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Wärmepumpentechnik - Monoenergetische Betriebsweise

Bei der monoenergetischen Betriebsweise wird ein zweiter Wärmeerzeuger mit der gleichen Energieart betrieben. Zum Beispiel ist neben der elektrisch betriebenen Kompressions- Wärmepumpe ein elektrischer Heizwasser-Durchlauferhitzer im Heizungsvorlauf oder ein Elektro- Heizeinsatz im Heizwasser-Pufferspeicher installiert (vorwiegend bei Luft/Wasser-Wärmepumpen). Diese Lösung stellt einen guten Kompromiss zwischen der energetischen Effizienz und den Investitionskosten dar. Monoenergetische Anlagen werden vor allem in Ein- oder kleinen Zweifamilienwohnhäusern mit einheitlichem Nutzerverhalten und mit Fußbodenheizung eingesetzt.

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Von Georg am 30.09.08 14:42 | | 0 Kommentare | 0 TrackBacks

Wärmepumpentechnik - Monovalente Betriebsweise

Monovalente Betriebsweise bedeutet, dass die Wärmepumpe als alleiniger Wärmeerzeuger die gesamte Heizlast deckt. Diese Betriebsweise ist aus energetischen Gründen zu bevorzugen, es wird eine hohe Arbeitszahl erreicht. Voraussetzung ist, dass das Nachgeschaltete Wärmeverteilsystem auf eine Vorlauftemperatur unterhalb der maximalen Vorlauftemperatur der Wärmepumpe ausgelegt ist und der errechnete Bedarf die Maximalleistung der Wärmepumpe nicht übersteigt. Typische Einsatzbereiche für monovalente Systeme sind Ein- und Mehrfamilienwohnhäuser sowie Gewerbegebäude mit bis zu zwei unterschiedlichen Nutzerverhalten. Unterschiedliche Auslegungen von zwei Heizkreisen sind möglich (z. B. Fußbodenheizung und Radiatorenheizkreis).

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Von Georg am 29.09.08 13:51 | | 0 Kommentare | 0 TrackBacks

Wärmepumpentechnik - Betriebsweise von Wärmepumpen

Wärmepumpen finden wir in vielen Einsatzorten, in den unterschiedlichsten Arten und Aufgabenfeldern. Um alle diese Varianten realisieren zu können müssen unterschiedliche Betriebsweisen der Wärmepumpen angewandt werden.
Bei dem Einsatz von Wärmepumpen wird zwischen drei Betriebsweisen
unterschieden




• Monovalente Betriebsweise
• Monoenergetische Betriebsweise
• Bivalente Betriebsweise

Von Georg am 26.09.08 13:29 | | 0 Kommentare | 0 TrackBacks

Wärmepumpentechnik Kühlen mit Wärmepumpen - Trägermedium

Was ist das bessere Trägermedium und welches eignet sich wo besonders gut?
In diesem Artikel wird Ihnen näher gebracht ob Luft oder Wasser das bessere Medium zum Kühlen ist.


Es handelt sich um raumlufttechnische Anlagen, die durch Luftströme für den erforderlichen Wärmeaustausch sorgen. Reversibel arbeitende Wärmepumpen und Wärmepumpen mit „Natural cooling“- Funktion sind üblicherweise an ein Warmwasser- Heizsystem angeschlossen. Dieses überträgt an kalten Tagen die Wärme vom Heizungswasser an den zu beheizenden Raum über Heizflächen (z. B. Fußbodenheizung). Insbesondere Heizkörper sind für die Kühlung des Raumes schlecht geeignet. Wegen des vergleichsweise geringen Temperaturunterschieds zwischen dem Heizungswasser und der Raumtemperatur im Sommer sowie der relativ kleinen Fläche der Heizkörper findet nur eine beschränkte Wärmeübertragung durch Konvektion und Wärmestrahlung statt.

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Von Georg am 25.09.08 13:13 | | 0 Kommentare | 0 TrackBacks

