Das Funktionsprinzip einer Wärmepumpe zur Beheizung eines Hauses

Ein spezielles Gerät, das einer Klimaanlage oder einem Kühlschrank ähnelt, wird verwendet, um Wärmeenergie umzuwandeln, zu übertragen und umzuwandeln. Die Wärmepumpe wird nicht zum Heizen verwendet - sie leitet nur mehr Wärme ab, als sie vom Netzwerk erhält. Mit dem Gerät ist es möglich, die Energie von Boden, Luft oder Wasser in die Heizungskommunikation zu pumpen.

Funktions- und Konstruktionsprinzip

Die Wärmepumpe besteht aus einem Freon-Kreislauf mit einem Kompressor, einem Expansionsventil, Wärmetauschern (Kondensator, Verdampfer) und einem Kupferrohr. Die Knoten sind über Armaturen und automatische Teile miteinander verbunden.

Das Funktionsprinzip des Geräts basiert auf der Auswahl von minderwertiger Wärme:

• Wasser (von +2 bis +7 Grad);
• Luft (von -25 bis +35 Grad);
• Boden (von -5 bis +5 Grad).

Bei der Entnahme von Wärmeressourcen wird das Ausgangsmedium abgekühlt und das Kältemittel des internen Kreislaufs beginnt zu kochen und wandelt sich in Dampf um. Das Gas wird vom Kompressor komprimiert und verliert dramatisch an Volumen, während Temperatur und Druck hochgepumpt werden. Die Wirkung von vorgewärmtem Freon besteht darin, Wärmeressourcen auf die Heizungsleitung zu übertragen. Wärmepumpen arbeiten geschlossen und verbrauchen nur Energie ohne direkte Erwärmung des Kühlmittels.

Mit dem Gerät können Sie 3-5 kW Wärme aus 1 kW verbrauchter Energie gewinnen.

Sorten von Wärmepumpen

Wärmepumpen zum Heizen eines Privathauses werden nach mehreren Kriterien klassifiziert. Abhängig von der Art der Energieübertragung:

• Kompression - besteht aus einem Kompressor, einem Kondensator, einem Verdampfer und einem Expander. Das Gerät arbeitet nach dem Prinzip eines Kompressionszyklus und einer Expansion des Kühlmittels mit weiterer Erwärmung.
• Absorption - arbeiten auf der Basis von Absorptionsmittel und Freon. Das Absorptionsgerät ist hocheffizient und eine Pumpe der neuen Generation.

Je nach Wärmequelle können Sie das Gerät auswählen:

• Luft - entzieht der Atmosphäre Wärme;
• Geothermie - bezieht Energie aus Wasser oder Boden;
• sekundär - arbeitet mit der sekundären Wärme von Wasser oder Luft.

Sekundärwärmegeräte können dem Abwasser Energie entziehen.

Die Wärmepumpenvorrichtung variiert auch in der Umgebung der Aufnahme und Umwandlung von Energie, Merkmalen und Betriebsmethoden.

Grundwassersystem

Mit Geräten können Sie das ganze Jahr über Wärme aus den Eingeweiden der Erde gewinnen. Je nach Art der geothermischen Kontur können folgende Modifikationen ausgewählt werden:

• Horizontal - ein System in Form von Rohren, die sich unter dem Gefrierpunkt des Bodens in einer Tiefe von 1,5 bis 2 m befinden. Das Temperaturregime im Laufe des Jahres erreicht + 3 ... + 15 Grad, sodass jederzeit Wärme gewonnen werden kann.
• Vertikal - der Sammler sieht aus wie ein Brunnen mit einer Tiefe von 50 bis 200 m. Im Inneren befinden sich spezielle Sonden, die einem konstanten Temperaturgradienten Wärme entziehen.

Bei der Anordnung der vertikalen Kontur muss die geologische Zusammensetzung des Bodens berücksichtigt werden. An der Stelle, an der sich die horizontale Kontur befindet, können Sie keine Häuser bauen oder Fliesen verlegen.

Wasser-zu-Wasser-System

Um den Raum zu heizen, müssen Sie die Energie des Grundwassers mit einer konstanten Temperatur von +7 und mehr Grad nutzen. Die Technologie ermöglicht die Wasserversorgung einer Kreisstation durch eine Kreiselpumpe. Die Wärmeenergie wird vom unteren Stromkreis des Geräts auf Frostschutzmittel übertragen. Diese Option ist in folgenden Bereichen zulässig:

• ohne Grundwasser oder mit einem Mindestmaß an Vorkommen;
• mit Brunnen, in denen das Wasserzeichen nicht abfällt;
• mit minimaler Salzzusammensetzung und Verschmutzung;
• Ausgestattet mit einem Entwässerungsbrunnen, der 2200 Liter Abwasser pro Stunde aufnehmen kann.

