Berechnung einer Luft-Wasser-Wärmepumpe zur Heizung und Warmwasserversorgung

Beispiel für eine Wärmepumpenberechnung

Wir werden eine Wärmepumpe für das Heizsystem eines einstöckigen Hauses mit einer Gesamtfläche von 70 m² auswählen. m mit einer Standarddeckenhöhe (2,5 m), einer rationalen Architektur und Wärmedämmung der umschließenden Strukturen, die den Anforderungen moderner Bauvorschriften entspricht. Zum Heizen des 1. Quartals. m eines solchen Objekts ist es nach allgemein anerkannten Standards erforderlich, 100 W Wärme zu verbrauchen. Um das ganze Haus zu heizen, benötigen Sie also:

Q = 70 x 100 = 7000 W = 7 kW Wärmeenergie.

Wir wählen eine Wärmepumpe der Marke "TeploDarom" (Modell L-024-WLC) mit einer Wärmeleistung von W = 7,7 kW. Der Kompressor des Geräts verbraucht N = 2,5 kW Strom.

Reservoirberechnung

Der Boden auf dem für den Bau des Sammlers vorgesehenen Gelände ist lehmig, der Grundwasserspiegel ist hoch (wir nehmen den Heizwert p = 35 W / m).

Die Kollektorleistung wird durch die Formel bestimmt:

Qk = W - N = 7,7 - 2,5 = 5,2 kW.

Bestimmen Sie die Länge des Kollektorrohrs:

L = 5200/35 = 148,5 m (ungefähr).

Aufgrund der Tatsache, dass es aufgrund eines zu hohen hydraulischen Widerstands irrational ist, einen Kreislauf mit einer Länge von mehr als 100 m zu verlegen, akzeptieren wir Folgendes: Der Wärmepumpenverteiler besteht aus zwei Kreisläufen - 100 m und 50 m lang.

Der Bereich der Site, der dem Sammler zugewiesen werden muss, wird durch die Formel bestimmt:

S = L x A,

Wobei A der Schritt zwischen benachbarten Abschnitten der Kontur ist. Wir akzeptieren: A = 0,8 m.

Dann ist S = 150 x 0,8 = 120 sq. m.

"Eine Wärmepumpe ist sehr teuer!"

In der Tat schlüsselfertige Installation eines geothermischen Heizungssystems in den Jahren 2000-2010 etwa 30.000-40.000 US-Dollar... Es gab drei Hauptfaktoren für einen so hohen Preis:

• Die Bohrkosten betrugen zu diesem Zeitpunkt 35-50 USD. für 1 Meter. Infolgedessen gingen 60-70% des Gesamtbudgets an das Gerät des externen Sammlers. Dank der Krise sind die Bohrkosten jetzt auf 15 bis 17 US-Dollar gesunken. für 1 Meter.
• Der Preis für Wärmepumpen ist jetzt erheblich gesunken, sowohl aufgrund des zunehmenden internen Wettbewerbs auf dem belarussischen Markt, der den Appetit der lokalen Akteure auf diesem Markt „bremste“, als auch aufgrund der weltweiten Senkung der Kosten für Geräte dieses Typs.
• breitere Einführung von "horizontalen" Reservoirs, deren Installation zweimal billiger ist als "vertikale" Bohrungen und gleichzeitig hinsichtlich der Effizienz den "vertikalen" Reservoirs nicht unterlegen ist.

Infolgedessen ist heute der Durchschnitt die Kosten für das "schlüsselfertige" Systemgerät (mit allen Geräten und Arbeiten) verringert bis zu 9000-15000 USD Gleichzeitig müssen Sie kein Projekt im Ministerium für Notsituationen, den Bau von "Absenk" -Stationen (während der Vergasung), die Installation eines Schornsteins, die Einhaltung der Brandschutzbestimmungen usw. entwickeln und genehmigen.

Arten von Wärmepumpendesigns

Es gibt folgende Sorten:

• ТН "Luft - Luft";
• ТН "Luft - Wasser";
• TN "Boden - Wasser";
• TH "Wasser - Wasser".

Die allererste Option ist ein herkömmliches Split-System, das im Heizmodus arbeitet. Der Verdampfer wird im Freien montiert und eine Einheit mit einem Kondensator wird im Haus installiert. Letzterer wird von einem Ventilator geblasen, wodurch dem Raum eine warme Luftmasse zugeführt wird.

Wenn ein solches System mit einem speziellen Wärmetauscher mit Düsen ausgestattet ist, wird der HP-Typ "Luft-Wasser" erhalten. Es ist an eine Warmwasserbereitung angeschlossen.

Der Hochdruckverdampfer vom Typ "Luft-Luft" oder "Luft-Wasser" kann nicht im Freien, sondern im Abluftkanal aufgestellt werden (er muss gezwungen werden). In diesem Fall wird der Wirkungsgrad der Wärmepumpe um ein Vielfaches erhöht.

Wärmepumpen vom Typ "Wasser - Wasser" und "Boden - Wasser" verwenden einen sogenannten externen Wärmetauscher oder, wie es auch genannt wird, einen Kollektor zur Wärmeextraktion.

Schematische Darstellung der Wärmepumpe

Dies ist ein Rohr mit langer Schleife, normalerweise aus Kunststoff, durch das ein flüssiges Medium um den Verdampfer zirkuliert. Beide Arten von Wärmepumpen stellen das gleiche Gerät dar: In einem Fall wird der Kollektor am Boden eines Oberflächenreservoirs und im zweiten Fall in den Boden eingetaucht. Der Kondensator einer solchen Wärmepumpe befindet sich in einem Wärmetauscher, der mit dem Warmwasserheizsystem verbunden ist.

Der Anschluss von Wärmepumpen nach dem Schema "Wasser - Wasser" ist wesentlich weniger aufwendig als der nach "Boden - Wasser", da keine Erdarbeiten durchgeführt werden müssen. Am Boden des Reservoirs ist das Rohr spiralförmig verlegt. Für dieses Schema ist natürlich nur ein Reservoir geeignet, das im Winter nicht zu Boden gefriert.

Warum eine Wärmepumpe?

Neben der Heizung in der kalten Jahreszeit können Sie mit der Pumpe im Sommer auf die Klimaanlage im Wohnzimmer umschalten. Dazu wird die Pumpe in den Rückwärtsbetrieb versetzt - die Kühlfunktion. Um die Umweltverträglichkeit nicht nur der eigenen Häuser, sondern auch der Atmosphäre des gesamten Planeten zu gewährleisten, ist der Einsatz von Wärmepumpen als Heizung sehr gerechtfertigt. Darüber hinaus rühmt sich die Ausstattung langfristige Arbeit, Kosteneinsparungen, Sicherheit und die Schaffung einer komfortablen Umgebung zu Hause.
Alle Arten von Energieressourcen werden mit jeder Amtszeit teurer, sodass eifrige Eigentümer bereit sind, teure Geräte zu installieren, die sich auszahlen, wenn sie ohne künstlichen Kraftstoff arbeiten. Der Kauf von flüssigen, gasförmigen oder festen Brennstoffen ist für den effizienten Betrieb der Wärmepumpe nicht erforderlich.

In großflächigen Privathäusern können Sie durch die Verwendung einer Wärmepumpe zusammen mit einer Ersatzheizmethode die Investitionskosten im sechsten Betriebsjahr amortisieren. Gleichzeitig werden pro 1 kW Stromverbrauch ca. 6 kW Wärme freigesetzt. Mit der Wärmepumpe können Sie eine Wassertemperatur im System von bis zu 70 ° C erreichen.

