Wärmepumpen für die Heizung zu Hause: Art und Funktionsweise

Alternative Heizoptionen sind die wachsende Beliebtheit von Wärmepumpen. Die hohen Kosten für Ausrüstung und Installation eines solchen Entwurfs ermöglichen es einigen Eigentümern von Privathäusern nicht, die Heizkosten zu minimieren. Sie sollten auf jeden Fall in Betracht ziehen, eine Wärmepumpe zum Selbermachen herzustellen.

Gerät und Funktionsprinzip

Fast jedes Medium, das uns umgibt, hat eine bestimmte Menge an Wärmeenergie, vorausgesetzt, seine Temperatur überschreitet 1° C.Warum nicht einen Teil dieser Energie nutzen, um Ihr eigenes Zuhause zu heizen? Dies erfolgt mit einer Wärmepumpe.

Das Funktionsprinzip einer Wärmepumpe basiert auf der Wärmeübertragung von einer Quelle mit geringem Wärmeenergiepotential auf einen Wärmeträger mit höherer Temperatur. In der Praxis sieht es so aus:

1. Das Kühlmittel tritt in die Rohrleitung ein, die sich beispielsweise im Boden befindet, und erwärmt sich um mehrere Grad.
2. Dann tritt das Kühlmittel in den Wärmetauscher (oder Verdampfer) ein und überträgt die gesammelte Wärmeenergie auf den internen Kreislauf.
3. Das Kältemittel (eine Substanz mit niedrigem Siedepunkt, die unter niedrigem Druck steht), das sich im externen Kreislauf befindet, wird im Verdampfer erwärmt und in Gas umgewandelt.
4. Dann tritt das gasförmige Kältemittel in den Kompressor ein, wo es unter hohem Druck komprimiert wird. In diesem Fall wird die Temperatur des Kältemittels noch höher.
5. Heißes Gas tritt in den Kondensator ein und überträgt dort Wärmeenergie auf das Kühlmittel des internen Heizsystems des Hauses.
6. Danach wird das Kältemittel, das Wärme verloren hat, in flüssigem Zustand in das System zurückgeführt.

Der Betrieb von Kühlaggregaten basiert auf dem gleichen Prinzip, so dass einige Arten von Wärmepumpen im Sommer recht erfolgreich als Klimaanlagen eingesetzt werden können, dh zur Kühlung eines Raumes.

Mit der Wärmepumpe können Sie das Haus mit Wärmeenergie der Umgebung mit geringem Potenzial heizen

Video: Gerät und Betrieb von thermischen Einheiten

Arten von Einheiten

Eine klare Vorstellung von den Optionen für die Auslegung von Wärmepumpen ist ihre Klassifizierung nach der Art des Kühlmittels an den Außen- und Innenkonturen der Struktur. Das Gerät kann Energie erhalten von:

• Boden;
• Wasser (Gewässer oder Quelle);
• Luft.

Im Haus kann die empfangene Wärmeenergie im Heizsystem sowie zum Heizen von Wasser oder zur Klimatisierung genutzt werden. Daher gibt es abhängig von der Kombination dieser Elemente und Funktionen verschiedene Arten von Wärmepumpen.

Grundwassersystem

Das Erhalten von Wärme aus dem Boden wird als eine der effektivsten für diesen Typ angesehen alternative HeizungDa die Bodentemperatur bereits etwa fünf Meter von der Oberfläche entfernt ziemlich konstant bleibt, ist sie wenig anfällig für Änderungen der Wetterbedingungen.

Eine Erdwärmepumpe verwendet spezielle wärmeleitende Sonden

Als Kühlmittel im externen Kreislauf wird eine spezielle Flüssigkeit verwendet, die üblicherweise als Sole bezeichnet wird. Es ist eine umweltfreundliche Verbindung.