Die beste Option für Wasser-Wasser-Geräte ist das Gebiet in der Nähe eines Flusses oder eines anderen Gewässers.

Wasser-Luft-System

Wärmepumpen erwärmen nicht die Luft in den Räumen, sondern das Kühlmittel selbst. Es kann zum Erhitzen und Aufbereiten von heißem Wasser verwendet werden. Das System hat mehrere Vorteile:

• installiert, ohne den externen Stromkreis zu bohren;
• unterscheidet sich in Zuverlässigkeit und Haltbarkeit;
• wirksam im Herbst und Frühling.

Die Nachteile von Pumpen umfassen:

• Senkung des COP bei Erreichen von +1,2 Grad;
• die Verwendung der Umkehrung zum Auftauen des Außengeräts.

Stationen sind nicht das einzige Mittel zur Wärmeerzeugung. Sie funktionieren in Verbindung mit einem Heizkessel.

Luft-Luft-System

Luft-Luft-Geräte erhalten Wärmeenergie aus Straßenluftmassen. Äußerlich ähneln sie Klimaanlagen, können aber bei niedrigen Temperaturen arbeiten. Im Kondensator wird kalte Luft erwärmt. Die Vorteile von VT umfassen:

• ein Preis, der mit dem Preis einer Klimaanlage vergleichbar ist;
• schnelle Installation;
• Keine Gefahr des Auslaufens von Wärmeträgern.

Unter den Nachteilen der Systeme:

• die Fähigkeit, nur bei Temperaturen bis zu -20 Grad zu arbeiten;
• die Notwendigkeit, in jedem Raum eine spezielle Einheit zu installieren;
• Mangel an Bedingungen für heißes Wasser.

Thermische Geräte "Luft-Luft" können verwendet werden, um zusätzlich ein Häuschen oder ein Landhaus zu heizen.

Systemauswahlkriterien

Vor dem Kauf einer Wärmepumpe müssen Sie Folgendes berücksichtigen:

• Die Kosten für die Einrichtung des Systems. Um das VT in Moskau anzuschließen, müssen Sie einen horizontalen Umriss legen. Eine Grube wird ausgegraben (10 Tausend Rubel / Schicht zum Mieten eines Baggers), dann werden die Vorbereitungen für die Arbeit (5 Tausend Rubel) getroffen. Ein Brunnen kostet 1000 Rubel / mp unter Berücksichtigung der Installation und des Bindens der Sonde. Damit das System ordnungsgemäß funktioniert, benötigen Sie 350 m Kreislauf oder 350.000 Rubel.
• Energieverbrauch. Ein 9 kW VT verbraucht 2,7 kWh Strom, was billiger ist als ein ähnlicher Elektrokessel.
• Rückzahlung. Eine alternative Heizung unter Berücksichtigung der Installationskosten und des Stromverbrauchs zahlt sich nach 3 Jahren aus.
• Klimabedingungen der Wohnregion. VTs sind in Gebieten mit frostigen Wintern unwirksam. Sie werden nicht in der Lage sein, die richtige Wärmemenge aus dem Boden, der Luft oder dem Wasser aufzunehmen.
• Geräteleistung. Der Eigentümer eines einstöckigen Hauses mit 10 x 10 Quadraten sollte folgende Berechnungen durchführen: die maximale negative Temperatur (-20 Grad); Temperaturunterschiede auf der Straße und im Raum (20 - -20 = 40); Wärmeverlust von Wänden (Ziegel - 13,5 kW). Etwa 50% sollten zur letzten Mindestleistungsanzeige hinzugefügt werden.
• Die Kapazität des Lagertanks. Bei 3 Pumpenstarts werden 30 Liter Wasser benötigt, bei 5 Starts - 20 Liter.

Bei der Auswahl der Ausrüstung werden der Zustand des Hauses und die Merkmale des Gebiets, in dem es sich befindet, berücksichtigt.