In einem Haus mit installierter Wärmepumpe Keine Notwendigkeit, eine Klimaanlage zu benutzen, da im Sommer ein Kühlmittel entlang des Kreislaufs zirkuliert, das im Boden auf eine Temperatur von 6 ° C abgekühlt wird. Es ist kostengünstiger als die Verwendung separater Luftkühlsysteme. Um die Pumpe noch effizienter zu machen, werden zusätzliche Heizungszweige des Pools daran angeschlossen, und im Sommer wird Energie aus Sonnenkollektoren verwendet.

Wärmepumpe in Aktion

Unter der harten Kruste und dem Mantel des Planeten befindet sich ein glühender Kern. Über viele Jahre hinweg wird der Kern im Laufe des Lebens vieler Generationen von Erdbewohnern seine Temperatur nicht ändern und unser gemeinsames Zuhause von innen erwärmen. Abhängig von den klimatischen Bedingungen, in einer Tiefe von ca. 50-60 m, die Temperatur der Erde liegt innerhalb von 10-14 ° C.... Auch im Permafrost ist der Einsatz einer Wärmepumpe möglich, nur die Tiefe der Rohrverlegung muss erhöht werden.

Wie es funktioniert

Das Gerät ist so konzipiert, dass es niedrige Umgebungstemperaturen in der Tiefe erfasst, in Hochtemperaturenergie umwandelt und an das Heizsystem des Hauses überträgt. Der Planet gibt ständig Wärme ab, die zur Beheizung des Hauses verwendet wird. Wärme wird aus der Umgebungsluft und dem Wasser gewonnen, die Sonnenenergie ansammeln.

Tatsächlich ist eine Wärmepumpe eine Einheit, die dem Betrieb von Kälteanlagen ähnelt. Nur im Kühlschrank befindet sich der Verdampfer so, dass er unnötige Wärme abgibt, und in der Wärmepumpe ist er in ständigem Kontakt mit der Quelle natürliche Wärme:

• interagiert mit vertikalen oder schrägen Brunnen mit der Landmasse unterhalb des Gefrierpunktes;
• Durch die Verwendung von Rohren in der Tiefe warmer Seen und Flüsse können Sie die Energie nicht gefrierender Wasserströme sammeln.
• Spezielle Geräte erfassen die Temperatur der warmen Luft außerhalb der Wohnung.

Die Bewegung des Kraftstoffträgers durch das System wird von einem Kompressor organisiert. Um die in der Erdtiefe gesammelte Temperatur zu erhöhen, wird ein System von verengten Trichtern verwendet. Wenn der Träger unter Druck durch sie hindurchgeht, zieht er sich zusammen und erhöht die Temperatur. Der im System installierte Kondensator gibt Energie ab, um die Flüssigkeit im Heizsystem zu erwärmen, die schließlich zu den Heizkörpern des internen Heizkreislaufs des Hauses gelangt.

Für den ganzjährigen Einsatz der Wärmepumpe im gesamten System Lieferung mit zwei Wärmetauschern... Der Verdampfer des einen setzt Kühlenergie frei, während der andere als Wärmeversorger zur Beheizung des Raumes fungiert. Die Quelle für das Sammeln von Wärme sind die Eingeweide der Erde, der Boden nicht gefrierender Reservoire oder Luftmassen, aus denen lange Rohre Niedertemperaturenergie entlehnen.

Strukturdiagramm einer Pumpe eines Privathauses

• ein Rohrsystem für die externe, manchmal entfernte Sammlung, in dem sich ein Wärmeträger ständig bewegt;
• Arbeitssystem des Kollektors, das einen Kompressor, Rohre, Wärmetauscher, Ventile und Trichter verschiedener Aktionen umfasst;
• internes Heizsystem des Hauses mit Rohren und Heizkörpern oder Luftkühlsystem.

Die Betriebsdauer, in der keine Ausfälle von Kraftstoffanlagen, Herstellern und Installateuren von Pumpen auftreten, wird als 20 Jahre bezeichnet. Eine solche Aussage ist jedoch unwahrscheinlich, da niemand die Gesetze der Physik aufgehoben hat und das ständige Reiben und Bewegen von Teilen früher fehlschlägt. Die optimale Arbeitszeit ohne Reparatur und Austausch von Teilen kann sein bezeichne eine Zahl mit 10 Jahren.

Mit eigenen Händen einen Wärmeerzeuger bauen

Liste der Teile und Zubehörteile zur Erstellung eines Wärmeerzeugers:

• Es werden zwei Manometer benötigt, um den Druck am Einlass und Auslass der Arbeitskammer zu messen.
• Thermometer zur Messung der Temperatur der Einlass- und Auslassflüssigkeit;
• Ventil zum Entfernen von Luftstopfen aus dem Heizsystem;
• Einlass- und Auslass-Abzweigrohre mit Hähnen;
• Thermometerhülsen.

Auswahl einer Umwälzpumpe

Dazu müssen Sie die erforderlichen Parameter des Geräts festlegen. Die erste ist die Fähigkeit der Pumpe, mit Hochtemperaturflüssigkeiten umzugehen. Wenn dieser Zustand vernachlässigt wird, fällt die Pumpe schnell aus.

Als nächstes müssen Sie den Arbeitsdruck auswählen, den die Pumpe erzeugen kann.

Für einen Wärmeerzeuger reicht es aus, wenn beim Eintritt der Flüssigkeit ein Druck von 4 Atmosphären gemeldet wird. Sie können diesen Indikator auf 12 Atmosphären erhöhen, wodurch sich die Heizrate der Flüssigkeit erhöht.

Die Leistung der Pumpe hat keinen wesentlichen Einfluss auf die Heizrate, da die Flüssigkeit während des Betriebs durch den bedingt engen Durchmesser der Düse strömt. Normalerweise werden bis zu 3-5 Kubikmeter Wasser pro Stunde transportiert. Der Umwandlungskoeffizient von Elektrizität in Wärmeenergie hat einen viel größeren Einfluss auf den Betrieb des Wärmeerzeugers.

Herstellung einer Kavitationskammer

In diesem Fall wird jedoch der Wasserfluss verringert, was zu einer Vermischung mit kalten Massen führt. Die kleine Öffnung der Düse erhöht auch die Anzahl der Luftblasen, was den Geräuscheffekt des Betriebs erhöht und dazu führen kann, dass sich bereits in der Pumpenkammer Blasen bilden. Dies verkürzt die Lebensdauer. Wie die Praxis gezeigt hat, beträgt der akzeptabelste Durchmesser 9–16 mm.

In Form und Profil sind die Düsen zylindrisch, konisch und abgerundet. Es ist unmöglich eindeutig zu sagen, welche Auswahl effektiver ist, alles hängt von den übrigen Installationsparametern ab. Die Hauptsache ist, dass der Wirbelprozess bereits im Stadium des anfänglichen Eintritts der Flüssigkeit in die Düse auftritt.

Berechnung des horizontalen Wärmepumpenkollektors

Der Wirkungsgrad eines horizontalen Kollektors hängt von der Temperatur des Mediums, in das er eingetaucht ist, seiner Wärmeleitfähigkeit sowie dem Kontaktbereich mit der Rohroberfläche ab. Die Berechnungsmethode ist ziemlich kompliziert, daher werden in den meisten Fällen gemittelte Daten verwendet.

• 10 W - wenn in trockenem sandigem oder felsigem Boden begraben;
• 20 W - in trockenem Lehmboden;
• 25 W - in feuchtem Lehmboden;
• 35 W - in sehr feuchtem Lehmboden.

Um die Länge des Kollektors (L) zu berechnen, sollte die erforderliche Wärmeleistung (Q) durch den Heizwert des Bodens (p) geteilt werden:

L = Q / p.

Die angegebenen Werte können nur dann als gültig angesehen werden, wenn folgende Bedingungen erfüllt sind:

• Das Grundstück über dem Sammler ist nicht bebaut, nicht beschattet oder mit Bäumen oder Büschen bepflanzt.
• Der Abstand zwischen benachbarten Windungen der Spirale oder Abschnitten der "Schlange" beträgt mindestens 0,7 m.