Wärmepumpentechnik Kühlen mit Wärmepumpen - Direkte Kühlung

Die Direkte Kühlung wird auch als „Natural cooling“ bezeichnet, da dieser Begriff Fachlicher und passender ist wird er auch im nachfolgenden Text verwendet.
Im Sommer sind die Temperaturen im Inneren der Gebäude in der Regel höher als im Erdreich oder im Grundwasser. Dann können die niedrigeren Temperaturen des im Winter als Wärmequelle dienenden Erdreichs bzw. Grundwassers zur direkten natürlichen Kühlung des Gebäudeinneren genutzt werden. Bestimmte Wärmepumpen verfügen hierzu über eine auch als „Natural cooling“ bezeichnete Funktion in ihrer Regelung. Aufgrund der hohen Außenlufttemperaturen im Sommer ist diese Funktion bei Luft/Wasser-Wärmepumpen nicht möglich. Die „Natural cooling“-Funktion kann mit wenigen zusätzlichen Komponenten (Wärmetauscher, 3-Wege- Ventile und Umwälzpumpe) aktiviert werden und ermöglicht so einen angenehmen Zusatznutzen der Vitocal Wärmepumpen. Grundsätzlich ist diese Kühlfunktion in ihrer Leistungsfähigkeit aber nicht mit Klimaanlagen oder Kaltwassersätzen zu vergleichen. Die Kühlleistung ist abhängig von der Wärmequellengröße und der Wärmequellentemperatur, die jahreszeitlichen Schwankungen unterworfen sein kann.

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Von Georg am 24.09.08 12:25 | | 0 Kommentare | 0 TrackBacks

Wärmepumpentechnik Kühlen mit Wärmepumpen - Umkehrbarer Betrieb

Die Funktionsweise eines üblichen Kühlschranks und einer Kompressions-Wärmepumpe funktionieren prinzipiell gleich. Die wichtigsten Bauteile (Verdampfer, Verdichter, Verflüssiger und Expansionsventil) sind deshalb auch bei beiden Gerätearten grundsätzlich gleich. Sie unterscheiden sich hauptsächlich in der Optimierung auf die jeweilige Aufgabe, die im einen Fall die Steigerung und im anderen die Absenkung von Temperaturen bezweckt. Um eine Kompressions-Wärmepumpe auch zum Kühlen nutzen zu können würde es im Wesentlichen genügen, die Förderrichtung des Verdichters sowie das Expansionsventil umzudrehen und so die Fließrichtung des Kältemittels sowie der Wärme umzukehren. Technisch gut zu verwirklichen lässt sich aber der Einbau eines 4-Wege-Ventils und eines zweiten Expansionsventils im Kältemittelkreislauf.

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Von Georg am 23.09.08 11:54 | | 0 Kommentare | 0 TrackBacks

Wärmepumpentechnik Kühlen mit Kompressions- Wärmepumpen

Einige Wärmepumpen bieten einen zusätzlichen Nutzen, in dem sie auch zur Kühlung eines Gebäudes eingesetzt werden können. Dabei kann zwischen zwei unterschiedlichen Methoden der Kühlung mittels Wärmepumpe unterschieden werden:

Umkehrbarer Betrieb (aktive Kühlung)

Die Funktionsweise der Wärmepumpe wird umgekehrt, so dass sie wie ein Kühlschrank arbeitet. Häufig wird diese Kühlung auch als „reversibler“ Betrieb der Wärmepumpe bezeichnet.


Direkte Kühlung (passive Kühlung):

Die Soleflüssigkeit bzw. das Grundwasser nehmen über einen Wärmetauscher die Wärme aus dem Heizkreis auf und führen sie nach außen ab. Bei dieser auch als „Natural cooling“ bezeichneten Funktion ist die Wärmepumpe bis auf Regelung und Umwälzpumpen ausgeschaltet.

Von Georg am 22.09.08 11:23 | | 0 Kommentare | 0 TrackBacks

Wärmepumpentechnik Wärmequelle Luft

Außenluft

Den geringsten Aufwand zur Erschließung einer Wärmequelle erfordert die Außenluft. Sie wird über einen Kanal angesaugt, im Verdampfer der Wärmepumpe abgekühlt und anschließend wieder an die Umgebung abgegeben. Bis zu einer Außenluft-Temperatur von minus 20 °C kann eine moderne Luft/Wasser-Wärmepumpe noch Heizwärme erzeugen. Allerdings kann sie bei einer optimierten Auslegung bei dieser niedrigen Außenlufttemperatur den Wärmebedarf für die Wohnraumbeheizung nicht mehr vollständig decken. Ein Elektro- Heizeinsatz im Heizwasser-Pufferspeicher heizt an sehr kalten Tagen das von der Wärmepumpe vor erwärmte Heizwasser auf die eingestellte Vorlauftemperatur. Da Luft/Wasser-Wärmepumpen ein relativ großes Luftvolumen umwälzen (3000 bis 4000 m3/h), ist bei der Anordnung der Luftöffnungen im Gebäude und bei der Außenaufstellung die mögliche Geräuschentwicklung zu beachten.

