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Was ist eine thermoakustische Wärmepumpe?

Anzahl Durchsuchen:1     Autor:Site Editor     veröffentlichen Zeit: 2023-02-23      Herkunft:Powered

Schätzungen zufolge sinken die jährlichen Kohlenstoff(IV)oxid-Emissionen um 2,5 Tonnen, wenn Sie von einem Gaskessel auf eine elektrische Wärmepumpe umsteigen.Mit thermoakustischen Wärmepumpen wird dieser Betrag voraussichtlich noch weiter sinken.Dies ist die neueste Technologie und es gibt nur wenige Modelle.

Thermoakustische Wärmepumpen gehören zu den wichtigsten und innovativsten grünen Technologien der Zukunft.Sie basieren auf der Nutzung akustischer Druckwellen zur Erzeugung von Wärme- oder Kühleffekten.Die Wechselwirkung der festen Wand und des oszillierenden Gases ermöglicht diese thermoakustischen Effekte.



Was ist eine thermoakustische Wärmepumpe?


Eine thermoakustische Wärmepumpe ist eine Wärmepumpe, die ähnlich wie ein thermoakustischer Motor funktioniert.Es verwendet eine stehende Welle anstelle eines Kältemittels.Diese stehende Welle befindet sich in einem geschlossenen Bereich und wird von einem Lautsprecher gesteuert, um in diesem Bereich einen Temperaturunterschied zu erzielen.

In ähnlicher Weise nutzen thermoakustische Motoren Schallwellen, um Wärme von einem Abschnitt zum anderen zu übertragen.Dieser Vorgang ist eine Menge Arbeit, und der Lautsprecher erledigt das.Darüber hinaus kann ein thermoakustischer Motor als ein Gerät beschrieben werden, das Wärmeunterschiede nutzt, um Schallwellen zu erzeugen, die in elektrischen Strom umgewandelt werden können, ähnlich wie ein Mikrofon funktioniert.

Während thermoakustische Motoren sowohl Wander- als auch stehende Wellen nutzen können, nutzen thermoakustische Wärmepumpen stehende Wellen.



Wie funktioniert eine thermoakustische Wärmepumpe?


Eine thermoakustische Wärmepumpe nutzt das Wissen, dass sich Gaspartikel in einer Schallwelle diffusiv ausdehnen und verdichten und sich gleichzeitig Temperatur und Druck verschieben;Druck und Temperatur erreichen gleichzeitig ihr Minimum oder Maximum.Im Allgemeinen besteht eine thermoakustische Wärmepumpe aus einem Stapel, einem Resonator und Wärmetauschern.

In einer geschlossenen Röhre kann es zu Interferenzen zwischen Wellen kommen, die sich bei bestimmten Frequenzen in entgegengesetzte Richtungen bewegen.Diese Interferenz führt zur Resonanz und erzeugt eine stehende Welle.

Als nächstes kommt der Stapel, der aus winzigen parallelen Kanälen besteht.Bei Positionierung an einer bestimmten Stelle im Resonator mit einer stehenden Welle entsteht im gesamten Stapel ein Temperaturunterschied.Durch die Anordnung der Wärmetauscher auf beiden Seiten des Stapels kann Wärme erzeugt und abgeführt werden.

Außerdem kann dieser Prozess für Kühleffekte umgekehrt werden.Eine Temperaturschwankung im gesamten Stapel erzeugt eine Schallwelle.Die Erzeugung und Übertragung von Wärme vom kalten zum warmen Speicher ist ein ziemlicher Prozess.

Der Stapel stellt einen Druckabfall her.Die Interferenz zwischen den reflektierten und eintreffenden akustischen Wellen ist fehlerhaft.Durch die Amplitudenvarianz bewegt sich die stehende Welle und verleiht ihr akustische Eigenschaften.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass eine thermoakustische Wärmepumpe nach dem Bryton-Zyklus arbeitet, während die Kühlung die folgenden vier Prozesse umfasst:



Diabatische Gaskompression


Wenn Gasteilchen verdrängt werden, verdichten sie sich adiabatisch, wodurch ihre Temperatur steigt.Danach haben sie nun eine höhere Temperatur als zuvor.



Isobare Wärmeübertragung


Die erhöhte Temperatur des Partikels überträgt Wärme bei konstantem Druck auf die Platte und kühlt so das Gas.