Bei der Berechnung des Kollektors ist zu berücksichtigen, dass die Bodentemperatur nach dem ersten Betriebsjahr um mehrere Grad abfällt.

Wie Wärmepumpen funktionieren

Jede Wärmepumpe hat ein Arbeitsmedium, das als Kältemittel bezeichnet wird. Normalerweise wirkt Freon in dieser Eigenschaft, seltener Ammoniak. Das Gerät selbst besteht nur aus drei Komponenten:

• Verdampfer;
• Kompressor;
• Kondensator.

Der Verdampfer und der Kondensator sind zwei Tanks, die wie lange gekrümmte Rohre aussehen - Spulen. Der Kondensator ist an einem Ende mit dem Auslass des Kompressors und der Verdampfer mit dem Einlass verbunden. Die Enden der Spulen werden verbunden und an der Verbindungsstelle zwischen ihnen wird ein Druckminderventil installiert. Der Verdampfer steht direkt oder indirekt mit dem Ausgangsmedium in Kontakt, und der Kondensator steht mit der Heizung oder dem Warmwassersystem in Kontakt.

Wie die Wärmepumpe funktioniert

Der HP-Betrieb basiert auf der gegenseitigen Abhängigkeit von Gasvolumen, Druck und Temperatur. Folgendes passiert im Gerät:

1. Ammoniak, Freon oder anderes Kältemittel, das sich entlang des Verdampfers bewegt, erwärmt sich beispielsweise vom Ausgangsmedium auf eine Temperatur von +5 Grad.
2. Nach dem Durchgang durch den Verdampfer erreicht das Gas den Kompressor, der es zum Kondensator pumpt.
3. Das vom Kompressor abgegebene Kältemittel wird vom Druckminderventil im Kondensator gehalten, so dass sein Druck hier höher ist als im Verdampfer. Wie Sie wissen, steigt mit zunehmendem Druck die Temperatur eines Gases. Genau das passiert mit dem Kältemittel - es erwärmt sich auf 60 - 70 Grad. Da der Kondensator durch das im Heizsystem zirkulierende Kühlmittel gewaschen wird, erwärmt sich auch dieses.
4. Das Kältemittel wird in kleinen Portionen durch das Druckminderventil zum Verdampfer abgelassen, wo sein Druck wieder abfällt. Das Gas dehnt sich aus und kühlt ab, und da ein Teil der inneren Energie durch den Wärmeaustausch in der vorherigen Stufe verloren gegangen ist, fällt seine Temperatur unter die anfänglichen +5 Grad. Nach dem Verdampfer erwärmt er sich wieder, wird dann vom Kompressor in den Kondensator gepumpt - und so weiter im Kreis. Wissenschaftlich wird dieser Prozess als Carnot-Zyklus bezeichnet.

Das Hauptmerkmal von Wärmepumpen ist, dass Wärmeenergie buchstäblich umsonst aus der Umwelt gewonnen wird. Zwar muss für die Gewinnung eine bestimmte Menge Strom aufgewendet werden (für einen Kompressor und eine Umwälzpumpe / einen Umwälzventilator).

Die Wärmepumpe bleibt jedoch weiterhin sehr rentabel: Für jede verbrauchte kW * h Strom können 3 bis 5 kW * h Wärme gewonnen werden.

Quellen von

• https://aquagroup.ru/articles/skvazhiny-dlya-teplovyh-nasosov.html
• https://VTeple.xyz/teplovoy-nasos-voda-voda-printsip-rabotyi/
• https://6sotok-dom.com/dom/otoplenie/raschet-moshhnosti-teplovogo-nasosa.html
• https://microklimat.pro/otopitelnoe-oborudovanie/otopitelnye-pribory/teplovoj-nasos-dlya-otopleniya-doma.html
• https://avtonomnoeteplo.ru/altenergiya/148-teplovye-nasosy-voda-voda.html
• https://avtonomnoeteplo.ru/altenergiya/290-burenie-skvazhin-dlya-teplovyh-nasosov.html
• https://kotel.guru/alternativnoe-otoplenie/teplogenerator-kavitacionnyy-dlya-otopleniya-pomescheniya.html
• https://skvajina.com/teplovoy-nasos/
• https://www.burovik.ru/burenie-skvazhin-teplovye-nasosy.html

Unterwerfung unter das Element Luft: Wärmepumpen "Luft-Wasser"

In Bezug auf die Einführungsrate von Wärmepumpen pro Kopf ist Finnland seit langem eine der führenden Volkswirtschaften der Europäischen Union. Der finnische Wärmepumpenverband (Suomen Lämpöpumppuyhdistys, SULPU) hat in diesem skandinavischen Land mit seinem rauen Klima interessante Wärmepumpen-Verkaufsstatistiken für 2020 (Abb. 1) veröffentlicht.

Die Grafik zeigt, dass seit mehreren Jahren in Folge die Verkäufe von Geothermie-Geräten zurückgegangen sind, während die Verkäufe von Luft-Wasser-Wärmepumpen jedes Jahr gestiegen sind.Wenn wir diese Daten in Zahlen umsetzen, erhalten wir das folgende Bild: Der Absatz von Erdwärmepumpen seit 2016 ging von 8491 auf 7986 Einheiten zurück, was -5,9% entspricht, und der Absatz von Luft-Wasser-Wärmepumpen seit 2020 stieg von 3709 auf 4138 Stück, das betrug + 11,6%.

Diese Dynamik ist auf die erhöhte Stabilität der Luft-Wasser-Wärmepumpe aufgrund der Entwicklung von Wissenschaft und Technologie sowie auf komfortablere Investitionen und eine einfache Installation im Vergleich zu Erdwärmepumpen zurückzuführen.

Der führende Hersteller von Heiztechnik in Finnland -) - hat sich seit vielen Jahren auch auf die Entwicklung effizienter und nachhaltiger Luft-Wasser-Wärmepumpenlösungen konzentriert. Vor kurzem wurde Tehowatti Air erfolgreich auf den Markt gebracht.

Es ist eine vielseitige Verpackungslösung, die für viele Arten von Immobilien geeignet ist: private, gewerbliche und öffentliche. Das Starterpaket enthält immer ein Außengerät, dh die Luft-Wasser-Wärmepumpe selbst, und ein Innenmodul, das Folgendes umfasst: einen Elektrokessel und einen Warmwasserbereiter aus säurebeständigem ferritischem Edelstahl sowie die erforderliche Automatisierung , Befestigungselemente und eine Sicherheitsgruppe für die Innen- und Außengeräte ... Somit erhält jeder Kunde und Installateur einen montagefertigen "Konstrukteur" und löst in kürzester Zeit das Problem nicht nur bei Heizung und Warmwasserversorgung, sondern auf Wunsch des Endkunden auch bei Klimaanlage bei Zuhause.

Die Modellpalette umfasst verschiedene Kombinationen von Außengeräten aus HP "Luft-Wasser" - vom Budget bis zu "fortschrittlichen" Lösungen, die dem Endbenutzer maximale Einsparungen ermöglichen.

Diese Option wurde auch von der Pfarrei der Kirche Mariä Himmelfahrt (Erlöser auf Sennaya) im Jahr 2020 während des Wiederaufbaus des Tempels für sich selbst gewählt. Der Hersteller JÄSPI und der Distributor DOMAP haben gemeinsam das optimale Ausstattungspaket zur Lösung dieses Problems ausgewählt. Der Vorteil der Verwendung von Tehowatti Air liegt nicht nur in der Tatsache, dass wir eine Lieferung anbieten, die für die Installation bequem ist, sondern auch in der Tatsache, dass diese Ausrüstung leicht in das vorhandene Heizungs- und Warmwassersystem integriert werden kann.