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Von Georg am 19.09.08 9:53 | | 0 Kommentare | 0 TrackBacks

Wärmepumpentechnik Wärmequelle Wasser

Wasser ist ebenfalls ein guter Speicher für Sonnenwärme. Selbst an kalten Wintertagen hält Grundwasser eine konstante Temperatur von 7 bis 12 °C. Über einen Förderbrunnen wird Grundwasser entnommen und zum Verdampfer der Wasser/Wasser- Wärmepumpe transportiert. Anschließend wird das abgekühlte Wasser in einen Schluckbrunnen abgeführt. Die Wasserqualität des Grund- oder Oberflächenwassers muss die Grenzwerte des Wärmepumpenherstellers einhalten. Werden diese Grenzwerte überschritten, sollte ein geeigneter Wärmetauscher als Zwischenkreis-Wärmetauscher, wegen schwankender Wasserqualitäten generell empfehlenswert, eingesetzt werden, denn die hocheffizienten Plattenwärmetauscher innerhalb der Wärmepumpe sind empfindlich gegenüber schwankenden Wasserqualitäten.

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Von Georg am 18.09.08 9:44 | | 0 Kommentare | 0 TrackBacks

Wärmepumpentechnik Wärmequelle Erdreich

Das Erdreich ist ein guter Wärmespeicher, da die Temperaturen darin über das ganze Jahr mit 7 bis 13 °C (in 2 m Tiefe) relativ gleichmäßig sind. Über horizontal verlegte Erdkollektoren oder über vertikal in die Erde eingebrachte Erdsonden wird die gespeicherte Wärme mit einem Gemisch aus Wasser und Frostschutzmittel zum Verdampfer der so genannten Sole/ Wasser-Wärmepumpe (Sole im Primärkreislauf, Wasser im Sekundär- (Heizungs-) Kreislauf) gefördert. Der Wärmeentzug aus dem Erdreich erfolgt über großflächig verlegte Kunststoffrohrsysteme im Erdreich. Die Gewinnung der Wärme erfolgt über einen Wärmetauscher, der in einer unbebauten Fläche in der Nähe des zu beheizenden Gebäudes verlegt wird. Der Erdreichkollektor wird durch Sonneneinstrahlung, Regen, Tauwasser etc. regeneriert bzw. nutzt die Energie aus diesen Umwelteinflüssen.

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Von Georg am 17.09.08 9:33 | | 0 Kommentare | 0 TrackBacks

Wärmepumpentechnik Wärmequellen

Für die Nutzung der Umgebungswärme stehen die Wärmequellen Erdreich, Grund- und Oberflächenwasser, Umgebungsluft oder Abwärme zur Verfügung. Die im Einzelfall am besten geeignete Wärmequelle hängt ab von den örtlichen Gegebenheiten, der Lage des
Gebäudes und dem Wärmebedarf. Allgemein gilt: Je geringer der Temperaturunterschied
zwischen Wärmequelle und Heizsystem ist, desto weniger Antriebsenergie wird für den Verdichter benötigt, und desto besser ist die Leistungszahl.

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Von Georg am 16.09.08 9:12 | | 0 Kommentare | 0 TrackBacks

Wärmepumpentechnik Komponenten

Komponenten von Elektro- Kompressions- Wärmepumpen

Moderne Elektro-Wärmepumpen stellen heute kompakte Einheiten dar und sind technisch und optisch nicht mehr mit der Wärmepumpengenerationen der 80er Jahre zu vergleichen. Zu den Komponenten gehören Der Verdichter, Der Wärmetauscher, Der Sauggas- Wärmetauscher und die Regelung. In diesem Artikel werden alle Teile genauer beschrieben.

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Von Georg am 15.09.08 11:37 | | 0 Kommentare | 0 TrackBacks

Wärmepumpentechnik

Eine Wärmepumpe wird durch eine recht komplexe Technik betrieben. Um Ihnen diese Technik etwas näher zu bringen, werden wir Ihnen in den nächsten Beiträgen einige Erklärungen und Erläuterungen in diesem Gebiet näher bringen. Damit eine Wärmepumpe auch in vielen Einsatzbereichen verwendet werden kann, wurde ihre Technik auch dementsprechend ausgelegt. Daher ist eine Untergliederung der Technik notwendig.
Wir werden uns mit den folgenden Themen auseinandersetzen:

• Komponenten von Elektro- Kompressions- Wärmepumpen
• Wärmequellen
• Kühlen mit Kompressions- Wärmepumpen
• Betriebsweisen von Wärmepumpen
• Trinkwasserbereitung