Adiabatische Gasexpansion


Bei diesem Vorgang wird das Gas aus seiner ursprünglichen Position zurückverdrängt.Aufgrund der adiabatischen Gasausdehnung sinkt die Gastemperatur und wird kälter als die kalte Platte.



Isobare Wärmeübertragung


Die verringerte Temperatur des Gases erleichtert die Wärmeübertragung auf das Gas bei konstantem Druck und stellt die ursprüngliche Temperatur des Gases wieder her.



Vorteile thermoakustischer Wärmepumpen

Keine Kältemittel


Dies ist wohl der größte Vorteil einer thermoakustischen Wärmepumpe.Mit einer solchen Wärmepumpe müssen sich Hersteller keine Sorgen mehr über bestimmte Vorschriften machen, die die Menge des Kältemittels, das sie in ihren Geräten verwenden dürfen, einschränken.


Weniger Kondensationsprobleme


Thermoakustische Wärmepumpen haben weniger Probleme mit Kondensation, die im Winter bei unsachgemäßer Installation zu Eisstaus auf Dächern oder Wänden führen kann.Außerdem rosten die Paneele nicht, was bei älteren Systemen, die verzinkte Stahlpaneele zur Isolierung verwenden, ein Problem darstellen kann.


Energieeffizient


Diese Geräte sind energieeffizienter als herkömmliche Heizsysteme, da sie auf natürliche Konvektionsströme statt auf Luftströme durch Rohre oder Kanäle angewiesen sind, um Wärme von einem Ort zum anderen innerhalb Ihres Wohn- oder Geschäftsgebäudes (oder sogar außerhalb) zu übertragen.


Weniger Wartungskosten


Die einzige erforderliche Wartung für thermoakustische Wärmepumpen besteht darin, sicherzustellen, dass sie sauber und frei von Staub oder Schmutz gehalten werden, damit sie effizient arbeiten.Dies ist viel einfacher als die Wartung anderer Arten von Wärmepumpen, da kein Ölen oder Reinigen von Filtern oder Kondensatoren erforderlich ist – halten Sie alles sauber und klar!


Einfach zu säubern


Thermoakustische Wärmepumpen sind leicht zu reinigen und zu warten.Das System ist vollständig abgedichtet und die Lüfter können ohne Werkzeug schonend entnommen, gereinigt und wieder eingebaut werden.Dadurch ist eine Wartung des Systems ohne Öffnung möglich.

Die thermoakustische Wärmepumpe ist ein geschlossenes System, für dessen Betrieb keine Flüssigkeiten erforderlich sind.Diese Technologie macht Rohrleitungen überflüssig, was dazu beiträgt, die Baukosten zu senken und die Effizienz zu steigern.



Nachteile thermoakustischer Wärmepumpen


Zu den Nachteilen thermoakustischer Wärmepumpen gehören:

  • Hohe Kosten für Installation und Wartung

  • Schwierig zu installieren in engen Räumen

  • Begrenzte Anwendung auf bestimmte Klimazonen


FAQs

Wie funktioniert eine thermoakustische Wärmepumpe?


Eine thermoakustische Wärmepumpe funktioniert, indem sie stehende Schallwellen in Bewegung umwandelt.Eine Seite des Stapels erzeugt diese Wellen und lässt die andere Seite kühl bleiben.



Wie viele Arten von Wärmepumpen gibt es derzeit auf dem Markt?


Derzeit gibt es sechs Haupttypen von Wärmepumpen:


Luftwärmepumpen


Diese Einheiten Wärme zwischen einem Paar Wärmetauscher übertragen;eine außerhalb Ihres Grundstücks.Es verfügt über Lamellen, die die Luft ansaugen, während der zweite Wärmetauscher die Luft im Innenraum oder das Wasser erwärmt, das über Fußbodenheizungen oder Heizkörper im gesamten Haus verteilt wird.


SPRSUN DC-Inverter-Wärmepumpe



Erdwärmepumpen


Diese Arten von Wärmepumpen Entziehen Sie dem Grundwasser oder dem Boden Wärme, deren Temperatur unterhalb einer Tiefe von 30 Fuß das ganze Jahr über einigermaßen konstant bleibt.Wenn Ihre Erdwärmepumpe ordnungsgemäß gewartet wird, hat sie zu Beginn der Heizperiode normalerweise einen COP von 4,0 und bei weiterer Wärmeentnahme einen COP von 3,0.