Ein bisschen Geschichte

Die Steinkirche wurde am 20. Juli 1753 vom Erzbischof von St. Petersburg und Shlisselburg Sylvester gegründet. Der Tempel wurde auf Kosten eines wohlhabenden Steuerbauern Savva Yakovlev (Sobakin) gebaut. Früher galt Bartolomeo Rastrelli als Architekt des Gebäudes, jetzt gilt Andrei Kvasov als wahrscheinlicherer Autor des Projekts.

Die Architektur des Tempels wurde in einem gemischten Stil entworfen. Die hochvergoldete Ikonostase galt als eine der besten in St. Petersburg. Bemerkenswert waren auch das Gemälde der griechischen Schrift und der silberne Thron mit einem Gewicht von ca. 113,8 kg.

Im Jahr 2011 begann die aktive Entwicklung des Projekts zur Wiederherstellung der Kirche Mariä Himmelfahrt auf dem Sennaya-Platz. Im selben Jahr begannen die Arbeiten zur Restaurierung des Tempels. Die Bauherren standen vor der Aufgabe, den Asphalt zu öffnen und den ungefähren Standort der Kathedrale zu berechnen. Es stellte sich heraus, dass das alte Fundament nicht zerstört wurde. Die Architekten freuten sich besonders über das Allerheiligste der Kathedrale - die Altarbasis. Unweit der Altartafel wurde ein versiegelter Eingang zur Krypta des Erretters gefunden - ein vergrabener Eingang zu den Kellern der Kirche. Normalerweise wurden Priester und edle Gemeindemitglieder in der Krypta beigesetzt. Höchstwahrscheinlich wird die Erlöserkirche auf Sennaya auf dem alten Fundament restauriert.

Im Jahr 2014 wurde die Gründung der Kirche durch einen besonderen Auftrag als Kulturerbe anerkannt. Jetzt ist jede Art von Arbeit an diesem Ort verboten, außer für die Landschaftsgestaltung und Restaurierung des Kirchengebäudes.

Vor-Ort-Tehowatti-Luftsystem

Am Standort wurde eine Luft-Wasser-Wärmepumpe von JÄSPI Tehowatti Air mit einer Außenwechselrichtereinheit Nordic 16 installiert. Dieses System wurde für eine effiziente Heizung, Kühlung und Warmwasserversorgung in neuen und renovierten Einrichtungen entwickelt.Bei der Gestaltung wurde besonderes Augenmerk auf die einfache Installation und Benutzerfreundlichkeit gelegt. Dieses System wurde eingeführt und wird erfolgreich zum Heizen von Fußbodenheizung und Warmwasserversorgung in einem öffentlichen Gebäude eingesetzt. Die Außeneinheit der Luft-Wasser-Wärmepumpe Nordic 16 arbeitet effektiv bei Außentemperaturen bis zu –25 ° C und kann dem Heizsystem ein auf 63–65 ° C erwärmtes Heizmedium zuführen.

Achten wir auf Details. Wie oben erwähnt, besteht der Innentank des JÄSPI Tehowatti Air-Systems aus säurebeständigem ferritischem Edelstahl, der für besonders schwierige Bedingungen im Warmwassersystem verwendet wird.

Auch die Ladespule der Wärmepumpe besteht aus Kamm-Edelstahl. Diese Spule ermöglicht ein schnelles, energieeffizientes und genaues Laden. Über das Innengerät wird die Wärme im Raum verteilt und das Warmwasser erwärmt.

Wenn die Wärmepumpe von der Straße nicht genügend Energie für die Bedürfnisse des Objekts erhält, werden die automatische Heizung und die erforderliche zusätzliche Wärme mit Hilfe des elektrischen Heizelements des internen Blocks des HP bereitgestellt.

Finnische hochwertige Tehowatti Air-Komponenten und -Materialien bieten langfristige Einsparungen in Form eines geringen Energieverbrauchs ohne häufige Wartung der Geräte. Sowohl Außen- als auch Innengeräte arbeiten mit geringem Geräuschpegel.

JÄSPI Tehowatti Luft-Wasser-Wärmepumpensysteme werden in Finnland entwickelt und hergestellt, haben die beste Qualität bis ins kleinste Detail, erfordern praktisch keine Wartung und sind äußerst zuverlässig (Lösung eines Kundenproblems mit einer durchschnittlichen Lebensdauer von 20 bis 25) Jahre). JÄSPI ("Yaspi") nutzt bei der Erstellung seiner Geräte ein hohes Maß an Wissen auf dem Gebiet der Heizung und langjährige Erfahrung im Betrieb von Geräten unter rauen nördlichen Bedingungen.

Merkmale von Brunnen für Wärmepumpen

Das Hauptelement beim Betrieb der Heizungsanlage bei dieser Methode ist der Brunnen. Die Bohrungen werden durchgeführt, um eine spezielle geothermische Sonde und eine Wärmepumpe direkt darin zu installieren.

Die Organisation eines Heizsystems auf der Basis einer Wärmepumpe ist sowohl für kleine private Hütten als auch für ganze landwirtschaftliche Flächen sinnvoll. Unabhängig von dem Gebiet, das beheizt werden muss, sollte vor dem Bohren von Brunnen eine Bewertung des geologischen Abschnitts auf dem Gelände durchgeführt werden. Genaue Daten helfen dabei, die Anzahl der erforderlichen Wells korrekt zu berechnen.

Die Tiefe des Bohrlochs sollte so gewählt werden, dass es nicht nur dem betreffenden Objekt ausreichend Wärme zuführt, sondern auch die Auswahl einer Wärmepumpe mit standardmäßigen technischen Eigenschaften ermöglicht. Um die Wärmeübertragung zu erhöhen, wird eine spezielle Lösung in den Hohlraum der Vertiefungen gegossen, in denen sich der eingebaute Kreislauf befindet (alternativ zur Lösung kann Ton verwendet werden).

Die Hauptanforderung für das Bohren von Brunnen für Wärmepumpen ist die vollständige Isolierung aller Grundwasserhorizonte ausnahmslos. Andernfalls kann das Eindringen von Wasser in die darunter liegenden Horizonte als Verschmutzung angesehen werden. Wenn das Kühlmittel ins Grundwasser gelangt, hat dies negative Auswirkungen auf die Umwelt.

Was ist eine Wärmepumpe?

Die Wärmepumpe wurde vor 150 Jahren von Lord Kelvin erfunden und als Wärmemultiplikator bezeichnet. Es besteht aus einem Kompressor wie ein herkömmlicher Kühlschrank und zwei Wärmetauschern. Das Funktionsprinzip kann mit dem eines Kühlschranks verglichen werden. Letzterer hat einen Rost auf der Rückseite, der sich erwärmt, im Gefrierschrank kühlt er ab. Wenn wir diesen Gefrierschrank nehmen, die Röhrchen geben, die Freon-Röhrchen in das Bad stellen, dann wird das Wasser im Bad gekühlt und der Rost erwärmt sich von hinten, und der Kühlschrank pumpt Wärme aus dem Bad und erwärmt das Bad Raum durch den Rost. Die Wärmepumpe funktioniert genauso.

Hier laufen zwei Rohre in den Boden.Dann gehen sie auseinander und in diesem Haus wurden etwa 350 Laufmeter Brunnen gebohrt. In jede Vertiefung wird eine y-förmige Sonde eingeführt. Flüssigkeit fließt durch diese Sonde und wird durch die Wärme der Erde erwärmt. Eine Temperatur von ungefähr -1 Grad kommt aus der Wärmepumpe und +5 Grad kehren vom Boden zurück. Dies ist ein geschlossenes System mit dieser Umwälzpumpe, es wird gepumpt und die Wärme wird abgeführt und an das Haus übertragen. Diese beiden Rohre heizen den warmen Boden. Ein gewöhnlicher Kühlschrank, aber mit einem stärkeren Kompressor.