Von Georg am 2.09.08 5:40 | | 0 Kommentare | 0 TrackBacks

Wärmepumpen Bauarten Vuilleumier- Wärmepumpe

Ebenfalls mit Erdgas betrieben wird die so genannte Vuilleumier- Wärmepumpe.
Diese Wärmepumpe arbeitet nach dem Prinzip eines thermisch angetriebenen regenerativen Gas-Kreisprozesses ähnlich dem Stirling-Prozess. Als Arbeitsmedium wird das umweltneutrale Inertgas Helium eingesetzt. Der Vuilleumier- Prozess beruht auf einem Patent, das 1918 in Amerika an Rudolph Vuilleumier erteilt wurde. Die Besonderheit des Prozesses beruht darauf, dass zwei Wärmequellen mit unterschiedlichem Temperaturniveau genutzt werden können. Der “Antrieb” des Kreisprozesses erfolgt über einen Gasbrenner, als zweite Wärmequelle wird über einen Wärmetauscher beispielsweise die Wärme der Außenluft erschlossen.

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Von Georg am 2.09.08 5:39 | | 0 Kommentare | 0 TrackBacks

Wärmepumpen Bauarten Sorptions- Wärmepumpe

Unter Sorption versteht man physikalisch- chemische Vorgänge, bei denen entweder eine Flüssigkeit oder ein Gas von einer anderen Flüssigkeit aufgenommen (Absorption) oder aber an der Oberfläche eines Festkörpers festgehalten wird (Adsorption). Diese Vorgänge kommen unter bestimmten Bedingungen durch physikalische Einwirkungen (Druck, Temperatur) zustande und können rückgängig gemacht werden. Aus dem Alltag bekannte Vorgänge dieser Art sind z. B.:
* Im Mineralwasser absorbierte (gelöste) Kohlensäure, die beim Öffnen der Flasche
(Verringerung des Drucks) wieder frei wird.
* Die Filterung von Gerüchen und Schadstoffen aus der Atemluft durch Aktivkohle (Adsorption).

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Von Georg am 2.09.08 5:06 | | 0 Kommentare | 0 TrackBacks

Wärmepumpen Bauarten Kompressions- Wärmepumpen

Kompressions-Wärmepumpen gelten als Stand der Technik und sind deshalb am weitesten verbreitet. Ihre Arbeitsweise entspricht der von üblichen Kühlschränken – nur mit veränderter Zielvorgabe (Heizen statt Kühlen). Unterschieden wird in zwei Arten einmal die Elektro-Kompressions-Wärmepumpe und die Gasmotorische- Kompressions- Wärmepumpe. Der Unterschied besteht nur darin das die Gasmotorische Pumpe mit einem Verbrennungsmotor betrieben wird und durch die Abwärme des Verbrennungsprozesses mehr Ausnutzung für die Primärenergie vorhanden ist.

Des Weiteren werden jetzt die Grundlagen der Kompressions- Wärmepumpen erklärt.

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Von Georg am 2.09.08 4:27 | | 0 Kommentare | 0 TrackBacks

Wärmepumpen Grundlagen

Grundprinzip

Unabhängig von ihrer jeweiligen Bauart kann eine Wärmepumpe als ein Gerät betrachtet werden, bei dem ein geeignetes Arbeitsmittel unter Aufnahme von Umweltenergie verdampft wird. Durch Zufuhr von Zusatzenergie wird das Arbeitsmittel komprimiert und auf ein zu Heizzwecken nutzbares Temperaturniveau gebracht. Die Art und Weise, wie dies geschieht, ist je nach Ausführung der Wärmepumpe unterschiedlich. Bei den derzeit in der Heizungstechnik zur Anwendung kommenden Wärmepumpen wird jedoch immer ein geeignetes Arbeitsmedium verdichtet und wieder entspannt, so dass der gewünschte Wechsel von Wärmeaufnahme und –abgabe eintritt.

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Von Georg am 1.09.08 13:00 | | 0 Kommentare | 0 TrackBacks

Wärmepumpen Einleitung

Wärmepumpen nutzen erneuerbare Energien aus der Umwelt. Die gespeicherte Sonnenwärme im Erdreich, im Grundwasser und in der Luft wird mit Hilfe elektrischer Energie in komfortable Heizwärme umgewandelt. Wärmepumpen sind so effizient, dass sie ganzjährig als einziger Wärmelieferant eingesetzt werden können.

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Von Georg am 1.09.08 12:49 | | 0 Kommentare | 0 TrackBacks

Stichworte auf einen Blick

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