Die Außenkontur der Boden-Wasser-Wärmepumpe besteht aus Kunststoffrohren. Sie können sie horizontal oder vertikal in den Boden legen. Im ersten Fall müssen Sie möglicherweise auf einer großen Fläche von 25 bis 50 Quadratmetern arbeiten. m pro Kilowatt Pumpleistung. Die für den horizontalen Sammler zugewiesenen Flächen können nicht für landwirtschaftliche Zwecke genutzt werden. Hier ist nur eine Aufteilung des Rasens oder das Pflanzen von einjährigen Blütenpflanzen zulässig.

Für den Bau eines vertikalen Reservoirs werden mehrere Brunnen mit einer Tiefe von 50 bis 150 Metern benötigt. Da die Bodentemperatur in dieser Tiefe höher und stabiler ist, wird eine solche Erdwärmepumpe als effizienter angesehen. In diesem Fall werden spezielle Tiefensonden zur Wärmeübertragung verwendet.

Wasser-Wasser-Pumpe

Wärme kann eine ebenso effektive Wahl sein. Wasser pumpen Wasser, da in großen Tiefen die Wassertemperatur recht hoch und konstant bleibt. Als Quelle für Wärmeenergie mit niedrigem Potential kann verwendet werden:

• offene Stauseen (Seen, Flüsse);
• Grundwasser (Brunnen, Brunnen);
• Abwasser industrieller technologischer Kreisläufe (umgekehrte Wasserversorgung).

Es gibt keine grundsätzlichen Unterschiede in der Auslegung der Bodenwasser- oder Wasserwasserwärmepumpen. Die geringsten Kosten erfordern den Bau einer Wärmepumpe, die die Energie eines offenen Reservoirs nutzt: Rohre mit Kühlmittel müssen mit Ladung versorgt und in Wasser getaucht werden. Die Nutzung des Grundwasserpotentials erfordert eine komplexere Auslegung. Möglicherweise ist ein zusätzlicher Brunnen erforderlich, um das durch den Wärmetauscher fließende Wasser abzulassen.

Die Verwendung einer Wasser-Wasser-Wärmepumpe in einem offenen Teich kann sehr vorteilhaft sein.

Universelle Option "Luft-Wasser"

Durch Effizienz Wärmepumpe Luft Wasser anderen Modellen unterlegen, da in der kalten Jahreszeit die Leistung erheblich reduziert wird. Für die Installation sind jedoch keine komplexen Ausgrabungen oder der Bau von Tiefbrunnen erforderlich. Es ist nur erforderlich, geeignete Geräte auszuwählen und zu installieren, beispielsweise direkt auf dem Dach des Hauses.

Die Luft-Wasser-Wärmepumpe kann ohne umfangreiche Installationsarbeiten installiert werden

Der zweifelsfreie Vorteil dieser Konstruktion besteht in der Möglichkeit, Wärme, die die von der Wärmepumpe beheizten Räumlichkeiten verlässt, mit Abluft oder Wasser sowie Rauch, Gas usw. wiederzuverwenden. Um den Leistungsmangel der Luftwärmepumpe im Winter auszugleichen, sollten alternative Heizoptionen in Betracht gezogen werden.

Die kostengünstigste Option kann eine Luft-Luft-Wärmepumpe sein, deren Bau keine komplizierten Arbeiten erfordert, um ein traditionelles Wasserheizsystem in Räumen zu schaffen.

Lesen Sie mehr über diesen Wärmepumpentyp in unserem Artikel:https://aquatech.tomathouse.com/de/otoplenie/alt_otoplenie/teplovoj-nasos-vozdux-vozdux.html.