Hausgemachte Elektronik in einem chinesischen Geschäft.

Preise für Bohrlöcher für Wärmepumpen

Die Kosten für die Installation des ersten Kreislaufs der Erdwärmeheizung

Warum habe ich eine Wärmepumpe für mein Heizungs- und Wasserversorgungssystem gewählt?

Also kaufte ich ein Grundstück, um ein Haus ohne Gas zu bauen. Die Aussicht auf eine Gasversorgung ist in 4 Jahren. Es war notwendig zu entscheiden, wie man dieser Zeit gerecht wird.

Folgende Optionen wurden in Betracht gezogen:

1. 1) Gastank 2) Dieselkraftstoff 3) Pellets

Die Kosten für all diese Heizungsarten sind angemessen, daher habe ich beschlossen, eine detaillierte Berechnung am Beispiel eines Gastanks durchzuführen. Die Überlegungen waren wie folgt: 4 Jahre mit importiertem Flüssiggas, dann Austausch der Düse im Kessel, Lieferung des Hauptgases und ein Minimum an Kosten für Nacharbeiten. Das Ergebnis ist:

• Für ein Haus von 250 m2, die Kosten für einen Kessel, beträgt ein Gastank etwa 500.000 Rubel
• Die gesamte Website muss ausgegraben werden
• Verfügbarkeit eines bequemen Zugangs für einen Refueller für die Zukunft
• Wartung von etwa 100.000 Rubel pro Jahr:
• Das Haus wird Heizung + Warmwasser haben
• Bei einer Temperatur von -150 ° C und darunter betragen die Kosten 15-20.000 Rubel pro Monat.

Gesamt:

• Gastank + Kessel - 500.000 Rubel
• Betrieb seit 4 Jahren - 400.000 Rubel
• Lieferung der Hauptgasleitung zum Standort - 350.000 Rubel
• Austausch der Düse, Kesselwartung - 40.000 Rubel

Insgesamt - 1 250 000 Rubel und viel Aufhebens um das Thema Heizung in den nächsten 4 Jahren! Persönliche Zeit in Bezug auf Geld ist auch ein anständiger Betrag.

Daher fiel meine Wahl auf eine Wärmepumpe mit angemessenen Kosten für das Bohren von 3 Brunnen mit jeweils 85 Metern und den Kauf mit Installation. Die 14-kW-Wärmepumpe Buderus ist seit 2 Jahren in Betrieb. Vor einem Jahr habe ich einen separaten Zähler dafür installiert: 12.000 kWh pro Jahr !!! In Bezug auf Geld: 2400 Rubel pro Monat! (Die monatliche Zahlung für Gas wäre mehr) Heizung, Warmwasser und kostenlose Klimaanlage im Sommer!

Bei der Klimatisierung wird das Kühlmittel bei einer Temperatur von + 6-8 ° C aus den Brunnen angehoben, wodurch die Räumlichkeiten durch herkömmliche Gebläsekonvektoren (einen Kühler mit Gebläse und einen Temperatursensor) gekühlt werden.

Herkömmliche Klimaanlagen sind ebenfalls sehr energieintensiv - mindestens 3 kW pro Raum. Das sind 9-12 kW für das ganze Haus! Dieser Unterschied muss auch bei der Amortisation der Wärmepumpe berücksichtigt werden.

Die Amortisation in 5-10 Jahren ist also ein Mythos für diejenigen, die an der Gasleitung sitzen, der Rest ist im Club der „grünen“ Energieverbraucher willkommen.

Besitzer von Luftwärmepumpen aus der GUS

Alina Shuvalova, Dnipro (Dnipropetrowsk), Ukraine

Sie gaben die Zentralheizung auf und installierten eine Luft-Luft-Wärmepumpe in der Wohnung (Initiative meines Mannes). Die Einsparungen sind erheblich, da überall Plastikfenster vorhanden sind, das Haus isoliert ist und die Wohnungen von allen Seiten beheizt werden.

So kam es, dass wir die Wohnung nur ein wenig aufheizen und selbst die Temperatur regulieren können. Wenn wir bei der Arbeit sind und das Kind in der Schule ist, wird die Pumpe ausgeschaltet, der Timer eingeschaltet und eingeschaltet, wenn der Sohn nach Hause kommt (während dieser Zeit hat die Wohnung keine Zeit zum Abkühlen).

Kashevich Alexey, Weißrussland

Ich kaufte eine Luft-Luft-Wärmepumpe für mein Haus (vorher wurde sie mit einem Herd beheizt). Zuerst lief alles wie am Schnürchen, und als die Kälte kam, flogen ständig Staus heraus.Ich legte keinen Wert darauf, und als ich anfing, ständig auszuschalten, rief ich einen Elektriker an.

Wie sich herausstellte, verbraucht es bei kaltem Wetter zu viel Strom, und unser Netzwerk ist nicht dafür ausgelegt. Es gab die Wahl - entweder zur Heizung des Ofens zurückzukehren oder in der Kälte zu sitzen. Im Allgemeinen war die Saison nicht besonders angenehm, ich habe mich nicht entschieden, was ich als nächstes tun soll. Das Verlegen und Anschließen eines leistungsstärkeren Kabels ist zu teuer.

Installationsnuancen

Bei der Auswahl einer Wasser-Wasser-Wärmepumpe ist es wichtig, die Betriebsbedingungen zu berechnen. Wenn die Leitung in ein Gewässer eingetaucht ist, müssen Sie ihr Volumen (für einen geschlossenen See, Teich usw.) und bei Installation in einem Fluss die Geschwindigkeit der Strömung berücksichtigen

Wenn falsche Berechnungen durchgeführt werden, gefrieren die Rohre mit Eis und der Wirkungsgrad der Wärmepumpe ist Null.

Was ist ein Kühler und wie funktioniert er?

Bei der Grundwasserentnahme müssen saisonale Schwankungen berücksichtigt werden. Wie Sie wissen, ist die Grundwassermenge im Frühjahr und Herbst höher als im Winter und Sommer. Die Hauptbetriebszeit der Wärmepumpe wird nämlich im Winter sein. Zum Abpumpen und Pumpen von Wasser benötigen Sie eine herkömmliche Pumpe, die ebenfalls Strom verbraucht. Die Kosten sollten in die Gesamtsumme einbezogen werden und erst danach sollten der Wirkungsgrad und die Amortisationszeit der Wärmepumpe berücksichtigt werden.

Eine gute Option ist die Verwendung von artesischem Wasser. Es kommt durch Schwerkraft unter Druck aus tiefen Schichten. Sie müssen jedoch zusätzliche Geräte installieren, um dies auszugleichen. Andernfalls können die Komponenten der Wärmepumpe beschädigt werden.

Der einzige Nachteil bei der Verwendung eines artesischen Bohrlochs sind die Bohrkosten. Die Kosten werden sich nicht bald auszahlen, da keine Pumpe vorhanden ist, um Wasser aus einem herkömmlichen Brunnen zu heben und in den Boden zu pumpen.

Heizwärmegenerator-Betriebstechnologie

Im Arbeitskörper muss das Wasser eine erhöhte Geschwindigkeit und einen erhöhten Druck erhalten, die unter Verwendung von Rohren mit verschiedenen Durchmessern ausgeführt werden, die sich entlang der Strömung verjüngen. In der Mitte der Arbeitskammer werden mehrere Druckströme gemischt, was zum Phänomen der Kavitation führt.

Um die Geschwindigkeitseigenschaften des Wasserflusses zu steuern, sind am Auslass und im Verlauf des Arbeitshohlraums Bremsvorrichtungen installiert.

Das Wasser gelangt zur Düse am gegenüberliegenden Ende der Kammer, von wo es in Rücklaufrichtung zur Wiederverwendung mit einer Umwälzpumpe fließt. Erwärmung und Wärmeerzeugung treten aufgrund der Bewegung und starken Ausdehnung der Flüssigkeit am Austritt aus der engen Öffnung der Düse auf.

