Wärmepumpe - BS-Wiki
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Wärmepumpenanlage Energieressourcen schonen Referat von Daniel N. FOS – Technik 10/11 01.04.2011 Inhalt des Referates 1. Gesamtsystem 2. Wärmequellen 3. Video 4. Bauartengegenüberstellung pro/contra 5. Bodenbeschaffenheit 6. Erdwärmequellenanlagen (Bauarten) 7. Wärmepumpe 8. Der Kreisprozess 9. Temperatur- und Druckänderung im Kreislauf 10. Das Kältemittel 11. Das Kälteverfahren nach Carl Linde 12. 4 Komponenten der Wärmepumpe 13. Wärmenutzungsanlage 14. Lückentext 15. Quellenangaben 1. Gesamtsystem Wärmequellenanlage z.B. Erdsonde oder Erdkollektor Wärmepumpe Wärmenutzungsanlage, die Heizung 2. Wärmequellen Erdreich Bauarten z.B Erdsonde oder Erdkollektor Grundwasser Luft 3. Wärmepumpen Video F:\Technik der Wärmepumpe - Video ..............................mp4 http://www.youtube.com/w atch?v=ZSVI5lekE44 4. Bauartengegenüberstellung Vor – bzw Nachteile Erdreich Erdsonde Flächenkollektor Grundwasser Luft Förderpumpe Außenluftanlage - Geringer Platzbedarf - Konstante Temp. - Günstiger in Anschaffung als Erdsonde - konst. Temp. - Kann nahezu überall genutzt werden - Keine Erdaushebung - Hoher Planungsaufwand - Hohe Investitionskosten - Erdreichaushebung - Hilfsenergie durch Pumpen - Lohnenswert bei gr. Objekten - Niedrige Temp. im Winter - Höhere Heizkost. 5. Bodenbeschaffenheit Bodenart Entzugsleistung Flächenkollektor Trocken sandiger Boden 10 – 15 W/m² Feuchter sandiger Boden 15 – 20 W/m² Trocken lehmiger Boden 20 – 25 W/m² Feuchter lehmiger Boden 25 – 30 W/m² Grundwasserführender Boden 30 – 35 W/m² Erdwärme 6.1 Bauart Erdsonde Vertikale Erdwärmesonde Geringer Platzbedarf Bohrtiefe bei Einfamilienhäusern ca. 100m Im Winter passive Kühlung möglich Arbeitsmedium Sole Erdwärme 6.2 Bauart Erdkollektor Waagerechtes großflächiges Rohrsystem Verlegung unterhalb der Frostgrenze 1-1.5m 200-250m² Kollektorenfläche für Einfamilienhaus Fläche kann nicht bebaut werden, da der Boden Regen und Sonnenstrahlen aufnehmen muss 6.3 Wärmequelle Grundwasser Wasser wird über Förderpumpe angepumpt Zurück über Schluckbrunnen Im Sommer passive Kühlung möglich Hoher Planungsaufwand, Hilfsenergie durch Pumpen Lohnenswert eher für große Objekte mit hohem Heiz- und Kühlbedarf 6.4 Wärmequelle Luft Einfacher Anschluss, fast überall möglich Keine Bohrungen nötig Öftere Anwendung bei Altbausanierungen Im Winter weniger Effizient da keine konstanten Temp. Höherer Stromverbrauch Durch geringeren Bauaufwand Kostenersparnis 7. Wärmepumpe Funktionsprinzip ähnlich wie Kühlschrank Kühlschrank entzieht dem Innenraum die Wärme Pumpe entzieht dem Außenbereich Wärme, gibt sie nach innen weiter (umgekehrt) 75% kostenlose Umweltwärme + 25% Antriebsenergie Kann auch als Kühlung genutzt werden 8. Der Kreisprozess Der wesentliche Prozess der Wärmepumpe besteht darin, dass ein Arbeitsmedium (Kältemittel) in einem ständigen Kreislauf seinen Aggregatzustand (flüssig bzw. gasförmig) ändert und Wärme aufnimmt bzw. abgibt. Der Wärmepumpen-Kreisprozess folgt im wesentlichen dem Carnot – Prozess. 9. Temperatur- und Druckänderung im Kreislauf 10. Die Kältemittel R 134 a, R 407 C, und Propan Es werden Stoffe verwendet, die bei niedrigen Temp. verdampfen Gleichzeitig besitzen sie eine hohe innere Wärme Nur Clor-freie Kältemittel zugelassen R 134 a und R 407 C unbrennbar und nicht giftig Bei der Verwendung von Propan gelten Einschränkungen und Aufstellungsrichtlinien der Anlage 11. Das Kälteverfahren – Carl Linde Verflüssigung von Luft Luft wird komprimiert Druckgefälle führt zur Abkühlung des Gases Temperatur unter dem Siedepunkt Gas wird flüssig 12.1 Verdampfer Arbeitsmedium (Kältemittel) verdampft Entzieht so der Umwelt Wärme Umgebungstemperatur kann durchaus -15°C betragen 12.2 Verdichter Verdampftes Kältemittel wird angesaugt Dampf wird verdichtet Somit steigen Druck und Temperatur des Mediums 12.3 Verflüssiger Das gasförmige Arbeitsmedium gelangt in den Verflüssiger Umgeben vom kälteren Heizwasser (Wärmetauscher) Arbeitsmedium kühlt ab und verflüssigt sich Heizwasser wird erwärmt, da es kälter ist als das Arbeitsmedium 12.4 Expansionsventil Arbeitsmedium entspannt Hoher Druck -> niedriger Druck Gelangt von dort wieder in den Verdampfer 13. Wärmenutzungsanlage Fußbodenheizung da geringe Vorwärme Altbau benötigte Vorlauftemp.: 55°C Neubau benötigte Vorlauftemp.: 35°C Monovalent und Bivalent einsetzbar zB Gas- , Öl- oder Solaranlagen 14. Lückentext Der Kreisprozess 15. Quellenangaben http://www.umweltundtechnik.de/index.php?id=170 http://www.ochsner.de/diewaermepumpe/funktionsweise/ http://www.weishaupt.de/mainAktion/mnAktion5/index.h tml/media?film=http://www.energiesparcenter.info/media/wwptech_de.wmv&width=350&height=331 http://www.effiziento.de/erdwaermepumpe.html http://de.wikipedia.org/wiki/Carl_von_Linde#LindeVerfahren
