Das Beheizen eines Hauses mit einer Wärmepumpe wird immer beliebter, da der Betrieb dieser Wärmequelle ohne den Verbrennungsprozess erfolgt. Dadurch geben die Pumpen keine schädlichen Gase in die Atmosphäre ab. Wird eine solche Heizungsanlage mit Photovoltaik aus der eigenen Anlage versorgt, Wärme zur Raumheizung und Warmwasserbereitung. es wird auf völlig ökologische Weise hergestellt.
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Das Funktionsprinzip der Wärmepumpe
Wie funktioniert eine Wärmepumpe?
Das Prinzip einer Wärmepumpe ähnelt dem von Kühlschränken, mit einem kleinen Unterschied: Der Kühlschrank nimmt die Wärme aus dem Raum auf und die Wärmepumpe bringt sie ins Haus. In diesem Prozess wird Strom benötigt. Während andere Heizungssysteme Strom direkt in Wärme umwandeln, wird diese bei der Wärmepumpenheizung benötigt, um die Umgebungswärme auf ein höheres Niveau zu heben.
Das Arbeitsmuster der Wärmepumpe ist einfach: Das Arbeitsmedium gelangt zum Verdampfer und verdampft. Durch die Änderung des Fokuszustandes auf gasförmig bezieht der Faktor Energie aus der sogenannten Bodenquelle, also Boden, Luft oder Wasser. Der Dampf wird in den Kompressor gesaugt, wo er Druck und Temperatur erhöht. In diesem Zustand geht es zum Kondensator und gibt Wärmeenergie ab. Das Element, das das Diagramm schließt, ist das Expansionsventil, das die Parameter des Arbeitsmediums reduziert. Das abgekühlte und dekomprimierte Kältemittel kehrt zum Verdampfer zurück und der Kreislauf ist abgeschlossen.
Strom wird nur für Wärmepumpen benötigt, um die Heizung am Laufen zu halten, nicht um das Wasser zu erhitzen. Daher können aus einer verbrauchten Stromeinheit bis zu fünf Einheiten Wärmeenergie gewonnen werden. Eine Reduzierung der Stromkosten kann erreicht werden, indem beispielsweise ein Kamin mit Wassermantel mit der Heizung des Hauses kombiniert wird. Die optimale Lösung ist die Versorgung der Wärmepumpe mit Photovoltaik-Energie.
Die Hauptkomponenten der Wärmepumpe
Damit eine Wärmepumpe funktioniert, sind bestimmte Komponenten für verschiedene Zwecke erforderlich, darunter:
- Verdampfer - ist ein Wärmetauscher, in dem die Wärme aus der Umgebung (Luft, Grundwasser, Erdreich) auf das flüssige Arbeitsmedium übertragen wird. Ohne Kontakt und Vermischung beider Materialien wird die Wärmeenergie der Umgebung auf die Anlage übertragen. Der Arbeitsfaktor erhöht seine Energie. Erhitzt geht es dank seiner besonderen Eigenschaften und technischen Bedingungen in der Pumpe in einen gasförmigen Zustand über.
- Kompressor - saugt die Dämpfe des Arbeitsmediums an und verdichtet sie. Mit abnehmendem Dampfvolumen steigt der Dampfdruck. Für die Wärmepumpe gibt es einen positiven Nebeneffekt: Mit steigendem Druck steigt auch die Temperatur des Mediums. Diese wird benötigt, um im nächsten Schritt die gewonnene Wärme auf das Wasser im Heizungssystem des Hauses übertragen zu können.
- Kondensator - Wie der Verdampfer ist auch der Kondensator ein Wärmetauscher. Sie überträgt neben dem Heizungswasser auch den heißen Dampf des Arbeitsmediums und ermöglicht die Übertragung von Wärmeenergie von einem Medium auf ein anderes. Energie und Temperatur des Mediums in der Pumpe sinken und das Wasser in der Heizungsanlage erwärmt sich.
- Expansionsventil - senkt den Druck, wodurch das Volumen des Mediums erhöht und kondensiert wird. Thermische und elektrische Expansionsventile sind im Einsatz. Letztere sind genauer und kommen in größeren Klimageräten zum Einsatz. Das Arbeitsmedium kehrt an seinen Ausgangspunkt zurück und der Kreislauf beginnt von neuem.
Verschiedene Arten von Wärmepumpen - Wasser, Luft, Erde
Erdwärmepumpe mit vertikalem oder horizontalem Wärmetauscher
Erdpumpen sind die wirtschaftlichste Art der Wärmepumpe. Die Wahl der Ausrichtung der Kollektoren hat Einfluss auf die Effizienz des Heizprozesses. Der Einfluss der Sonne auf die Bodentemperatur nimmt mit der Tiefe ab, aber durch Frost und kalten Wind kühlt sie nicht ab. Die Bodentemperatur unterhalb der Gefrierzone ist konstant und stabil. Bevor Sie sich für die richtige Lösung entscheiden, lohnt es sich, die Preisliste der Wärmepumpe zu überprüfen und die für Sie perfekte Lösung auszuwählen.