Positive und negative Eigenschaften von Wärmeerzeugern

Kavitationspumpen werden als einfache Geräte klassifiziert. Sie wandeln die mechanische Motorenergie von Wasser in Wärmeenergie um, die für die Raumheizung aufgewendet wird. Bevor Sie eine Kavitationseinheit mit Ihren eigenen Händen bauen, sollten Sie die Vor- und Nachteile einer solchen Installation beachten. Positive Eigenschaften umfassen:

• effiziente Erzeugung von Wärmeenergie;
• wirtschaftlich im Betrieb aufgrund des Kraftstoffmangels als solchem;
• eine erschwingliche Option für den Kauf und die Herstellung selbst.

Wärmeerzeuger haben Nachteile:

• lauter Pumpenbetrieb und Kavitationsphänomene;
• Materialien für die Produktion sind nicht immer leicht zu bekommen;
• verwendet eine angemessene Kapazität für einen Raum von 60 bis 80 m2;
• nimmt viel nutzbaren Raum ein.

Brunnenbohrung für Wärmepumpensystem

Es ist besser, das Bohrlochgerät einer professionellen Installationsorganisation anzuvertrauen. Dies ist für Vertreter des Unternehmens, das die Wärmepumpe verkauft, optimal. So können Sie alle Bohrnuancen und die Position der Sonden in der Struktur berücksichtigen und andere Anforderungen erfüllen.

Eine spezialisierte Organisation wird bei der Erlangung einer Genehmigung zum Bohren eines Bohrlochs für Sonden für eine Erdwärmepumpe behilflich sein. Die Nutzung des Grundwassers für wirtschaftliche Zwecke ist gesetzlich verboten. Wir sprechen über die Verwendung von Gewässern unterhalb des ersten Grundwasserleiters für jeden Zweck.

In der Regel sollte das Verfahren zum Bohren vertikaler Systeme mit den staatlichen Verwaltungsbehörden abgestimmt werden. Das Fehlen von Genehmigungen führt zu Strafen.

Nach Erhalt aller erforderlichen Dokumente beginnen die Installationsarbeiten in der folgenden Reihenfolge:

• Die Bohrpunkte und die Position der Sonden auf dem Gelände werden unter Berücksichtigung der Entfernung von der Struktur, der Landschaftsmerkmale, des Vorhandenseins von Grundwasser usw. bestimmt. Halten Sie einen Mindestabstand zwischen den Brunnen und dem Haus von mindestens 3 m ein.
• Bohrausrüstung wird importiert, ebenso Ausrüstung, die für Landschaftsarbeiten notwendig ist. Für die vertikale und horizontale Installation ist ein Bohrer und ein Presslufthammer erforderlich. Zum schrägen Bohren des Bodens werden Bohrinseln mit einer Fächerkontur verwendet. Das am weitesten verbreitete Modell ist ein Kettenmodell. Die Sonden werden in die resultierenden Vertiefungen eingebracht und die Lücken mit speziellen Lösungen gefüllt.

Das Bohren von Brunnen für Wärmepumpen (mit Ausnahme der Clusterverdrahtung) ist in einem Abstand von mindestens 3 m vom Gebäude zulässig. Der maximale Abstand zum Haus sollte 100 m nicht überschreiten. Das Projekt wird auf der Grundlage dieser Standards durchgeführt .

Welche Tiefe des Brunnens sollte sein

Die Tiefe wird anhand mehrerer Faktoren berechnet:

• Die Abhängigkeit des Wirkungsgrades von der Tiefe des Bohrlochs - es gibt so etwas wie eine jährliche Abnahme der Wärmeübertragung. Wenn der Brunnen eine große Tiefe hat und in einigen Fällen ein Kanal bis zu 150 m erforderlich ist, nehmen die Indikatoren für die empfangene Wärme jedes Jahr ab, und im Laufe der Zeit stabilisiert sich der Prozess Maximale Tiefe ist nicht die beste Lösung. Normalerweise werden mehrere vertikale Kanäle hergestellt, die voneinander entfernt sind. Der Abstand zwischen den Brunnen beträgt 1-1,5 m.
• Die Berechnung der Bohrtiefe eines Bohrlochs für Sonden erfolgt unter Berücksichtigung der folgenden Faktoren: Gesamtfläche des angrenzenden Gebiets, Vorhandensein von Grundwasser- und artesischen Brunnen, Gesamtheizfläche. So ist beispielsweise die Tiefe von Bohrbrunnen mit hohem Grundwasser im Vergleich zur Herstellung von Brunnen in sandigem Boden stark reduziert.

Die Schaffung von geothermischen Brunnen ist ein komplexer technischer Prozess. Alle Arbeiten, von der Konstruktionsdokumentation bis zur Inbetriebnahme der Wärmepumpe, dürfen ausschließlich von Fachleuten durchgeführt werden.

Verwenden Sie Online-Rechner, um die ungefähren Arbeitskosten zu berechnen. Die Programme helfen bei der Berechnung des Wasservolumens im Brunnen (beeinflusst die Menge des benötigten Propylenglykols), seiner Tiefe und führen andere Berechnungen durch.

Wie man den Brunnen füllt

Die Wahl der Materialien liegt oft ganz bei den Eigentümern.

Der Auftragnehmer kann Ihnen raten, auf den Rohrtyp zu achten und die Zusammensetzung zum Befüllen des Bohrlochs zu empfehlen. Die endgültige Entscheidung muss jedoch unabhängig getroffen werden. Was sind die Möglichkeiten?

• Für Brunnen verwendete Rohre - verwenden Sie Kunststoff- und Metallkonturen. Die Praxis hat gezeigt, dass die zweite Option akzeptabler ist. Die Lebensdauer eines Metallrohrs beträgt mindestens 50-70 Jahre, die Wände des Metalls weisen eine gute Wärmeleitfähigkeit auf, was den Wirkungsgrad des Kollektors erhöht. Kunststoff ist einfacher zu installieren, daher bieten Bauunternehmen häufig genau das an.
• Material zum Füllen von Lücken zwischen Rohr und Boden. Das Einstecken von Brunnen ist eine obligatorische Regel, die durchgeführt werden muss. Wenn der Raum zwischen dem Rohr und dem Boden nicht gefüllt ist, tritt mit der Zeit eine Schrumpfung auf, die die Integrität des Stromkreises beeinträchtigen kann. Die Lücken sind mit Baumaterialien mit guter Wärmeleitfähigkeit und Elastizität wie Betonit gefüllt. Das Befüllen des Bohrlochs für die Wärmepumpe sollte die normale Wärmezirkulation vom Boden zum Kollektor nicht behindern. Die Arbeit wird langsam erledigt, um keine Hohlräume zu hinterlassen.

Selbst wenn das Bohren und Positionieren der Sonden vom Gebäude und voneinander korrekt durchgeführt wird, sind nach einem Jahr aufgrund des Schrumpfens des Kollektors zusätzliche Arbeiten erforderlich.

