Heizung des Hauses mit Klimaanlage: Wärmepumpen

Einschr√§nkungen bei der Auswahl der Energieressourcen sind heute keine Seltenheit, insbesondere in Bereichen der „jungen“ Entwicklung. Wenn es in der Anlage au√üer Strom keine anderen Energiequellen gibt, sind Klimaanlagen nicht nur eine hervorragende M√∂glichkeit, um Wohnungen im Sommer zu k√ľhlen, sondern bieten auch bei kaltem Wetter eine qualitativ hochwertige und wirtschaftliche Heizung..

Heizung des Hauses mit Klimaanlage: Wärmepumpen

Geeignete Ausstattungsklasse

Nicht alle Klimaanlagen sind als Heizger√§te geeignet. Es gibt eine separate Gruppe von Klimatechnologien, die W√§rmepumpen genannt werden. Kurz gesagt, der Hauptunterschied zwischen solchen Ger√§ten ist die F√§higkeit, die Richtung des K√§ltemittels im Verdampfer- und Kompressorkreislauf umzukehren. Im Sommermodus entzieht die Installation der Raumatmosph√§re √ľbersch√ľssige W√§rme und leitet sie nach drau√üen ab, w√§hrend im Winter alles nach dem umgekehrten Schema abl√§uft.

Das Funktionsprinzip der Luft-Luft-Wärmepumpe Das Funktionsprinzip der Luft-Luft-Wärmepumpe im Winter- und Sommermodus

Die Luft wird durch eine W√§rmepumpe nicht aufgrund der Umwandlung elektrischer Energie in W√§rmeenergie (wie bei den einfachsten Klimaanlagen mit Heizfunktion) erw√§rmt, sondern aufgrund der W√§rme√ľbertragung von einem Medium auf ein anderes. Hier kommt der Name der Ausr√ľstung her: Selbst bei frostigem Wetter enth√§lt die Luft eine bestimmte W√§rmemenge, die abgef√ľhrt und in das Geb√§ude geleitet werden kann, um ein angenehmes Klima aufrechtzuerhalten. Dieses Prinzip funktioniert jedoch nur unter bestimmten Bedingungen. Die Hauptbeschr√§nkung ist der Temperaturunterschied zwischen Stra√üe und Raum sowie die Temperaturgrenzen, bei denen das Arbeitsk√ľhlmittel, das K√ľhlmittel, verdampfen und kondensieren kann..

Luftwärmepumpenvorrichtung Luftwärmepumpenvorrichtung

W√§rmepumpen sind konstruktionsbedingt recht komplexe Ger√§te. Zum einen enth√§lt das Paket eine Reihe von Ger√§ten, die eine R√ľckzirkulation des Heizkreislaufs unter der Kontrolle der Automatisierung erm√∂glichen. Dies ist ein Vierwegeventil, ein speziell entwickeltes Expansionsventil und ein komplexeres Kanalsystem, durch das das K√§ltemittel zirkuliert. Andererseits ist eine echte W√§rmepumpe notwendigerweise mit Vorrichtungen ausgestattet, die den Hauptpumpeneinheiten helfen, unter extremen Bedingungen zu arbeiten. Alle Zusatzger√§te in der Sprache des Marketings werden als „Winter-Kit“ bezeichnet. Dazu geh√∂ren:

  • Kompressor√∂lheizung;
  • Heizk√∂rper von besonderer Bauart, kondensations- und gefrierbest√§ndig;
  • Rekuperationsvorrichtungen, die den Abluftstrom zum externen W√§rmetauscher liefern;
  • beheiztes K√§ltemitteleinspritzsystem;
  • spezielle Marke von K√§ltemittel.

