Einfaches Diagramm und Betrieb von Wärmepumpen Erweitern Sie Ihr Wissen über Wärmepumpen

1. Betrieb einer Wärmepumpe

1.1 Verdunstung (Verdampfer)

1.2 Komprimierung (Kompressor)

1.3 Kondensieren (Kondensator)

1.4 Expansion (Expansionsventil)

2. Luftwärmepumpen

2.1 Schema einer Luft-Luft-Wärmepumpe

2.2 Schema einer Luft-Wasser-Wärmepumpe

2.3 Wie funktioniert eine Luft-Wasser-Wärmepumpe?

3. Schema einer Erdwärmepumpe

4. Diagramm einer Wasser-Wasser-Wärmepumpe

5. Vergleich verschiedener Wärmepumpen

Wärmepumpen sind eine umweltfreundliche Lösung.Mit Wärmepumpen können wir Häuser effizient und wirtschaftlich heizen oder kühlen.Sie nutzen kostenlose Energiequellen wie Wasser, Luft und Boden und verbrauchen eine geringe Menge Strom, um Heizen oder Kühlen zu erreichen.Bevor Sie sich für eine Wärmepumpe entscheiden, ist es möglicherweise erforderlich, deren Funktionsweise zu verstehen.Wir können dies tun, indem wir uns auf das Wärmepumpendiagramm und seinen thermodynamischen Zyklus beziehen.

1. Betrieb einer Wärmepumpe

Der Wärmepumpenbetrieb basiert auf einem thermodynamischen Kreisprozess.Bei kaltem Wetter arbeitet die Wärmepumpe im Heizmodus, entzieht der Luft, dem Wasser oder dem Boden Wärme und leitet sie durch den Verdampfer, den Kompressor, den Kondensator und das Expansionsventil, um Heizung, Warmwasser, Fußbodenheizung usw. bereitzustellen.

Bei heißem Wetter befindet sich die Wärmepumpe im Kühlmodus und arbeitet umgekehrt.Die Wärmepumpe entzieht der Luft im Inneren des Hauses Wärmeenergie.Durch verschiedene Funktionen des Verdampfers, des Kompressors, des Kondensators und des Expansionsventils wechselt das Kältemittel vom flüssigen in den gasförmigen Zustand, dann zurück in den flüssigen und schließlich in den gasförmigen Zustand.Schließlich gibt es die Wärme an die Außenluft ab, um das Haus zu kühlen.

Der Heizmodus und der Kühlmodus der Wärmepumpe werden wiederholt.

Im Heizbetrieb durchlaufen alle Wärmepumpen folgende Schritte und realisieren die Heizfunktion durch folgende Komponenten:

1.1 Verdampfung (Verdampfer)

1.2 Komprimierung (Kompressor)

1.3 Kondensation (Kondensator)

1.4 Expansion (Expansionsventil)

Nachfolgend finden Sie eine Aufschlüsselung der wichtigsten Bedienschritte.

1.1 Verdampfung (Verdampfer)

Zunächst beginnt die Verdampfungsphase, in der das flüssige Kältemittel im Verdampfer Wärme aus der äußeren Umgebungsluft aufnimmt.Dann geht das Kältemittel von einem flüssigen Zustand in einen gasförmigen Zustand mit niedriger Temperatur und niedrigem Druck über.

1.2 Komprimierung (Kompressor)

Die Kompressionsstufe beginnt, wenn der Kompressor das gasförmige Kältemittel mit niedriger Temperatur und niedrigem Druck ansaugt.Der Kompressor verbraucht eine kleine Menge Strom, um seine Arbeit zu verrichten, und wandelt das Gas mit niedriger Temperatur und niedrigem Druck in ein Gas mit hoher Temperatur und hohem Druck um.

1.3 Kondensation (Kondensator)

In der Kondensationsstufe strömt das erhitzte gasförmige Kältemittel mit hoher Temperatur und hohem Druck durch den Wärmepumpenkondensator und gibt seine Wärme an das Wasser im Heizkreislauf ab.Anschließend wird es wieder flüssig.

1.4 Expansion (Expansionsventil)

Während der Expansionsphase strömt das flüssige Kältemittel durch ein Wärmepumpen-Expansionsventil, um den Druck und die Temperatur des Kältemittels zu reduzieren, bis es zu einem feuchten Dampf mit niedriger Temperatur und niedrigem Druck (Gas-Flüssigkeits-Gemisch) verdampft, der dann zum Verdampfer zurückgeführt wird .

Das Kältemittel nimmt dann seinen thermodynamischen Kreislauf wieder auf.

Hinzu kommt, dass eine reversible Wärmepumpe im Sommer im Kühlbetrieb anders arbeitet.Dieses Gerät absorbiert die Wärme im Innenbereich und gibt sie dann nach außen ab, um die Raumtemperatur zu senken.