Flächenkollektoren nutzen zu einem großen Teil die Wärmeenergie der Sonne und des Regenwassers. Da sie flach unter der Erdoberfläche verlaufen, ist eine ausreichende Grundstücksfläche eine notwendige Voraussetzung. Andere Gegenstände auf dem Boden sollten die Installation nicht beschatten.
Vertikale Kollektoren werden in einem bis zu 100 m tiefen Bohrloch platziert, horizontale Wärmetauscher in einer Tiefe von 80-120 cm - unter dem Gefrierpunkt. Die Installation ist einfacher, erfordert aber viel Freiraum und Lehmboden. Wenn Sie weitere Ratschläge suchen, schauen Sie auch vorbei Hier gesammelte Artikel über Wärmepumpen.
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Wasserwärmepumpe
Diese Art von Wärmepumpe benötigt Zugang zu Wasserressourcen, um zu funktionieren. Es besteht die Möglichkeit, den neben dem Haus vorhandenen Teich oder See zu nutzen. Wenn kein natürliches Wasserreservoir vorhanden ist, besteht auch die Möglichkeit, einen Brunnen zu graben.
Die Verwendung eines Brunnens hat den Vorteil, dass die Temperatur nie unter + 5 ° C sinkt, was eine hohe Effizienz gewährleistet. Die Nutzung offener Gewässer wiederum zeichnet sich durch geringe Installationskosten aus. Insgesamt ist eine Wasserpumpe sehr effizient, da sie fünfmal so viel Wärmeenergie liefern kann, wie sie Strom verbraucht.
Bei der Verwendung von Grundwasser müssen zwei Brunnen gegraben werden. Aus einem von ihnen wird Wasser entnommen, daraus Wärme gewonnen und das gekühlte durch den zweiten Abflussbrunnen in den Boden geleitet. Die Wasser-Wärmepumpe ist gut geeignet für Fußboden- und Gebläseheizungen. Konvektionsheizungen erfordern, dass Wasser auf erhebliche Temperaturen erhitzt wird, was größere Installationen erfordert.
Luftwärmepumpe
Entgegen dem Anschein kann der effiziente Betrieb der Wärmepumpe auch im Winter gewährleistet werden. Luft-Wasser-Wärmepumpen arbeiten im Temperaturbereich von -25 °C bis +40 °C. Je kühler die Luft, desto mehr Strom wird natürlich benötigt, um einen Kompressor zu betreiben.
Unterhalb eines bestimmten Temperaturwertes kann die Pumpe das Gebäude alleine nicht vollständig beheizen. In diesem Fall wird eine Zusatzheizung, meist elektrisch, aktiviert. Am besten kombiniert man eine Wärmepumpe mit Photovoltaik. Dadurch erhalten Sie völlige Energieunabhängigkeit und sehr niedrige Heizkosten.
Eine gut durchdachte Wärmepumpenanlage ist grundsätzlich wartungsfrei. Auch die Ausfallrate von Geräten ist gering. Wärmepumpen sind kompakte und ästhetische Geräte, die in jedem Raum installiert werden können. Ein gravierender Vorteil besteht darin, dass keine Heizräume und Räume für die Brennstofflagerung vorbereitet werden müssen.
Die umweltfreundlichsten und am wenigsten umweltfreundlichen Möglichkeiten, Ihr Zuhause zu heizen
Die Smogkonzentration in polnischen Städten überschreitet oft die akzeptablen Standards um ein Vielfaches, und tägliche Meldungen warnen vor Luftverschmutzung. Besonders im Winter während der Heizperiode treten gesundheitsschädliche Stäube und chemische Gasverbindungen auf. Zu den am wenigsten umweltfreundlichen Wärmequellen gehören alte Kohleöfen. Sie ermöglichen nicht nur die Verbrennung von Brennstoffen der schlechtesten Qualität, einschließlich Abfall, sondern geben aufgrund ihrer geringen Effizienz auch einen erheblichen Teil der Wärme über den Schornstein ab.
Das andere Extrem der ökologischsten Heizmethoden für ein Haus sind Wärmepumpen und Pelletkessel. Das Heizen mit einer Wärmepumpe erzeugt keine Rauchgase, ist wartungsfrei und basiert auf dem Prinzip der ganzjährigen Nutzung von Wärme aus der Umgebung. Ein Kamin mit Wassermantel, der an ein Heizsystem mit Wärmepumpe angeschlossen ist, liefert gute Ergebnisse. Pellets wiederum sind ein Biokraftstoff aus Holzabfällen, ganz natürlich und aus erneuerbaren Quellen.
