Wärmepumpe: Was ist das, wozu dient sie und Anwendungsbereich - Setafi

Wahrscheinlich sind Menschen, die mindestens einmal über die autonome Beheizung ihrer eigenen Häuser nachgedacht haben, auf den Begriff „Wärmepumpe“ gestoßen, haben aber nicht ganz verstanden, was das ist. Heute werden wir versuchen, diesen Begriff im Detail zu erklären.

Die Menschen sind es gewohnt, dass in ihren Häusern Wärme entsteht, wenn etwas verbrannt wird. Früher gab es beispielsweise in jedem Privathaus einen Holzofen. Die Menschen verbrannten Brennholz und Kohle und heizten ihre Häuser. Diese Heizmethode hat sich im Prinzip bis heute erhalten, wird aber immer seltener eingesetzt. In Städten werden Gas-, Kohle- und Ölprodukte verbrannt, um Hochhäuser zu heizen. Das heißt, das Prinzip der Wärmegewinnung bleibt erhalten: Man muss etwas verbrennen, um es warm zu machen.

Sie müssen jedoch verstehen, dass diese Methode der Wärmegewinnung nicht ewig dauern kann. Früher oder später werden die Ressourcen für die Verbrennung zur Neige gehen. Dieser Gedanke beschäftigte viele Menschen und sie begannen, über alternative Wärmequellen nachzudenken.

Eine Wärmepumpe ist eine der alternativen Möglichkeiten zur Wärmeerzeugung. Wenn Sie hinschauen, dann gibt es um die Menschen herum viel Wärme in der Luft, im Wasser und auf der Erde. Eine Wärmepumpe hilft dabei, daraus Wärme zu erzeugen, ohne etwas zu verbrennen.

Wärmepumpe – was ist das?

Eine Wärmepumpe ist ein Gerät, das Wärme aus der Umgebung erzeugt und an das Heizsystem eines Hauses abgibt. Wärmepumpen werden mit Energie betrieben, diese wird jedoch nicht wie bei einem elektrischen Kamin für die Beheizung des Hauses aufgewendet, sondern für die Übertragung von Wärme aus der Umgebung an das Haus. Dank dieses Ansatzes ist die Effizienz der aufgewendeten Energie viel höher als bei der Direktheizung des Hauses. Dadurch wird Strom gespart, was sich positiv auf die Umwelt auswirkt.

Wärmepumpen: Typen

Je nach Art der Wärmeerzeugung gibt es drei Arten von Wärmepumpen:

1. Luft – Wärme aus der Luftmasse erzeugen.
2. Geothermie – Wärme aus der Erde erzeugen.
3. Wasser – Wärme aus dem Wasser von Flüssen, Seen, Meeren und unterirdischen Quellen erzeugen.

Das Funktionsprinzip ist einfach. In einer der oben beschriebenen Umgebungen wird ein Heizkörper-Wärmetauscher platziert, der Wärme aus dem Boden, der Luft oder dem Wasser sammelt. Mit Hilfe einer Wärmepumpe wird diese Wärme gespeichert, ihre Temperatur steigt und an das Heizsystem des Hauses weitergeleitet.

Tatsächlich hat jeder Mensch in seinem Leben schon einmal eine Wärmepumpe in Betrieb gesehen. Prominente Vertreter dieser Pumpen sind der Kühlschrank und die Klimaanlage. Ja, sie dienen der Kühlung. Aber die Wärmepumpe kann sowohl zum Heizen als auch zum Kühlen arbeiten. Es hängt alles davon ab, wie der Wärmeaustauschkreislauf organisiert ist. Im Kühlschrank ist der thermodynamische Kreislauf zur Kühlung organisiert. Wenn Sie es jedoch in umgekehrter Reihenfolge senden, funktioniert der Kühlschrank als Heizung. Nein, das bedeutet nicht, dass sich irgendwo im Kühlschrank ein thermodynamischer Kreisschalter befindet. Das bedeutet, dass das Funktionsprinzip diametral entgegengesetzt, aber sehr ähnlich ist. Denn sehr oft wird beim Heizen mit einer Wärmepumpe auch Freon als Kühlmittel im System verwendet.