Geltungsbereich

Das Hauptbewertungskriterium f√ľr W√§rmepumpen ist der thermische Wirkungsgrad, auch COP genannt. Dieser Wert ist eigentlich ziemlich schwer zu bestimmen, er h√§ngt sowohl vom Grad der thermodynamischen Perfektion ab – der tats√§chlichen Effizienz der Maschine unter Ber√ľcksichtigung aller Transformationsketten als auch von der Leistung der Energiequelle mit niedrigem Potential. Diese beiden Faktoren √§ndern sich tendenziell, haupts√§chlich in Abh√§ngigkeit von der aktuellen Temperaturdifferenz, dh die Dynamik der COP-√Ąnderung unter verschiedenen Betriebsbedingungen ist von echtem Interesse. Mit anderen Worten, die Leistung eines einzelnen W√§rmepumpenmodells wird gem√§√ü dem vorherrschenden thermischen Regime und nicht gem√§√ü dem k√§ltesten F√ľnf-Tage-Zeitraum betrachtet. Die Einsparungen, die durch die Installation w√§hrend eines Zeitraums mit moderaten Temperaturunterschieden erzielt werden, sollten die Kosten f√ľr den Betrieb von Konvektions- und Strahlungsquellen bei starkem Frost decken, wenn die W√§rmepumpe nicht funktionieren kann..

Wärmepumpe Außengerät

W√§rmepumpen sind nicht nur f√ľr den Hausgebrauch konzipiert. Sie leisten hervorragende Arbeit bei starker K√ľhlung auf engstem Raum: Gefrierschr√§nke oder F√§cher mit Computern. In westlichen L√§ndern entwickelt sich die Praxis, einen separaten Kellerraum unter einen K√ľhlschrankraum umzuleiten und anschlie√üend im Sommer W√§rme nach au√üen oder im Winter auf den L√ľftungsstrom zu √ľbertragen. Dies sind die sogenannten zweiwertigen W√§rmeversorgungssysteme. Ein weiterer besonderer Fall ist die Zufuhr von Luft zu einem externen W√§rmetauscher, der durch einen Erdw√§rmetauscher oder einen trockenen Solarkollektor geleitet wird..

Probleme mit der Wärmepumpe

Auf Luftw√§rmepumpen basierende Heizsysteme zeichnen sich durch eine hohe Auslegungskomplexit√§t aus: Es ist erforderlich, nicht nur das ausreichende Energiezuflussvolumen zum Ausgleich von W√§rmeverlusten zu bestimmen, sondern auch die effektive Betriebsart, die Anzahl und den Standort der Heizsystemknoten. Gleichzeitig sollten die Anzahl der Einheiten und die Kosten der betreffenden Ausr√ľstung nat√ľrlich minimal sein..

Luftwärmepumpe

In der Regel ist das Ergebnis von Fehlern bei der Berechnung und Installation von Luftheizungssystemen das Auftreten von K√§ltezonen im Raum sowie die Kondensation von Feuchtigkeit auf der Verglasung ohne thermischen Vorhang. Die Standorte der Innenger√§te m√ľssen gem√§√ü den vom Hersteller f√ľr Standardheizmodi bereitgestellten Temperatur- und Durchflussverteilungsdiagrammen bestimmt werden. Diese Aufgabe ist besonders schwierig zu erf√ľllen, da die Einf√ľhrung jeder neuen Heizquelle unterschiedliche Variationen erfordert:

  • Installation einer zus√§tzlichen externen Einheit;
  • Verlegen der Freon-Linie zum externen Block;
  • Luftkanaldichtungen.

Luftkanal

Aus diesem Grund muss die endg√ľltige Konfiguration des Heizungssystems einmal gew√§hlt werden, oft lange vor Beginn der Einrichtungsarbeiten. Dies alles aufgrund der extrem geringen Eignung von W√§rmepumpen f√ľr die Modernisierung und des Fehlens einer signifikanten Gangreserve. Es ist √§u√üerst wichtig zu bestimmen, in welchen F√§llen die Verwendung herk√∂mmlicher Heizger√§te bequemer und rentabler ist als eine Wechselrichter-Klimaanlage. Last but not least sollten Sie √ľber die Betriebsressource der W√§rmepumpe nachdenken: Ihr effizientester Betrieb liegt bei COP-Werten √ľber 2‚Äď2,3.