Vor- und Nachteile des Systems

Die Installation einer Wärmepumpe zu Hause und deren Einbindung in das Heizsystem oder die Schaffung eines vollwertigen Heizwerks löst eine Reihe dringender Probleme und hat folgende Vorteile:

• Es handelt sich um ein autonomes Heizsystem, dessen einziges zentrales Element der Anschluss an das Stromnetz ist.
• Durch diese Methode können teure Energieträger, die traditionell zum Heizen verwendet werden, erheblich eingespart und die Betriebskosten erheblich gesenkt werden.Der durchschnittliche Wärmeumwandlungskoeffizient beträgt 3,5 - 4,5. Aus 1 kW Strom erzeugt die Pumpe 3 bis 7 kW Wärme. Dies sind die höchsten Raten unter allen Kesseltypen, die mit Brennstoff betrieben werden.
• Das System ist sicher für die menschliche Gesundheit und die Umwelt. Es hilft, die nicht erneuerbaren Energiequellen des Planeten zu schonen.
• Brandschutz und Nichtentflammbarkeit von Teilen. Dieser Kessel überhitzt nicht, explodiert nicht, brennt nicht, emittiert kein Kohlenmonoxid;
• Eine Pumpe kann sowohl Wärme als auch Kälte erzeugen und das notwendige Mikroklima im Haus bereitstellen sowie Wasser für den häuslichen Bedarf erwärmen.
• Haltbarkeit - Nach den Erfahrungen der in Europa ansässigen Personen beträgt die Lebensdauer der Geräte 20-50 Jahre.
• Komfort und geräuschlose Bedienung. Das System wird durch Automatisierung gesteuert;
• Für die Installation der Pumpe sind keine Genehmigungen erforderlich, die beispielsweise bei der Installation von Gasgeräten erforderlich sind.

In Norwegen und Schweden werden 95% aller Häuser mit Wärmepumpen beheizt.

Die Vorteile eines solchen Systems sind viel größer als die Nachteile

Die Nachteile umfassen:

• Aufgrund der relativ hohen Installationskosten und der Pumpe selbst hängt die Amortisation eines solchen Systems von der Intensität seines Betriebs ab.
• die Notwendigkeit, Spezialisten anzuziehen und spezielle Bohr- und andere Geräte zu verwenden, um eine Erdwärmepumpe mit einem vertikalen Kreislauf auszustatten, dessen Tiefe 200 m erreichen kann.

Wie man selbst eine Wärmepumpe macht

Die Verwendung von Wärmepumpen zum Heizen Ihres Hauses ist rentabel und bequem. Die Erfahrung zeigt, dass in Privathäusern mit einer Wohnfläche von mehr als 400 Quadratmetern. m, ein solches Design wird sich trotz der hohen Kosten innerhalb weniger Betriebsjahre auszahlen. Eigentümer von Häusern mit bescheideneren Größen entwickeln und installieren erfolgreich Wärmepumpen ihres eigenen Designs. Hier sind einige Richtlinien zum Erstellen dieser nützlichen Geräte:

• Zuerst müssen Sie sich um den Kauf eines Kompressors kümmern, der beispielsweise für eine Klimaanlage ausgelegt ist. Normalerweise ist es an der Wand befestigt.
• Ein weiterer wichtiger Teil des Entwurfs - der Kondensator - kann unabhängig durchgeführt werden. Dazu müssen Sie eine Spule aus einem Kupferrohr (mindestens 1 mm dick) herstellen, das in einem Metall- oder Kunststoffgehäuse untergebracht ist. Ein Tank geeigneter Größe eignet sich als Gehäuse. Nach dem Einbau der Spule werden die Hälften des Tanks geschweißt und die erforderlichen Gewindeanschlüsse montiert. Der Verdampfer wird üblicherweise auch an der Wand montiert. Um eine hochwertige Spule herzustellen, können Sie ein Kupferrohr um ein Objekt mit einem geeigneten Durchmesser wickeln, eine Gasflasche ist durchaus geeignet. Verwenden Sie eine perforierte Aluminiumecke, an der die Spulen der Spule befestigt sind, um sicherzustellen, dass der Abstand zwischen den Windungen gleich ist.
• Die endgültige Installation dieses Geräts: Löten eines Kupferrohrs, Einspritzen von Freon usw. sollte nur von einem qualifizierten Spezialisten durchgeführt werden. Ungeeignete Handlungen können die Ausrüstung beschädigen und sind mit einer hohen Wahrscheinlichkeit von Personenschäden verbunden.
• Danach wird das Design an das interne Heizsystem des Hauses angeschlossen.
• Wenn der externe Stromkreis installiert und angeschlossen ist, hängen die Merkmale dieses Prozesses vom Typ der Wärmepumpe ab.

