April 3 2024

Wärmepumpe – was ist das und wie funktioniert sie?

Chiller ist eine Kältemaschine zum Kühlen von Flüssigkeiten, die in allen Branchen weit verbreitet ist, in denen überschüssige Wärme abgeführt werden muss. Dennoch ist die Vielfalt der Kühloptionen recht groß. Sie können mit einem Hydraulikmodul und einer Freikühlungsoption ausgestattet werden und einen höheren Wirkungsgrad oder eine geringere Geräuschentwicklung aufweisen. Aber heute schauen wir uns eine der beliebtesten Optionen für Kältemaschinen an – eine Wärmepumpe. Was ist also dieses Gerät und wie funktioniert es?

Eine Wärmepumpe ist ein Gerät zur Gewinnung thermischer Energie aus der Umgebung und deren Nutzung zum Heizen und zur Warmwasserbereitung . Solche Pumpen heizen erfolgreich und versorgen ganze Städte mit Warmwasser. Die Beliebtheit der Geräte und die wachsende Nachfrage danach hängen mit der Wirtschaftlichkeit des Geräts zusammen: Bei einem Verbrauch von 1 kW Strom erzeugt die Wärmepumpe 3-5 kW Wärmeenergie und.

Das Funktionsprinzip einer Wärmepumpe basiert wie bei einer Kältemaschine auf der Wärmeübertragung. Wenn der Kühler die Wärme vom Verbraucher auf die Straße überträgt , überträgt die Wärmepumpe im Gegenteil die Wärme von der Straße auf den Verbraucher und vertauscht so die Plätze von Kondensator und Verdampfer.

Um den Modus „Heizen“ in den Modus „Kühlen“ zu ändern, wird ein 4-Wege-Ventil verwendet, das die Richtung des Freonflusses umschaltet.

Der Wirkungsgrad einer Wärmepumpe verwirrt viele Menschen, denn rechnet man ihn, liegt er grundsätzlich bei über 100 %. Allerdings sind solche Berechnungen einfach falsch und berücksichtigen nicht die andere Energiequelle als den verbrauchten Strom. Diese Quelle ist normalerweise Luft. Der Strom im Gerät wird nicht direkt zum Heizen aufgewendet, sondern nur zur „Konzentration“ der Energie einer minderwertigen Wärmequelle, die in der Regel Energie für den Betrieb des Kompressors bereitstellt. Das heißt, die Wärmepumpe verfügt über zwei Energiequellen – Strom und eine minderwertige Wärmequelle, und die Berechnungen berücksichtigen die zweite Quelle nicht und es werden fälschlicherweise Werte größer als eins ermittelt.

Als korrekterer Koeffizient zur Charakterisierung der Produktivität einer Wärmepumpe wurde der Koeffizient COP – Transformationskoeffizient (oder Produktivitätskoeffizient) angenommen . Je höher die Zahl, desto effizienter ist die Wärmepumpe. Wenn also in der technischen Dokumentation angegeben ist, dass der Wirkungsgrad 400 % beträgt, dann sollte dies wie folgt interpretiert werden: Der COP dieses Geräts beträgt 4. Der COP wird nach folgender Formel berechnet:

COP=T2/(T2-T1)

wobei:
T1—- Temperatur der natürlichen Quelle (Luft)
T2—- Temperatur des Kühlmittels

Idee einer Wärmepumpe wurde bereits 1852 vom herausragenden britischen Physiker Lord Kelvin entwickelt. In die Praxis gelangte die Wärmepumpe jedoch erst in den 1940er Jahren, als der Erfinder Robert Weber mit Kühlgeräten experimentierte. Weber berührte versehentlich ein heißes Kondensatorrohr und stellte fest, dass die Wärme einfach nach außen abgegeben wurde. Der Erfinder überlegte, wie er diese Wärme nutzen könnte und beschloss, das Rohr in einen Kessel einzubauen, um Wasser zu erhitzen. Dadurch versorgte Weber seine Familie mit enormen Mengen Warmwasser . Gleichzeitig gelangte ein Teil der Wärme des erhitzten Wassers in die Luft. Dies veranlasste den Wissenschaftler zu der Annahme, dass es möglich sei, Wasser und Luft gleichzeitig aus einer Wärmequelle zu erhitzen . Deshalb verbesserte Weber seine Erfindung und begann, heißes Wasser durch einen Spiralwärmetauscher laufen zu lassen und mithilfe eines kleinen Ventilators die Wärme im ganzen Haus gleichmäßig zu verteilen um es zu erhitzen.