Verschiedene Konfigurationen: Split-Systeme, Monoblöcke, Dächer

Trotz aller Unbeholfenheit verf√ľgen W√§rmepumpen √ľber gen√ľgend Konfigurationen, um die bequemste Platzierung der Ger√§te zu w√§hlen. Multisplit-Systeme verdanken ihr Erscheinungsbild dem Wunsch, das Erscheinungsbild von Geb√§uden zu erhalten und ein h√∂heres Ma√ü an technologischer Organisation zu gew√§hrleisten. Der grundlegende Unterschied zwischen solchen Systemen ist das Vorhandensein eines Verteilers und einer automatischen Leistungsregelungsvorrichtung in einem ausreichend hohen Bereich.

Innengerät der Luftwärmepumpe

Der nächste Schritt in diese Richtung wurde unternommen, als die Mehrzonen-VRF-Systeme und insbesondere VRV-Systeme auf den Markt kamen. Im zivilen Einsatz sind solche Systeme auf den kollektiven Einsatz ausgerichtet. Sie ermöglichen den gleichzeitigen Anschluss mehrerer Dutzend Innengeräte an eine Straßeninstallation, während die Länge der Freon-Leitung Hunderte von Metern erreichen kann und der Höhenunterschied zwischen den Systemelementen bis zu 12 Stockwerke betragen kann.

Wärmepumpe VRV Wärmepumpe VRV

Die einzige strenge Einschr√§nkung f√ľr W√§rmepumpen ist die Notwendigkeit, einen externen Verdampfer im Freien zu finden. Alle anderen Konfigurations√§nderungen liegen im Ermessen des Technikers. Dies erm√∂glichte es, in die entgegengesetzte Richtung zu wirken, die Verwendung von Freon-Linien zu vermeiden oder deren L√§nge zu minimieren. Kompakte W√§rmepumpen f√ľr die lokale Heizung sind recht kosteng√ľnstig und erfordern keine Verbindungsrohre oder Luftkan√§le. In die Wand oder das Fenster eingebaute Monoblock-Wechselrichter sowie D√§cher, deren Bl√∂cke sich auf gegen√ľberliegenden Seiten des Daches in einem Mindestabstand √ľberlappen, erm√∂glichen es Ihnen, die W√§rme so gleichm√§√üig wie m√∂glich effektiv √ľber die gesamte Nutzfl√§che zu verteilen.

Technische Kommunikation

Offensichtlich sind Au√üenw√§nde und obere Stockwerke unter einem Flachdach oder einem kalten Dachboden die am besten geeigneten Orte f√ľr die Installation von W√§rmequellen bei W√§rmepumpen. Bei einer betr√§chtlichen Gr√∂√üe des Geb√§udes bleiben die zentralen R√§umlichkeiten jedoch ohne aktive Heizung, was nicht immer praktisch ist. Dieses Problem kann aufgrund der korrekten Verlegung von Freon-Leitungen oder der Organisation der Luftheizung, der W√§rmequelle, in der sich eine atmosph√§rische W√§rmepumpe befindet, gel√∂st werden.

Luft-Luft-Wärmepumpe

Im letzteren Fall ist es besser, das Au√üenger√§t in einem kleinen technischen Nebengeb√§ude zu platzieren, das sich normalerweise in Bodenn√§he befindet. Dies erleichtert den Anschluss an einen Erdw√§rmetauscher oder das Anschlie√üen an das Feld des Sonnensystems auf dem Dach. Das Innenger√§t befindet sich im Inneren des Geb√§udes und ist durch einen Durchgang in der Umfassungswand mit der Au√üenseite verbunden. Die erw√§rmte Luft wird √ľber ein geschlossenes System von Luftkan√§len zu den Verbrauchern transportiert:

  • Im Versorgungskreis wird ein konstanter Luftdruck aufrechterhalten, dessen Durchflussvolumen f√ľr jeden Zweig durch Kanald√§mpfer geregelt wird;
  • Die Einl√§sse der Abluftkan√§le befinden sich an Stellen, die den Stellen, an denen die W√§rmezufuhr installiert ist, diametral gegen√ľberliegen, durch die teilweise gek√ľhlte Raumluft gesammelt und dem Au√üenger√§t zugef√ľhrt wird, wodurch ein Erholungszyklus bereitgestellt wird.