Um sich mit der Funktionsweise vertraut zu machen, schauen Sie sich bitte das Diagramm der Wärmepumpe an.

Dieses Diagramm zeigt, wie Eine Wärmepumpe funktioniert.

2. Luftwärmepumpe (ASHP)

Eine Luftwärmepumpe (ASHP) Ein mit Lamellen ausgestatteter Wärmetauscher befindet sich außerhalb des Gebäudes.Der Ventilator drückt Luft hinein, und der andere Wärmetauscher wird verwendet, um die Luft im Inneren des Gebäudes zu erwärmen oder Wasser über Heizkörper oder Fußbodenheizungen zu erhitzen und die Wärme an das Gebäude abzugeben.

Im Kühlmodus entziehen ASHPs die Raumwärme über einen internen Wärmetauscher und geben sie über einen externen Wärmetauscher an die Umgebungsluft ab.

Hier sind die Heiz- und Kühlkreislaufdiagramme des ASHP mit detaillierten Angaben zu den verschiedenen Komponenten und Kreisprozessen.

2.1 Schema einer Luft-Luft-Wärmepumpe

Luft-Luft-Wärmepumpen erwärmen einen Raum, indem sie Wärme aus der Außenluft aufnehmen und diese schließlich über einen Gebläsekonvektor an den Raum übertragen.Umgekehrt nehmen Luft-Luft-Wärmepumpen Wärme aus dem Raum auf und geben sie zur Kühlung nach außen ab.Luft-Luft-Wärmepumpen übernehmen jedoch keine Warmwasserfunktionen.Um dies auszugleichen, müssen Sie eine Warmwasserbereitung hinzufügen.

2.2 Diagramm eines Luft-Wasser-Wärmepumpe

Wie eine Luft-Luft-Wärmepumpe entzieht auch eine Luft-Wasser-Wärmepumpe der Außenluft Wärme.Anschließend überträgt er diese Wärme an den hydraulischen Heizkreislauf des Hauses, beispielsweise an einen Heizkörper, eine Warmwasserbereitung oder eine Warmwasserversorgung.

2.3 Wie funktioniert eine Luft-Wasser-Wärmepumpe?

Luft-Wasser-Wärmepumpen nutzen zum Betrieb Luft und Kältemittel.Konkret entzieht die Luft-Wasser-Wärmepumpe der Luft Energie.Das Kältemittel überträgt Energie durch einen thermodynamischen Kreislauf der vier Hauptkomponenten der Wärmepumpe (Verdampfer, Kompressor, Kondensator und Expansionsventil).

Um das Funktionsprinzip besser zu verstehen, sehen Sie sich das schematische Diagramm einer Luft-Wasser-Wärmepumpe an.

Wie im Diagramm dargestellt, überträgt die vom Außengerät eingeatmete Luft ihre Wärme auf das Kältemittel, das nach dem Durchgang durch den Verdampfer in Gas umgewandelt wird.Anschließend wird es zum Kompressor geleitet, der nach der Arbeit den Druck und die Temperatur des Kältemittels erhöht.Das vollständig erhitzte Kältemittel überträgt seine Wärme an das Wasser im Kondensatorheizkreislauf.Dann verliert es seine Wärme und wird wieder flüssig.Schließlich passiert es das Expansionsventil, reduziert seinen Druck und fängt die Wärme in der Luft wieder ein, um die Wärme über Erdwärmeheizungen, Heizkörper oder Gebläsekonvektoren zu verteilen.

Es ist erwähnenswert, dass bei Monoblock-Wärmepumpen die vier Phasen des thermodynamischen Kreislaufs des Kältemittels in einer einzigen Kammer ausgeführt werden.Im Gegensatz dazu umfasst eine Split-Wärmepumpe ein Außen- und ein Innengerät.

3. Diagramm von a Erdwärmepumpe

Die Funktionsprinzipien von Luftwärmepumpen und Erdwärmepumpen sind im Allgemeinen gleich.Der Unterschied zwischen Luft-Luft-, Wasser-Wasser-, Erd-Luft- und Erd-Wasser-Wärmepumpen besteht darin, wie sie die Energie nutzen, um das Kältemittel zu erhitzen und die Wärme im Raum zu verteilen.

Eine Erdwärmepumpe („GSHP“) oder geothermische Wärmepumpe ist ein Heiz-/Kühlsystem für Häuser, das die relativ konstante Temperatur der Erde im Laufe der Jahreszeiten nutzt, indem es eine Wärmepumpe verwendet, um Wärme in den Boden oder aus dem Boden zu übertragen.Erdwärmepumpen (GSHPs) gehören zu den energieeffizientesten Technologien für Heizung, Lüftung, Klimatisierung und Warmwasserbereitung, da sie weitaus weniger Energie verbrauchen als die Verbrennung von Kraftstoff oder die Verwendung elektrischer Widerstandsheizungen.