Derzeit findet die Kältemaschinen-Wärmepumpe des sogenannten Vierrohrsystems mit luftgekühltem Kondensator immer größere Verbreitung. Ein solcher Kühler ist ein Gerät, das zum gleichzeitigen Kühlen und Erhitzen des Kühlmittels ausgelegt ist. Dieses Gerät ist in der Lage, das System das ganze Jahr über mit gekühltem und heißem Wasser zu versorgen und außerdem Warmwasser für den Sanitärbedarf bereitzustellen. Dadurch kann die Anlage ohne zusätzliche Kosten auskommen, was eine erhebliche Energieeinsparung garantiert.

Die Vierrohr-Kühl-Wärmepumpe eignet sich ideal für die Anforderungen von Produktionsbetrieben, medizinischen Einrichtungen, Logistikunternehmen, Museen, Gemüseläden und anderen Einrichtungen, in denen in verschiedenen Räumen streng festgelegte Temperaturbedingungen eingehalten werden müssen.

Die Vierrohr-Kühler-Wärmepumpe kann in einem von drei Modi betrieben werden:
1. Nur Kühlen;
2. Nur Heizung;
3. Kühlen und Heizen.
Außerdem kann es die Kühl- und Heizleistung des Wassers je nach Umgebungsbedingungen und Benutzereinstellungen automatisch anpassen und schnell von einem Betriebsmodus zum anderen wechseln.

Der Betriebstemperaturbereich moderner Wärmepumpen liegt in folgenden Grenzen:

Im Kühlbetrieb können sie bei Außentemperaturen von 0 °C bis 45 °C eine Kühlmitteltemperatur von 3 °C bis 20 °C bereitstellen. Viele Hersteller stellen jedoch Modelle her, die den Betrieb von Geräten zur Kühlmittelerzeugung bei Minustemperaturen bis zu -10 °C sowie den Betrieb bei Umgebungstemperaturen bis zu -15 °C oder sogar darunter ermöglichen. In diesem Fall ist es notwendig, als Kühlmittel nicht gefrierende Gemische wie Propylenglykol, Ethylenglykol usw. zu verwenden.
Im Heizbetrieb liefern sie bei Außentemperaturen bis -15 °C Warmwasser mit Temperaturen bis zu 60 °C , es gibt jedoch auch Modelle, die bei Lufttemperaturen bis -25 °C betrieben werden können.

dass die Chiller-Wärmepumpe bei Außentemperaturen betrieben werden kann im Winter bis -25 °C, im Sommer bis 48 °C . Die Wassertemperatur kann bis zu 60 ° C betragen °C im Heizbetrieb und bis zu 10 °C im Kühlbetrieb. Allerdings muss man sagen , dass bereits bei einer Umgebungstemperatur von -15 °C ein Anstieg des Energieverbrauchs und ein Rückgang der Leistung der Wärmepumpe einsetzt.

Moderne Kälte-Wärmepumpen werden sowohl mit Platten- als auch mit Rohrbündelwärmetauschern hergestellt. Bei Hochleistungsgeräten kommen Schraubenkompressoren zum Einsatz, da sich deren Leistung stufenlos im Bereich von 100 % bis 25 % regeln lässt, was eine genauere und reibungslosere Einhaltung der erforderlichen Temperatur gewährleistet. Gleichzeitig werden für Geräte mittlerer und geringer Leistung Scrollkompressoren eingesetzt und zur Regelung ihrer Leistung sogenannte Wechselrichter oder Frequenzumrichter eingesetzt. Außerdem wird bei beiden Kompressortypen die Technologie der Dampf-Flüssigkeits-Injektion (Injektion) von Freon in den Kompressor verwendet, um einen stabilen Betrieb des Systems bei negativen Umgebungstemperaturen zu gewährleisten.

Wenn es draußen noch nicht sehr kalt ist , erzeugt der Verdampfer ausreichend Dampf. Es gelangt hauptsächlich über die Niederdruckleitung in den Kompressor, die Einspritzleitung ist nahezu unbeteiligt. In diesem Modus arbeitet die Wärmepumpe mit maximaler Effizienz und nimmt Wärme aus der Außenluft auf. Wenn die Außentemperatur sinkt, nimmt die Dampfmenge in dieser Leitung ab und das Steuersystem erhöht den Kältemittelfluss im Einspritzkreislauf, um den erforderlichen Gasfluss durch den Kompressor aufrechtzuerhalten.

Evroprom verfügt über ein breites Sortiment an Wärmepumpenkühlern, wie zum Beispiel SYSTEMAIR SYSAQUA 90 mit einer Leistung von 91,4/88 kW, PANASONIC ECOI-W AQUA-Z 2C 170CH mit 170/187 kW Leistung und Hydronikmodul oder AERMEC NRB 3600 XHA mit 969/1002 kW Leistung, Hydronikmodul und erhöhter Effizienzfunktion. Darüber hinaus haben wir viele gebrauchte Kältemaschinen, die Sie auf unserer Website sehen können!