Wärmepumpen: Funktionsprinzip und Anwendung

Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik besagt: Wärme kann sich spontan nur in eine Richtung bewegen, von einem stärker erhitzten zu einem weniger erhitzten Körper, und dieser Prozess ist irreversibel. Daher basieren alle herkömmlichen Heizsysteme darauf, einen bestimmten Wärmeträger (meistens Wasser) auf eine Temperatur zu erwärmen, die höher ist als für den Komfort erforderlich, und diesen Wärmeträger dann mit der kälteren Raumluft und der Wärme selbst in Kontakt zu bringen bis zum 2. wird sich der Beginn der Thermodynamik in diese Luft bewegen und sie erwärmen. Und das ist das Paradigma der modernen Heizung: Wenn Sie einen Menschen wärmen möchten, wärmen Sie die Luft auf, in der er sich befindet! Und um das Kühlmittel zu erwärmen, müssen Sie Kraftstoff verbrennen. Daher ist bei all diesen Heizungsformen der Verbrennungsprozess mit allen sich daraus ergebenden Konsequenzen verbunden (Brandgefahr, Kohlendioxidemissionen, ein Kraftstofftank oder ein nicht sehr ästhetisches Rohr in der Nähe) die Wand des Hauses). Die Treibstoffreserven sind zwar groß, aber nicht unbegrenzt. Und wenn dies ein nicht erneuerbares Verbrauchsmaterial ist, das irgendwann enden sollte, sollte es nicht überraschen, dass der Preis dafür ständig steigt und in Zukunft weiter steigen wird. Wenn es nun möglich wäre, eine nachgefüllte Wärmequelle für den Erhitzungsprozess zu verwenden, könnte der Wertzuwachs gestoppt (oder verlangsamt) und möglicherweise die negativen Folgen des Verbrennungsprozesses beseitigt werden. Einer der ersten, der 1849 darüber nachdachte, war William Thompson, der englische Physiker, der später als Lord Kelvin bekannt wurde. Ist es möglich, die notwendige Wärme nicht durch Erhitzen, sondern durch Übertragung zu erhalten, irgendwo nach draußen zu bringen und innerhalb des Raumes zu übertragen? Das gleiche 2. Hauptsatz der Thermodynamik besagt, dass Sie Wärme in die entgegengesetzte Richtung starten und von kälter (z. B. von der Außenluft) in die wärmere (Innenluft) übertragen können. Dafür müssen Sie jedoch Energie (oder als Physiker) aufwenden sagen, arbeiten). Wie warm kann kalte Luft sein? - du wirst sagen. Beantworten Sie dann eine Frage: Ist -15 ° C wärmer als -25 ° C? Richtig wärmer! Wenn Sie der Luft bei -15 ° C Energie entziehen, kühlt sie sich beispielsweise auf -25 ° C ab. Aber wie kann man diese Energie aufnehmen und kann sie verwendet werden? 1852 formulierte Lord Kelvin die Funktionsprinzipien einer Wärmekraftmaschine, die Wärme von einer Quelle mit niedriger Temperatur an einen Verbraucher mit höherer Temperatur überträgt, und nannte dieses Gerät einen "Wärmemultiplikator", der heute als "Wärmepumpe" bekannt ist ". Solche Quellen können Boden, Wasser in Stauseen und Brunnen sowie die Umgebung sein Luft. Sie alle enthalten Energie mit geringem Potential, die von der Sonne angesammelt wird. Sie müssen nur lernen, wie man es nimmt und in eine für den Gebrauch geeignete Form mit höherer Temperatur umwandelt. Alle diese Quellen sind erneuerbar und absolut umweltfreundlich. Wir führen keine zusätzliche Wärme in das "Erd" -System ein, sondern verteilen sie einfach neu, nehmen sie an einem Ort (außen) auf und übertragen sie an einen anderen (internen Verbraucher). Dies ist ein völlig neuer Ansatz zur Schaffung eines angenehmen Raumklimas. Draußen variiert die Temperatur stark: von "sehr kalt" bis "sehr heiß", und eine Person fühlt sich in einem ziemlich engen Temperaturbereich von +20 .. + 25⁰С wohl, und es ist diese Temperatur, die sie in ihrem Haus erzeugt. Wenn die Temperatur im Haus erhöht werden muss (Heizung im Winter), können Sie die fehlende Wärme von der Straße auf das Haus übertragen und keine Quelle für erhöhte Temperatur im Haus schaffen, indem Sie Brennstoff verbrennen (herkömmliche Kessel)! Und wenn die Temperatur im Haus gesenkt werden muss (Kühlung im Sommer), kann die überschüssige Wärme abgeführt werden, indem sie vom Raum auf die Straße übertragen wird. Letzteres wird durch uns alle bekannten Klimaanlagen realisiert. Was haben wir also? Zum Heizung In Räumlichkeiten verwenden wir die gleichen Geräte: Kessel, Öfen usw., die durch Verbrennen von Brennstoff im Inneren betrieben werden, und für Kühlung - andere: Klimaanlagen, die überschüssige Wärme vom Haus auf die Straße übertragen. Und wie verlockend wäre es, für alle Gelegenheiten ein Gerät zu haben: universelle Klimaeinheitdas hält das ganze Jahr über eine angenehme Temperatur im Haus aufrecht, indem einfach Wärme von außen nach innen oder zurück übertragen wird! Jetzt zeigen wir Ihnen, dass Wunder möglich sind.

Gehen wir zurück zur Wärmepumpe. Wie funktioniert es? Es basiert auf dem sogenannten Reverse-Carnot-Zyklus, der uns auch aus dem Schulphysikkurs bekannt ist die Eigenschaft eines Stoffes während der Verdampfung, Wärme zu absorbieren und während der Kondensation (Umwandlung in eine Flüssigkeit) - sie abzugeben... Wenden wir uns zum besseren Verständnis einer Analogie zu. Wir haben alle einen Kühlschrank.