Der Wirkungsgrad von GSHPs ist der Leistungskoeffizient (CoP), typischerweise im Bereich von 3–6, was bedeutet, dass das Gerät für jedes Joule Strom 3–6 Joule Wärme liefert.

GSHP entzieht dem Boden die im Erdreich enthaltene Wärme über einen speziellen Sensor (horizontal, vertikal oder Grundwasser).Die aufgenommene Energie erwärmt die Wärmeübertragungsflüssigkeit, die durch den Verdampfer, den Kompressor, den Kondensator und das Expansionsventil strömt und so den Innenboden oder die Heizkörper des Raums erwärmt.

4. Schema einer Wasser-Wasser-Wärmepumpe

Eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe kann einem See, Fluss oder Grundwasser Wärme entziehen, um ein Kältemittel zu erwärmen, das dann entsprechend seinem thermodynamischen Kreislauf zum Heizen eines Hauses oder zur Erzeugung von Warmwasser verwendet wird.Das System umfasst einen Vorlaufbrunnen und einen Rücklaufbrunnen, um die Heiz-/Kühlfunktion zu erreichen.Die Wärmepumpe fördert Grundwasser aus dem Versorgungsbrunnen.Über einen Rücklaufbrunnen fließt das abgekühlte Grundwasser zurück ins Erdreich.

5. Vergleich verschiedener Wärmepumpen

In diesem Teil werde ich die verschiedenen Wärmepumpen vergleichen und ihre jeweiligen Vor- und Nachteile sowie die Lebensdauer veranschaulichen.

Wärmepumpentyp	Vorteile	Nachteile	Lebensdauer
Luft-Luft-Wärmepumpe	Heizung und Kühlung verfügbar	Übertragen Sie den in der Luft enthaltenen Staub	Bis zu 20 Jahre
	Geringe Installationskosten
	Hocheffizient, mit (SCOP) Reichweite 3,0-4,0	Die Außenlufttemperaturen beeinflussen die Leistung der Wärmepumpe.
	Wenig Lärm
	Umweltfreundlich
Luft-Wasser-Wärmepumpe	Reduzieren Sie Energiekosten und Wartungsaufwand	Hohe Installationskosten
	Grüne Heizlösungen	Die Betriebskosten sind höher als die des Kessels
	Ganzjährig in Betrieb	Reduzierte Effizienz im Winter
	Lange Lebensdauer	Möglicherweise ist ein neuer Heizkörper oder eine neue Fußbodenheizung erforderlich
	Lernen Sie den RHI-Plan kennen
Erdwärmepumpe	Erhebliche Kosteneinsparungen beim Heizen und Kühlen	Hohe Installationskosten im Vorfeld	Mehr als 20 Jahre
	Umweltfreundlich	Möglicherweise sind größere Landschaftsänderungen erforderlich
	Funktioniert in den meisten Klimazonen	Ein offenes Kreislaufsystem kann das Grundwasser verschmutzen
Wasserwärmepumpe	Energiesparend und umweltfreundlich	Genehmigungen zur Installation von Wasserwärmepumpen	15-20 Jahre
	Kompatibel mit anderen Heizsystemen	Wohnen Sie näher an einer nachhaltigen Wasserquelle
	Bequeme Installation und geringe Wartungskosten.	Schwierige Installation
	Flexible Anwendung und bequeme Anpassung.	Höhere Vorabkosten

Im Allgemeinen sind Luftwärmepumpen vergleichsweise günstiger und kurzfristig einfacher zu installieren.

Erdwärmepumpen haben von allen Typen die höchsten Vorlaufkosten.Da für die Installation große Landflächen oder Gräben gebohrt und ausgehoben werden müssen, ist dies eine große Belastung für den Boden.Auf lange Sicht können sie jedoch immer noch Geld sparen.

Wasserwärmepumpen sind teuer in der Installation, haben aber auf lange Sicht eine hohe Amortisation.Im Vergleich zu Erdwärmepumpen sind sie relativ einfacher und kostengünstiger zu installieren.Sie benötigen jedoch eine hohe Wasserqualität und eine ausreichende Menge an Wasser in der Nähe.Sauberes Wasser ist besser, insbesondere wenn Sie ein System mit offenem Kreislauf installieren.

Nach einem kurzen Vergleich verfügen Sie möglicherweise über ein allgemeines Verständnis der drei Arten von Wärmepumpen.Wenn Sie Fragen zu Wärmepumpen haben, wenden Sie sich bitte an uns kontaktiere uns direkt per E-Mail: inquiry@sprsunheatpump.com oder folgen Sie uns weiter Facebook, Twitter, LinkedIn.Bleiben Sie dran!