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
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Wärmequellenanlage
z.B. Erdsonde oder Erdkollektor
Wärmepumpe
Wärmenutzungsanlage, die Heizung
2. Wärmequellen
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Erdreich
Bauarten z.B Erdsonde oder Erdkollektor
Grundwasser
Luft
3. Wärmepumpen Video
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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
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Vertikale Erdwärmesonde
Geringer Platzbedarf
Bohrtiefe bei Einfamilienhäusern ca. 100m
Im Winter passive
Kühlung möglich
Arbeitsmedium Sole
Erdwärme
6.2 Bauart Erdkollektor
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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
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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
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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
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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
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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
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Verflüssigung von Luft
Luft wird komprimiert
Druckgefälle führt zur
Abkühlung des Gases
Temperatur unter dem
Siedepunkt
Gas wird flüssig
12.1 Verdampfer
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Arbeitsmedium (Kältemittel)
verdampft
Entzieht so der Umwelt Wärme
Umgebungstemperatur kann
durchaus -15°C betragen
12.2 Verdichter
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Verdampftes Kältemittel wird
angesaugt
Dampf wird verdichtet
Somit steigen Druck und
Temperatur des Mediums
12.3 Verflüssiger
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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
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Arbeitsmedium entspannt
Hoher Druck -> niedriger Druck
Gelangt von dort wieder in den
Verdampfer
13. Wärmenutzungsanlage
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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
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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

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