Wie Wärmepumpen funktionieren

Dec 15, 2023

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Wasser fließt von hohen Orten zu niedrigen Orten und Wärme wird von Objekten mit hoher Temperatur auf Objekte mit niedriger Temperatur übertragen. Das ist ein Naturgesetz. Im wirklichen Leben jedoch, für die landwirtschaftliche Bewässerung, den Wasserbedarf im Haushalt usw., verwenden Menschen Wasserpumpen, um Wasser von niedrigen Orten zu hochgelegenen Orten zu befördern. Ebenso werden in der zunehmend angespannten Energiewelt von heute Wärmepumpen zur Wärmeübertragung eingesetzt, um Wärme aus heißer Luft mit niedriger Temperatur, die normalerweise in die Atmosphäre abgegeben wird, heißem Wasser mit niedriger Temperatur, das in Flüsse eingeleitet wird, usw. zurückzugewinnen Energie von Objekten mit niedriger Temperatur zu Objekten mit hoher Temperatur und dann Objekt mit hoher Temperatur, um Wasser oder Heizung zu erhitzen, so dass die Wärme vollständig genutzt werden kann. Das Funktionsprinzip einer Wärmepumpenanlage ist das gleiche wie das einer Kälteanlage. Um zu verstehen, wie eine Wärmepumpe funktioniert, müssen Sie zunächst verstehen, wie ein Kühlsystem funktioniert. Ein Kühlsystem (Kompressionskühlung) besteht im Allgemeinen aus vier Teilen: Kompressor, Kondensator, Drosselklappe und Verdampfer. Sein Arbeitsprozess ist: Flüssiges Kältemittel mit niedriger Temperatur und niedrigem Druck (z. B. Freon) absorbiert zunächst Wärme von einer Hochtemperatur-Wärmequelle (z. B. Luft mit normaler Temperatur) im Verdampfer (z. B. einer Inneneinheit einer Klimaanlage) und verdampft in Niederdruckdampf umwandeln. Das Kältemittelgas wird dann im Kompressor zu Dampf mit hoher Temperatur und hohem Druck komprimiert. Das Hochtemperatur- und Hochdruckgas wird durch eine Niedertemperatur-Wärmequelle (z. B. Kühlwasser) im Kondensator abgekühlt und zu einer Hochdruckflüssigkeit kondensiert. Anschließend wird es durch Drosselelemente (Kapillarrohre, thermische Expansionsventile, elektronische Expansionsventile usw.) in flüssiges Kältemittel mit niedriger Temperatur und niedrigem Druck gedrosselt. Damit ist ein Kühlzyklus abgeschlossen. Die Leistung von Wärmepumpen wird im Allgemeinen anhand des Kühlkoeffizienten (COP-Leistungskoeffizient) bewertet. Der Kältekoeffizient ist definiert als das Verhältnis der von einem Objekt mit niedriger Temperatur auf ein Objekt mit hoher Temperatur übertragenen Wärme und der erforderlichen Leistung. Normalerweise beträgt der Kältekoeffizient einer Wärmepumpe etwa 3-4, das heißt, die Wärmepumpe kann das Drei- bis Vierfache der von ihr benötigten Wärmeenergie von einem Objekt mit niedriger Temperatur auf ein Objekt mit hoher Temperatur übertragen. Daher ist die Wärmepumpe im Wesentlichen ein Wärmeerzeugungsgerät. Im Betrieb verbraucht es eine geringe Menge elektrischer Energie, kann aber dem Umgebungsmedium (Wasser, Luft, Boden usw.) das 4-7-fache der elektrischen Energie entziehen, um die Temperatur für die Nutzung zu erhöhen. Deshalb sparen Wärmepumpen Energie. Europa, die Vereinigten Staaten und Japan konkurrieren um die Entwicklung neuer Wärmepumpen. Es wird berichtet, dass der Kühlkoeffizient neuer Wärmepumpen 6 bis 8 betragen kann. Wenn dieser Wert populär gemacht werden kann, bedeutet dies, dass Energie effizienter genutzt wird. Auch die Beliebtheit von Wärmepumpen wird dramatisch zunehmen. Eine Erdwärmepumpe ist eine Art Wärmepumpe. Dabei handelt es sich um eine Klimatechnik, die Erde oder Wasser als Kälte- und Wärmequelle nutzt, um Gebäude im Winter warm und im Sommer kühl zu halten. Erdwärmepumpen „übertragen“ nur Energie zwischen der Erde und dem Innenraum. Verwenden Sie nur minimalen Strom, um die erforderliche Innentemperatur aufrechtzuerhalten. Im Winter sendet 1 Kilowatt Strom 4-5 Kilowatt Wärme aus dem Boden oder der Wasserquelle in den Raum. Im Sommer ist der Vorgang umgekehrt und die Wärme im Raum wird von der Wärmepumpe an den Boden oder das Wasser übertragen, wodurch der Raum kühlere Luft erhält. Die im Untergrund gewonnene Energie wird im Winter genutzt. Dies geht immer weiter und integriert den architektonischen Raum mit der Natur. Das komfortabelste Wohnumfeld wird zu minimalen Kosten erreicht.