Je nach Art der Wärmeträger in den Ein- und Auslasssystemen werden die Wärmepumpenmodelle in 8 Kategorien eingeteilt:

• „Land-Wasser“;
• "Wasser Wasser";
• "Luft Wasser";
• „Boden-Luft“;
• „Wasser-Luft“;
• „Luft-Luft“;
• „Freon-Wasser“;
• Freon-Luft.

Freon-Luft ist ein Kühlsystem in Klimaanlagen und Kühlschränken. Zum Heizen werden häufiger „Freon-Wasser“, „Luft-Luft“ und „Luft-Wasser“ verwendet.

Dementsprechend hängt die Effizienz der Wärmepumpe und des Wärmesystems vom verwendeten Wärmeträger und den klimatischen Bedingungen ab. In heißen Ländern hat sich beispielsweise das Luft-Luft-System bestens bewährt. In kühleren Ländern wird häufiger das Luft-Wasser-System verwendet, die Wirksamkeit dieses Systems nimmt jedoch ab, wenn der Frost unter -25 fällt. Fällt der Frost darunter, kommt die Heizungsanlage nicht mehr zurecht und Sie müssen zusätzliche Wärmeversorgungsquellen anschließen.

In Bergregionen sind die Systeme „Land-Luft“ und „Wasser-Luft“ üblich. Bewohner von Berglandschaften „pumpen“ aktiv Wärme aus den Bergen ab. Darüber hinaus können Installationen sowohl horizontal als auch vertikal erfolgen. In vertikalen Systemen ist folgendes Prinzip der Wärmeerzeugung üblich:

• einen tiefen Brunnen graben;
• darin wird ein Wärmetauscher abgesenkt, durch den Frostschutzmittel, verdünnter Alkohol, Freon oder einfach nur Wasser fließen;
• Der Brunnen ist mit Wasser gefüllt und das Wasser „bringt“ die Wärme von den Steinen zum Wärmetauscher.

Die Tiefe solcher Brunnen erreicht 170 Meter.

Im Allgemeinen ist die effektivste Heizmethode die Sammlung von Wärme aus dem Erdreich. Diese Methode ist gut, weil die Bodentemperatur auch in geringer Tiefe das ganze Jahr über unverändert bleibt. Die Temperatur von Wasser oder Luft ändert sich, die Erde jedoch nicht. Daher sind Erdwärmeanlagen praktisch unabhängig von den Witterungsbedingungen. Die skandinavischen Länder sind bei der Nutzung eines solchen Systems den anderen voraus. Sie sind besessen von grüner Energie und Umweltschutz, was sie ein wenig besser macht als andere Länder. Der Kern dieser Methode besteht darin, dass ein Heizkörpersystem mindestens 50 Zentimeter tief im Boden vergraben werden muss, also unter dem Gefrierpunkt des Bodens. Herkömmlicherweise liegt dieser 1,2–2 Meter „unter der Erde“. In das Heizkörpersystem wird Frostschutzmittel eingefüllt, das die „Wärme der Erde“ ins Haus bringt. Frostschutzmittel treiben die Wärmepumpe durch das System. Das Problem bei dieser Methode ist, dass sie sehr teuer ist und sich in mindestens 10-15 Jahren amortisiert.

Abschluss

Eine Wärmepumpe ist ein wesentlicher Bestandteil eines Heiz- oder Kühlsystems, das die Wärme aus der Umgebung nutzt. Eine Wärmepumpe ist ein elektrisches Gerät, das eine Wärmeaustauschflüssigkeit durch ein Heizsystem „treibt“. Es ist wichtig, es zu kaufen, wenn Sie planen, Ihr Haus autonom mit der Wärme der Natur zu heizen.

In unseren Breitengraden ist diese Art der Wohnungsheizung aufgrund der hohen Kosten, der aufwändigen Umsetzung und des besonderen Klimas wenig verbreitet. Wenn das Klima zu kalt ist, kommt diese Heizmethode nicht zurecht, sodass Sie immer noch auf die herkömmliche Heizung zurückgreifen müssen.