Vor dem Starten der Wärmepumpe schadet es nicht, den Zustand der Hausverkabelung und des Messgeräts zu diagnostizieren. Alte und veraltete Geräte müssen ersetzt werden. Der zulässige Leistungsmesser beträgt mindestens 40 Ampere.

Leider entspricht nicht jede Wärmepumpe für die Heizung zu Hause den Erwartungen der Eigentümer. Meistens ist dies auf das Fehlen korrekter thermodynamischer Berechnungen zurückzuführen. Das Ergebnis ist ein System mit unzureichender Leistung oder die Kosten für übermäßig leistungsstarke Geräte steigen unangemessen. Um ein System mit einer geeigneten Kapazität zu wählen, müssen der Wärmeverlust des Gebäudes sowie viele andere Eigenschaften berücksichtigt werden. Solche Berechnungen sollten einem Konstrukteur anvertraut werden.

Wirtschaftlichkeit und Machbarkeit des Einsatzes von Wärmepumpen

Um über viele Jahre hinweg erhebliche Einsparungen beim Heizungsbudget zu erzielen, müssen in der Entwurfs- und Installationsphase erhebliche Mittel aufgewendet werden. Die Amortisation eines solchen Heizungssystems verzögert sich zeitlich, es hängt von den Betriebsbedingungen ab.

Energie aus der Umwelt muss nicht bezahlt werden und endet nicht dort.

Wenn der Boden und die Wände im Haus ordnungsgemäß isoliert sind, arbeitet die Wärmepumpe so effizient wie möglich. Der Wärmeverlust sollte 100 Watt pro Quadrat nicht überschreiten. Meter.

Das Folgende ist ein Vergleich der Heizkosten bei Verwendung verschiedener Energiequellen.

Um Heizkosten zu sparen, müssen Sie einen erheblichen Betrag für die Installation einer Wärmepumpe aufwenden

Es ist sehr vorteilhaft, die Pumpe in ein System mit Fußbodenheizung oder Wänden einzubauen, bei dem die Betriebstemperatur ungefähr 40 Grad beträgt. Ein Indikator für Einsparungen ist das Fehlen einer Überhitzung des Heizkreislaufs und des Einfrierens des Kühlmittels beim Ausschalten der Pumpe, wodurch die Zuverlässigkeit des Systems erhöht und das Unfallrisiko sowie die Häufigkeit von Vorbeugungs- und Reparaturarbeiten verringert werden können.

Die Kosten für die Installation eines solchen Systems hängen von mehreren Faktoren ab:

• der Bereich der beheizten Räumlichkeiten des Hauses;
• Vielzahl von Pumpendesign;
• im Haus verlegte Heizsysteme und Rohre;
• Indikatoren für Wärmeverlust.

Für ein kleines Haus von 130 Quadratmetern. m Bei der Installation einer Pumpe mit Bodenwärmezufuhr betragen die Kosten für die Ausrüstung 450.000 p. und für die Installation 300.000 p.

Eine Luft-Wasser-Pumpe kostet 300,00 p. Die Installation kostet 80.000 p. Dies ist die kostengünstigste Option.

Die Installationskosten beginnen bei 450.000 Rubel.

Die maximalen Kosten werden für Tiefbohrungen mit niedrigem Gefrierpunkt und für eine große Fläche des Hauses, beispielsweise 400 Quadratmeter, benötigt. m. Die Ausrüstung kostet 800.000 p. und die Installation - 360.000 p. Die Kosten umfassen alle Planungen und Ausgrabungen, Erdarbeiten und alle Elemente des Pumpen- und Heizungssystems.

Material aktualisiert am 03.03.2018