Wärmepumpe: Was ist das, wozu dient sie und ihr Anwendungsbereich

Wahrscheinlich sind Menschen, die schon einmal über die autonome Beheizung ihres Eigenheims nachgedacht haben, auf den Begriff „Wärmepumpe“ gestoßen, haben aber nicht ganz verstanden, was er 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. Beispielsweise verfügte früher jedes Privathaus über einen Holzofen. Die Menschen verbrannten Holz und Kohle und heizten ihre Häuser. Im Prinzip hat sich diese Heizmethode 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 dasselbe: Man muss etwas verbrennen, um es warm zu machen.

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

Eine Wärmepumpe ist eine der alternativen Möglichkeiten zur Wärmeerzeugung. Wenn man es betrachtet, gibt es in der Luft, im Wasser und auf der Erde viel Hitze um die Menschen herum. 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 des Hauses abgibt.Wärmepumpen werden mit Energie betrieben, diese wird jedoch nicht wie bei einem Elektrokamin für die Beheizung des Hauses aufgewendet, sondern für die Übertragung von Wärme aus der Umgebung in das Haus. Dank dieses Ansatzes ist die Effizienz der aufgewendeten Energie viel höher als bei der direkten Beheizung eines Hauses. Dadurch wird Strom gespart, was sich positiv auf die Umwelt auswirkt.

Wärmepumpen: Typen

Je nachdem, wie sie Wärme erzeugen, gibt es drei Arten von Wärmepumpen:

1. Luft – Wärme aus der Luftmasse erzeugen.
2. Geothermie – erzeugt Wärme aus dem Boden.
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 Wärmetauscher-Heizkörper platziert, der Wärme aus dem Boden, der Luft oder dem Wasser sammelt. Mit Hilfe einer Wärmepumpe wird diese Wärme gespeichert, ihre Temperatur erhöht 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. Eine Wärmepumpe kann jedoch sowohl zum Heizen als auch zum Kühlen eingesetzt werden. Es hängt alles davon ab, wie der Wärmeaustauschkreislauf organisiert ist. In einem Kühlschrank ist der thermodynamische Kreislauf zur Kühlung organisiert. Wenn Sie es jedoch in umgekehrter Reihenfolge anordnen, funktioniert der Kühlschrank als Heizung. Nein, das bedeutet nicht, dass sich irgendwo im Kühlschrank ein thermodynamischer Kreisschalter befindet. Das heißt, das Wirkprinzip ist diametral entgegengesetzt, aber sehr ähnlich. Denn sehr oft nutzt das System beim Heizen mit einer Wärmepumpe auch Freon als Kühlmittel.

Basierend auf der Art des Kühlmittels in den Eingangs- und Ausgangssystemen werden Wärmepumpenmodelle in 8 Kategorien unterteilt:

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

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

Dementsprechend hängt die Effizienz der Wärmepumpe und des Heizsystems vom verwendeten Kühlmittel und den klimatischen Bedingungen ab. In heißen Ländern hat sich beispielsweise das Luft-Luft-System hervorragend bewährt. In kühleren Ländern wird häufiger Luft-Wasser verwendet, die Wirksamkeit dieses Systems nimmt jedoch ab, wenn Fröste unter -25 °C auftreten. Sinkt der Frost darunter, ist die Heizungsanlage überfordert und es müssen zusätzliche Wärmequellen angeschlossen werden.

In Bergregionen sind die Systeme Boden-Luft und Wasser-Luft üblich. Bewohner von Berglandschaften „pumpen“ aktiv Wärme aus den Bergen. 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“ Wärme von den Steinen zum Wärmetauscher.

Die Tiefe solcher Brunnen erreicht 170 Meter.

Im Allgemeinen besteht die effektivste Heizmethode darin, Wärme aus dem Boden zu sammeln. Der Vorteil dieser Methode besteht darin, dass die Bodentemperatur auch in geringer Tiefe das ganze Jahr über unverändert bleibt. Die Temperatur des Wassers oder der Luft ändert sich, das Land 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 das 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 „treibt“ 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 Wärme aus der Umgebung nutzt. Eine Wärmepumpe ist ein elektrisches Gerät, das Wärmeaustauschflüssigkeit durch das Heizsystem „treibt“. Es ist wichtig, es zu kaufen, wenn Sie planen, Ihr Zuhause autonom mit der Wärme der Natur zu heizen.

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