Allerdings ist die Einrichtung dieser Maschinen sehr aufwändig, da einige Bohrarbeiten anfallen.Die Person oder das Team, das es installiert, bohrt ein Bohrloch, um den Wärmetauscher zu positionieren.


Abluftwärmepumpe


Diese Maschinen nutzen die Abluft Ihres Grundstücks als Wärmequelle und benötigen eine mechanische Belüftung.Es gibt sie in zwei Haupttypen:

Abluft-Wasser-Einheiten, die die Wärme an einen Kreislauf weiterleiten, der einen Wassertank umfasst.

Abluft-Luft-Maschinen, die Wärme an die Umgebungsluft abgeben.


Solarunterstützte Wärmepumpen


Wie der Name schon sagt, umfassen die Wärmepumpen mehrere Solarmodule und eine Wärmepumpe.Es könnte auch aus einem Photovoltaik-Solarmodul statt aus thermischen Solarmodulen bestehen.


Wasserwärmepumpe


Diese funktioniert ähnlich wie eine Erdwärmepumpe, bezieht jedoch Wärme aus einem Gewässer statt aus dem Erdreich.Vor diesem Hintergrund muss das Gewässer groß genug sein, um die Kühlwirkung dieser Maschine zu bewältigen, ohne dass die Tiere im Wasser getötet werden oder erfrieren.


Thermoakustische Wärmepumpen


Wie bereits erwähnt, sind diese Geräte ziemlich neu auf dem Markt.Sie funktionieren wie eine thermoakustische Wärmekraftmaschine, jedoch ohne Kältemittel.Stattdessen verwenden sie eine stehende Welle in einem geschlossenen Abschnitt und werden von einem Lautsprecher angetrieben, um eine Temperaturschwankung im gesamten Abschnitt zu erreichen.



Verringern sich meine Heizkosten, wenn ich eine Wärmepumpe installiere?


Ja.Obwohl die meisten Wärmepumpen zum Betrieb Strom benötigen, verbrauchen sie weniger Wärme, als sie von außen in das Innere Ihrer Immobilie übertragen.Die im Verhältnis zur genutzten Elektrizität übertragene Wärmemenge hängt von der Leistung und den Quellentemperaturen ab.Daher ist es im Laufe des Jahres immer unterschiedlich, da die Außentemperaturen stark schwanken.

Wie sich dies auf Ihre Rechnungen auswirkt, hängt von einigen Faktoren ab, wie zum Beispiel:

  • Der Typ Ihrer Wärmepumpe und der Wirkungsgrad

  • Den Kraftstoff, den Sie ersetzen, und wie teuer er ist

  • Der Bereich, in dem Sie wohnen

  • Das Design Ihrer Zentralheizung




Was sind die Gründe für den Kauf einer Wärmepumpe?


Die Regierung setzt sich stark dafür ein, die Treibhausgasemissionen und die Auswirkungen des drastischen Klimawandels zu verringern.Aus diesem Grund wurden mehrere Programme gestartet, um englische Unternehmen und Bürger vom Einsatz von Wärmepumpen zu überzeugen.Genauere Einzelheiten zu ihren Anreizen finden Sie in den Bänden 1 und 2 des Grünen Tarifs.



Benötige ich für den Einbau einer Wärmepumpe eine Genehmigung?


Nein. Es ist wichtig, vor der Installation Ihrer Wärmepumpe die Genehmigung der örtlichen Planungsbehörde einzuholen.Die meisten Installationen gelten als „erlaubte Entwicklung“;Daher ist keine Genehmigung erforderlich.Dennoch ist es aufgrund der Erwartungen eine gute Idee, sich bei Ihrer örtlichen Planungsbehörde zu erkundigen, vor allem, wenn Sie in einem Naturschutzgebiet oder auf einem denkmalgeschützten Grundstück wohnen.

Am besten teilen Sie Ihrem örtlichen VNB auch mit, dass Sie eine Wärmepumpe installieren möchten, da dieser für den Anschluss an das Stromnetz verantwortlich ist.




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