Vorteile und Nachteile

Die Heizungskommunikation mit einer Wärmepumpe hat mehrere Vorteile:

• Energieeinsparung: Bei einer Durchflussrate von 1 kW / h werden 4 kW / h Wärme erhalten;
• Reduzierung der Systemreparaturkosten;
• Universalität - geeignet für die Installation in Regionen ohne Gasleitungen, Stromleitungen, as arbeitet aus Luft, Boden oder Wasser;
• Vollautomatisierung des Systems - Bei längerer Abwesenheit kann der Eigentümer ein konstantes Temperaturregime von +10 Grad einstellen.
• Umweltsicherheit - produziert keine Oxide, Säuren und Benzoesäuren;
• Keine Notsituationen - Das Kühlmittel und die Systemkomponenten erwärmen sich nicht auf kritische Temperaturen.
• die Fähigkeit, bei Temperaturen bis zu -15 Grad zu arbeiten;
• Reversibilität - Installationen kühlen das Haus im Sommer, entziehen den Räumen Wärme und leiten es in eine Reserveumgebung;
• Langzeitgebrauch: Ohne größere Reparaturen wird die Pumpe 25-50 Jahre lang verwendet, das Kompressorersatzteil fällt alle 15-20 Jahre einmal aus.

Die Nachteile der Verwendung von Wärmepumpen umfassen:

• finanzielle Kosten für die Organisation eines geothermischen Systems;
• lange (5-10 Jahre) Amortisation des Systems;
• die Notwendigkeit einer zusätzlichen Heizung in kalten Regionen.

In Fußbodenheizungssystemen dürfen Gebläsekonvektoren verwendet werden, die Wärme oder Kälte aus dem Wasser an die Luft übertragen. Wenn Sie alte Wohnungen haben, müssen Sie die Heizung sanieren.

Beliebte Wärmepumpenhersteller

Wärmepumpen werden hauptsächlich von Unternehmen aus Asien hergestellt. Die ersten europäischen Produkte waren Daikin, Mitsubishi Electric und Hitach. Die Geräte werden auch von Herstellern aus Südkorea (LG und Samsung), China (Midea und Gree) hergestellt.

Die europäischen Marken Dimplex, Nibe, Alpha-Inno Tec, AJ Tech, CIAT, Technibel, Atlantic, Airwell und Buderus haben ebenfalls ATW-Modifikationen.

DIY Wärmepumpe

Eine Wärmepumpe selbst herzustellen ist nur zum Heizen eines kleinen Hauses möglich.

1. Kaufen Sie einen alten Kühlschrank und zerlegen Sie ihn, indem Sie die Automatisierung entfernen.
2. Machen Sie einen Kondensator aus einem 100-l-Stahltank, halbieren Sie ihn. Eine Kupferspule mit 1 mm dicken Wänden wird in den Tank gelegt.
3. Herstellung einer Spule durch Wickeln eines Kupferrohrs auf eine Gas- oder Sauerstoffflasche mit dem gleichen Abstand zwischen den Windungen.
4. Verriegeln Sie die Spulen, indem Sie den Draht durch die Löcher in den Aluminiumecken führen.
5. Tankteile schweißen.
6. Machen Sie einen Verdampfer aus einem 60-80 Liter Plastikbehälter. Es werden eine Spule und ein Gewinde für Abfluss- und Zuleitungen installiert.
7. Installieren Sie das Gerät im Raum und bringen Sie 2 Luftkanäle, die in den vorderen Flügel geschnitten sind, dazu.
8. Kupferrohre löten, Pump Freon.
9. Starten Sie und verbinden Sie die Struktur mit der Heizung.

Luft wird durch den oberen Kanal dem Gefrierschrank zugeführt, gekühlt und in das Gehäuse eingespeist. Nach dem Aufwärmen mit einem Wärmetauscher an der Rückwand gelangen die Luftmassen in den Raum.

Als Ergebnis der Arbeit wird ein System mit einem geschlossenen Regelkreis erhalten. Das Kältemittel zirkuliert darin und nimmt Energie vom Verdampfer zum Kondensator auf und transportiert sie. Die empfangene Wärmeenergie hat eine geringe Leistung, daher ist es erforderlich, zusätzlich einen warmen Boden oder Heizkörper vom Typ mit geringer Trägheit anzuschließen.

Die Auslasswassertemperatur beträgt nicht mehr als 50-60 Grad.

Planen

Um die unabhängige Herstellung des Geräts und dessen Installation zu sparen, wird das zweiwertige Schema des Heizungssystems unterstützt. Dabei wird die Leistung des Spannungswandlers anhand der Mindesttemperatur berechnet. Während des Jahres funktioniert die Installation nicht mit voller Kapazität.

Nanos ist in diesem Fall eine passive Einheit, an die ein Gas- oder Festbrennstoffkessel angeschlossen ist. Der Bypass ist mit letzterem verbunden.

Die thermische Modifikation von Pumpen ist eine effektive, aber teure Ausrüstung. Mit einer langen Amortisationszeit werden sie die einzige Alternative in Gebieten ohne Gasversorgung sein.