Die M√∂glichkeit einer vollst√§ndigen Kontrolle √ľber die Bel√ľftung bedeutet erhebliche Einsparungen. Gleichzeitig wird die hohe Komplexit√§t und die hohen Kosten von Luftkan√§len durch die relativ geringen Installationskosten ausgeglichen: Eine Einheit ist immer billiger als mehrere kleinere mit derselben Gesamtleistung.

Innengerät einer Standwärmepumpe

Wenn ein W√§rmepumpensystem auch Innenger√§te mit einem Kupferrohrsystem enth√§lt, steigen die Kommunikationskosten, aber auch der Komfort bei der Verwendung des Systems. Einerseits ist es m√∂glich, komplexe Verkabelungen von Freon-Leitungen auch bei geringer Dicke von Trennw√§nden und B√∂den zu verlegen. Andererseits ist die Organisation von geschlossenen Kreisl√§ufen, in denen das K√§ltemittel zirkuliert, manchmal eine effektivere L√∂sung f√ľr die weitere parallele Verbindung von Innenger√§ten mit diesen – daf√ľr sind Mehrzonensysteme ausgelegt..

Kanalklimaanlagen

Eine separate Kategorie von W√§rmepumpen, die die Vorteile der Luftrekuperationsheizung und den Wirkungsgrad des Wechselrichterkreislaufs umfasst, sind Abluftklimager√§te. Das Konzept der versteckten Platzierung von Innenger√§ten ist an sich nicht neu, aber W√§rmepumpen dieses Typs sind seit relativ kurzer Zeit f√ľr eine breite Palette von K√§ufern verf√ľgbar..

Verdeckte Wärmepumpe

Der Hauptunterschied zwischen dieser Konfiguration besteht in der nahezu vollst√§ndigen Ger√§uschlosigkeit bei Vorhandensein von Innenger√§ten, mit denen Sie den Heizbetriebsmodus mit hoher Flexibilit√§t und Genauigkeit einstellen k√∂nnen. Die einzige Einschr√§nkung f√ľr die Installation von Kanalw√§rmepumpen sind Geb√§udestrukturen, die sowohl ausreichend breite Hohlr√§ume zum Verlegen von Kan√§len als auch eine beeindruckende Nische f√ľr die Installation des Hauptk√∂rper der Einheit enthalten m√ľssen. Gleichzeitig k√∂nnen Freonleitungen parallel zu den Luftkan√§len verlegt werden.

Kanalklimaanlage

Der interne Block einer Kanalw√§rmepumpe erf√ľllt nicht nur die Funktion, den Luftstrom zu erw√§rmen, sondern auch seine Verteilung an einzelne Verbraucher, die Filtration und die Vorbereitung. Eine Rekuperationsschaltung kann ebenfalls vorhanden sein, √ľblicherweise wird diese Vorrichtung jedoch in Form eines Aufsatzes hergestellt. Zus√§tzlich zu den zahlreichen M√∂glichkeiten zur Steuerung und Konfiguration kann die verborgene Position des Innenger√§ts einfach bequem sein und wirkt sich in keiner Weise auf das Innere des Raums aus..

Zusammenfassung

Luftw√§rmepumpen m√ľssen noch nicht als Haupt- und einzige Heizquelle betrachtet werden, insbesondere wenn w√§hrend der Heizperiode l√§ngere Temperaturabf√§lle unter -5 …- 10 ¬į C m√∂glich sind. Es gibt Anlagen, die unter extremeren Temperaturbedingungen betrieben werden k√∂nnen, jedoch in eine viel h√∂here Preiskategorie mit einer l√§ngeren Amortisationszeit fallen.

Und doch weisen solche Ger√§te im mittleren Temperaturbereich einen wirklich hohen Wirkungsgrad auf: Um W√§rmeverluste auszugleichen, ben√∂tigen sie nur ein Viertel ihres Energie√§quivalents. Mit einer Lebensdauer solcher Ger√§te von √ľber 20 bis 30 Jahren macht es sich mehrmals bezahlt, so dass ein rechtzeitiger √úbergang zu modernen energieeffizienten Heizsystemen in Zukunft Einsparungen erm√∂glicht, wenn der Energiepreis deutlich h√∂her sein wird als heute..

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