Aber haben Sie sich jemals gefragt, wie es funktioniert? Seine Aufgabe scheint es zu sein, "Kälte zu erzeugen": aber ist es so? Tatsächlich werden die Lebensmittel im Kühlschrank gekühlt, indem ihm Wärme entzogen wird. Angenommen, Sie haben gekühltes Fleisch mit einer Temperatur von + 1 ° C aus dem Laden gebracht und in den Gefrierschrank geworfen. Nach einer Weile gefror das Fleisch und seine Temperatur wurde -18 ° C. Wir haben ihm bis zu 19 ° C Hitze genommen, und wohin ging diese Hitze? Wenn Sie die Rückwand des Kühlschranks berühren (normalerweise in Form eines Spiralrohrs), stellen Sie fest, dass es warm und manchmal heiß ist. Dies ist die Wärme, die dem Fleisch (die gleichen 19 ° C) entzogen und auf die Rückwand übertragen wird. Während des Abkühlens hatte das Fleisch Zwischentemperaturen von -5 ° C und -10 ° C, aber der Kühlschrank schaffte es immer noch, ihm Wärme zu entziehen und es immer mehr abzukühlen. Dies bedeutet, dass Sie selbst aus gefrorenem Fleisch mit einer Temperatur von -10 ° C Wärme aufnehmen können, indem Sie es in Fleisch mit einer Temperatur von -18 ° C umwandeln. Dies bedeutet, dass diese Wärme dort vorhanden war, jedoch in Form einer niedrigen Temperatur. Und der Kühlschrank hat es geschafft, diese Niedertemperaturwärme nicht nur aufzunehmen, sondern auch in eine Hochtemperaturform umzuwandeln. Die Wärme von der Rückseite des Kühlschranks kann Ihnen helfen, sich warm zu halten, indem Sie sich dagegen lehnen. In gewisser Weise erwärmte uns ein kaltes Stück Fleisch mit der darin enthaltenen Wärme, obwohl es kaum sofort zu glauben ist. Wir haben gelernt, was der Kühlschrank mit einem Stück Fleisch gemacht hat: Er hat ihm die Wärme entzogen (innen) und an die Rückwand übertragen (außen). Jetzt ist die Zeit herauszufinden, wie er es getan hat? Im Kühlschrank verläuft eine weitere Spule, ähnlich der ersten, und zusammen bilden sie einen geschlossenen Kreislauf, in dem mit Hilfe eines Kompressors leicht verdampfbares Gas zirkuliert - Freon. Nur zirkuliert es nicht frei. Vor dem Betreten des Kühlschranks verengt sich der Durchmesser des Spulenrohrs stark und dehnt sich danach stark aus. Freon, der sich aufgrund des Betriebs des Kompressors durch das Rohr bewegt und durch den engen Hals "quetscht", tritt in die Vakuumzone (niedrigerer Druck) ein, weil "Unerwartet" fällt in ein stark erhöhtes Volumen (Druckabfall). In der Niederdruckzone beginnt Freon intensiv zu verdampfen (sich in einen gasförmigen Zustand zu verwandeln) und nimmt entlang der inneren Spule Wärme von den Wänden auf, die wiederum der Umgebungsluft im Kühlschrank Wärme entziehen . Ergebnis: Die Luft im Inneren wird gekühlt und Lebensmittel werden durch Kontakt damit gekühlt. Wie beim Staffellauf verursacht das verdampfende Freon entlang der Kette einen Wärmeabfluss von den Produkten zum Freon selbst: Am Ende der "Reise" entlang der inneren Spule steigt die Freontemperatur um mehrere Grad an. Die nächste Portion Freon nimmt die nächste Portion Wärme auf. Durch Einstellen des Vakuumgrades können Sie die Verdampfungstemperatur von Freon und entsprechend die Kühltemperatur des Kühlschranks einstellen. Ferner wird das "erhitzte" Freon vom Kompressor aus der inneren Spule abgesaugt und tritt in die äußere Spule ein, wo es auf einen bestimmten Druck komprimiert wird, weil am anderen Ende der externen Spule wird es durch ein schmales Loch "verhindert" Drosseln oder Thermostatventil (Expansionsventil). Infolge der Kompression von Freongas steigt seine Temperatur beispielsweise auf +40 .. + 60⁰С und gibt durch die externe Spule Wärme an die Außenluft ab, kühlt ab und geht in einen flüssigen Zustand über (kondensiert) ). Außerdem befindet sich Freon wieder vor einem engen Hals (Choke), verdunstet, nimmt Wärme ab und der Vorgang wird erneut wiederholt. Daher wird die interne Spule genannt, in der das Freon verdampft und Wärme abführt Verdampferund die äußere Spule, in der Freon, das kondensiert, die aufgenommene Wärme abgibt, wird genannt Kondensator... Das hier beschriebene Gerät nimmt Wärme an einem Ort (innen) auf und überträgt sie an einen anderen Ort (außen). Ein charakteristisches Merkmal der Vorrichtung ist, dass der geschlossene Kreislauf, durch den das Freon zirkuliert, in zwei Zonen unterteilt ist: eine Niederdruckzone (Vakuumzone), in der Freon intensiv verdampfen kann, und eine Hochdruckzone, in der es kondensiert. Der Abscheider dieser beiden Zonen ist das Drosselloch, und das Aufrechterhalten derart unterschiedlicher Drücke in einem geschlossenen Kreislauf wird aufgrund des Betriebs des Kompressors möglich, der Energie benötigt. (Wenn der Kompressor anhalten würde, würde sich nach einer Weile der Druck im Verdampfer und im Kondensator ausgleichen und der Übertragungsprozess würde anhalten). Jene. Das Gerät kann Wärme von kälter zu wärmer übertragen, jedoch nur durch einen bestimmten Energieaufwand. Jene. vereinfacht, nehmen Sie den Kühlschrank und öffnen Sie die Tür zur Straße, und drehen Sie die Rückwand im Raum, können Sie es heizen. Es muss nur immer Frischluft der Außentemperatur in den Kühlschrank gelangen und die durch Kontakt mit dem internen Wärmetauscher abgekühlte Luft wird entfernt. Dies kann leicht realisiert werden, indem am Einlass ein Lüfter installiert wird, der neue Luftanteile auf die Spule treibt. Dann wird die der Außenluft entzogene Wärme in den Raum übertragen und dort erwärmt. Jene. Kühlschrank, offene Tür nach außen, und es gibt eine einfache Wärmepumpe. So sahen die ersten serienmäßigen Luftwärmepumpen aus. Sie sahen aus wie Fensterklimaanlagen. Das heißt, es war eine Metallbox, die in die Öffnung des Fensters eingeführt wurde und dem Verdampfer nach außen und dem Kondensator nach innen zugewandt war. Vor dem Verdampfer befand sich ein Ventilator, der Frischluftströme durch die Wärmetauscher der Spule trieb, und gekühlte Luft trat von der anderen Seite des Kastens aus. Der Verdampfer war durch eine Isolierschicht vom Kondensator getrennt. Es gab auch einen Ventilator an der inneren Spule, der die Luft des Raumes durch seinen Wärmetauscher trieb und die bereits erwärmte Luft ausblies. Mit der weiteren Verbesserung der Vorrichtung wurde der äußere Teil vom inneren Teil getrennt und sah aus wie ein geteiltes Klimasystem. Die beiden Teile des Ganzen sind durch wärmeisolierte Kupferrohre, in denen Freon zirkuliert, und elektrische Kabel zur Stromversorgung und zu Steuersignalen miteinander verbunden. Moderne Luftwärmepumpen sind ein komplexes Gerät mit intelligenter elektronischer Steuerung, das in der Lage ist, autonom zu arbeiten und ihre Leistung abhängig von der Außentemperatur, der eingestellten Innentemperatur und einer Reihe von Modi reibungslos anzupassen. Auf diese Weise können Sie zusätzliche Einsparungen beim Stromverbrauch erzielen.

Die Hauptklassifizierung von Wärmepumpen (HP) erfolgt nach einer Niedrigpotentialquelle, aus der Energie entnommen wird (Luft, Boden, Wasser), und nach einem Verbraucher - einem Wärmeträger, der Wärme mit einem Kondensator austauscht und anschließend in verwendet wird das Heizsystem (Luft, Wasser; anstelle von Wasser wird manchmal Frostschutzmittel verwendet). Lassen Sie uns die häufigsten auflisten:

1. Luftwärmepumpen (VTN). Günstigste Kategorie, insbesondere Luft-Luft.

-TH Luft-Luft

-TH Luft-Wasser

2. Erdwärmepumpen (GTN). Die teuerste Kategorie, weil erfordert teure Ausgrabungen oder Bohrungen, Hunderte von Metern Rohr und ein großes Volumen Frostschutzmittel.

-TH Bodenwasser

3. Wasserwärmepumpen. Rohre mit Frostschutzmittel werden auf den Boden eines Reservoirs (See, Teich, Meer ...) oder zweier artesischer Brunnen verlegt (frisches Wasser wird aus einem Brunnen entnommen und gekühltes Wasser in den anderen abgelassen). Die hohen Kosten hängen davon ab, welche Art des Zugangs mit Wasser - einer Wärmequelle - verwendet wird. Aber trotzdem nicht billig!

-TH Wasser-Wasser

Nun - das Wichtigste: Über das Gewinnen... Mit jeder der aufgeführten Wärmepumpen können Sie mehr Energie erhalten, als für die Übertragung aufgewendet wurde (Betrieb des Kompressors, der Lüfter, der Elektronik ...). Der Wirkungsgrad der Wärmepumpe wird anhand des Leistungskoeffizienten COP (Coefficient Of Performance) geschätzt, der dem Verhältnis der empfangenen Wärmeenergie (in kW * h) zur verbrauchten elektrischen Energie entspricht. Dieser dimensionslose Wert zeigt, wie viel mehr Wärmeenergie von der Wärmepumpe im Verhältnis zur verbrauchten erzeugt wird. Der COP hängt von der Temperaturdifferenz zwischen der Quelle (Niedertemperaturwärme im Freien) und dem Verbraucher (Temperatur im Haus +20 .. + 25⁰С) ab und liegt normalerweise zwischen 2 und 5.

Dies ist unser Gewinn bei der Verwendung von Wärmepumpen: Für 1 kW verbrauchten Strom können Sie kostenlos 1 kW bis 4 kW Wärme aus der Umgebung beziehen, die am Ausgang 2 bis 5 kW Wärme an das Haus abgibt.