieren, das nach dem gleichen Prinzip arbeitet. Die Kosten sind jedoch sehr hoch - eine Anschaffung von 24 kW kostet mindestens 900.000 Rubel.

Warum wird die Heizung mit einer Luftwärmepumpe immer beliebter? Dafür gibt es mehrere Gründe:

  • Einfache Installation. In Bezug auf die Komplexität unterscheidet es sich nicht von der Installation einer geteilten Klimaanlage.
  • Der Betrieb der Wärmepumpe zum Heizen des Hauses und zum Kühlen;
  • Weniger Schleifen beeinträchtigen die Systemzuverlässigkeit.
Wärmepumpe mit Einspritzleitung
Wärmepumpe mit Einspritzleitung

Aber ist es möglich, diese Heizung in Regionen zu betreiben, in denen im Winter niedrige Temperaturen beobachtet werden? Dazu muss die Heizung mit einer Wärmepumpe mit einem zusätzlichen Modul - einer Einspritzleitung - durchgeführt werden.

Es fügt automatisch Kältemittel hinzu, um die normale Funktion des Hauptkreislaufs aufrechtzuerhalten. Somit wird der optimale Betrieb der Ausrüstung auch dann erreicht, wenn die Luft auf der Straße auf -15 ° C abfällt.

Bei der Überprüfung von Wärmepumpen zur Luftheizung wird besonderes Augenmerk auf die Position des Innengeräts im Haus gelegt. Es sollte heiße Luft im Raum liefern.

Wasser-Wasser-Pumpe zur Wärmeversorgung

Wasser-Wasser-Wärmepumpe
Wasser-Wasser-Wärmepumpe

Für Regionen mit warmen Wintern wird die Installation von Pumpen empfohlen, in denen ein Vorratsbehälter als Primärkreislauf verwendet wird. Es ist wichtig, dass die Temperatur darin nicht unter + 7 ° C fällt.

Der Hauptvorteil dieses Systems ist die schnelle Installation und Demontage des flexiblen Rohrleitungssystems. Dazu müssen Sie im Voraus über das Material für die Herstellung von Autobahnen nachdenken. Die beste Option ist die Verwendung von Rohren aus vernetztem Polyethylen mit einer zusätzlichen luftdichten Schicht.

Solche Systeme werden verwendet, um das Haus während eines Zeitraums zu heizen, in dem die Temperatur auf der Straße nicht unter -7 ° C fällt. Wasser-Wasser-Wärmepumpen wurden auch verwendet, um im Sommer Luft zu kühlen oder heißes Wasser bereitzustellen.

Stellen Sie bei der Installation des externen Stromkreises sicher, dass sich die Leitungen nicht verbiegen. Andernfalls stoppt die Bewegung des Kühlmittels.

Wärmepumpe Bewertungen

Die Kenntnis der tatsächlichen Schätzungen des Betriebs der Wärmepumpe ist eines der aktuellen Instrumente, um die Machbarkeit ihrer Erfassung und Installation zu bestimmen. Ein Teil der negativen Bewertungen zu Wärmepumpen für die Wärmeversorgung zu Hause ist auf Installations- und Betriebsfehler zurückzuführen:

  • Nach einer langen Analyse der Angebote auf dem Markt haben wir uns entschlossen, eine Wärmepumpe für unser Haus zu kaufen. Wir haben uns für ein vertikales Bodenluftsystem entschieden. Nach der Analyse des Bodens auf dem Gelände stellte sich heraus, dass wir einen hohen Wasserstand haben. Für eine Wärmepumpe ist dies sogar noch besser - anstelle von 30 m. Die Tiefe des Bohrlochs wurde erreicht. 12. Das System funktioniert bereits seit dem zweiten Jahr ohne Beanstandungen.
  • Im Heizungsprojekt wurden die Datschen mit Hilfe einer Wärmepumpe so ausgelegt, dass das Wasser in den Rohren auf + 70 ° C erwärmt wird. Tatsächlich stieg es nicht über + 50 ° C. Darüber hinaus betrug die Amortisationszeit etwa 15 Jahre. Jetzt, nach dem ersten Arbeitsmonat, hat sich die Situation etwas verbessert. Trotzdem ist eine zusätzliche Heizung erforderlich - Gas oder mit einem Festbrennstoffkessel. Wir denken über die Auswahl und Installation nach.

Sollte ich eine Wärmepumpe zum Heizen eines Privathauses installieren? Wenn die Finanzen es erlauben - sicherlich ja. Aber zuerst müssen Sie das richtige Gerätemodell und einen Auftragnehmer für die Installation auswählen.

Zur Bekanntschaft wird empfohlen, ein Video über die installierte Wasser-Luft-Wärmepumpe anzusehen:

Heizung

Belüftung

Kanalisation