Wärmepumpen zur Heizung und Warmwasserbereitung. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Alternative Energiequellen

 Kommentare zum Artikel

Eine Wärmepumpe ist eine Maschine, die durch den Einsatz mechanischer Energie die Übertragung von einem weniger erhitzten Körper (der Umgebung) auf einen stärker erhitzten Körper ermöglicht. Die in Wärmepumpen ablaufenden Prozesse sind das Gegenteil der Prozesse, die das Arbeitsmedium in einer Kältemaschine ausführt. Der theoretische Grenzzyklus einer Wärmepumpe ist der inverse Carnot-Zyklus.

Wärmepumpen sind nicht-traditionelle erneuerbare, umweltfreundliche und wirtschaftliche Energiequellen und dienen der Erzeugung von Wärmeenergie, die zum Heizen und zur Warmwasserversorgung von Objekten für verschiedene Zwecke verwendet wird. Wärmepumpen nutzen bei ihrem Betrieb die in der Erde gespeicherte Sonnenenergie (Grundwasser) sowie Erdwärme. Darüber hinaus können Wärmepumpen zur Nutzung thermischer Energie aus Abwasser in Städten, Industrieanlagen und Kläranlagen eingesetzt werden. Hohe Energieumwandlungseffizienz (η>3.0) eröffnet breite Perspektiven für den Einsatz dieser Anlagen.

Laut Prognosen des World Energy Council (WEC) werden bis zum Jahr 2020 75 Prozent der kommunalen Wärmeversorgung in entwickelten Ländern durch Wärmepumpen bereitgestellt. Diese Prognose wird durch die praktische Organisation der Wärmeversorgung in einer Reihe von Ländern gerechtfertigt: Beispielsweise beträgt die kommunale Wärmeversorgung mit Wärmepumpen in Schweden etwa 50 Prozent und in den Vereinigten Staaten nähert sie sich 37 Prozent.

Russland ist bei der Entwicklung der Wärmepumpentechnologie deutlich zurückgeblieben, derzeit sind in diesem Bereich große Anstrengungen erforderlich. Die Wärmeerzeugung mit HP ist in Russland im Vergleich zu allen Industrieländern rentabler, vor allem aufgrund der rauen klimatischen Bedingungen.

Technisch gesehen ist eine Wärmepumpe („Freon-Kesselraum“) eine Anlage, die über einen Zwischenhändler Wärme von einer Niedertemperatur-Wärmequelle an einen Hochtemperatur-Verbraucher (Heizsystem) überträgt.

Jede Kühleinheit funktioniert nach dem gleichen Verfahren. Die Wärmequelle ist jede in der Natur verstreute oder vom Menschen erzeugte Wärme.

Im ersten Fall handelt es sich in der Regel um Grundwasser, Thermalquellen oder nicht gefrierende Stauseen, im zweiten Fall um Wärme aus Kühltürmen, Lüftungsabzügen, Industrieableitungen, Kläranlagen usw. mit einer Temperatur von +5 bis + 40°C, die nicht direkt zur Heizung und Warmwasserbereitung genutzt werden kann.

Der Wirkungsgrad von HP wird durch die Temperatur der Quelle bestimmt und ist deutlich höher als bei jeder Art von Kesselhaus und insbesondere bei elektrischen Heizgeräten. Je nach Temperatur ermöglicht eine Quelle mit 1 kW verbrauchtem Strom dem Heizsystem, 3 bis 7 kW Wärmeleistung an das Heizsystem zu liefern, während die fehlenden 2-6 kW aus der Quelle „entnommen“ werden. Die Amortisationszeit einer HP kann je nach Temperatur der Quelle und Konfiguration der Anlage zwischen mehreren Monaten und zwei Jahren liegen. Wasserkraftwerke erzeugen keine Emissionen in die Atmosphäre und sind daher im Vergleich zu Kesselhäusern umweltfreundliche Anlagen.

Derzeit konzentriert sich die Produktion und der Verkauf von HP in Russland hauptsächlich auf zwei Aktiengesellschaften, beide mit Sitz in Nowosibirsk. Dabei handelt es sich um CJSC Energia, das Dampfkompressions-HP mit einer Leistung von 10 kW bis 9 MW produziert, sowohl elektrisch als auch durch Verbrennungsmotoren angetrieben und die Abgaswärme im HP recycelt, und CJSC Teplosib, das Absorptions-Lithiumbromid-HP mit einer Einheit entwickelt thermische Leistung von 25 kW bis 5-10 MW.

Bei den von Istochnik JSC hergestellten Wärmepumpen handelt es sich um einstufige, automatisierte Kompressionswärmepumpen mit einstellbarer Wärmeabgabe, die für die Erzeugung von Wärme und Energie ausgelegt sind (Abb. 8.1).

Abb.8.1. Diagramm Wärmepumpe

Arbeitsprinzip basiert auf der Umwandlung (Übertragung) von Wärme von Niedertemperatur-Umweltwärmequellen zu einem Hochtemperatur-Wärmeverbraucher durch Phasenumwandlungen von Arbeitsstoffen (ozonsichere Kältemittel K 22, K 134, K 142).

Termin

Wärmepumpen kommen zum Einsatz:

• zur autonomen Wärme- und Warmwasserversorgung sowie Klimatisierung und Kühlung von Industrie- und Zivilanlagen;
• zum Trocknen von Holz und Getreide;
• zum Erhitzen von Wasser in Schwimmbädern und Fischfarmen;
• zur Kühlung und Aufrechterhaltung einer konstanten Wassertemperatur in technologischen Kreisläufen, wodurch umweltschädliche Kühltürme ersetzt werden können.

Eigenschaften

Wichtigste technische Merkmale:

• Thermische Leistung: 3 - 10 kW;
• Durchschnittlicher stündlicher Stromverbrauch: 0,86 - 2 kWh.

HP ist eine äußerst energieeffiziente Anlage; sie ermöglicht die Einsparung von 268 kg Kohle, 84 kg Heizöl und 58 Kubikmetern. m Gas pro Gcal erzeugter Wärme.

Wärmepumpen arbeiten vollautomatisch. Die Amortisationszeit der Kapitalkosten beträgt im Vergleich zu Elektrokesselhäusern 1 Jahr, bei Kohlekesselhäusern 1 Jahr und bei Heizölkesselhäusern 2-3 Jahre. Tabelle 8.1 zeigt die Eigenschaften von Wärmepumpen.

Tabelle 8.1. Preis und Eigenschaften von Wärmepumpen

(zum Vergrößern klicken)

Der Stromverbrauch aus dem Stromnetz und die Heizleistung werden bei Temperaturen angegeben:

• Wärmequelle - +8°C;
• Wärmeversorgung - (58-43)°C.

Wenn die Temperatur der Wärmequelle über 80 °C steigt, sinkt der Preis für die kW-Ausgangsleistung.

Mit dem System können Sie gleichzeitig Strom und Wärme erzeugen.

HP-Lebensdauer vor Überholung:

• 45000 Stunden für HP mit Kolbenkompressor;
• 60000 Stunden für HP mit Schraubenkompressor.

Autor: Magomedov A.M.

Siehe andere Artikel Abschnitt Alternative Energiequellen.

Lesen und Schreiben nützlich Kommentare zu diesem Artikel.

<< Zurück

Neueste Nachrichten aus Wissenschaft und Technik, neue Elektronik:

Eine neue Möglichkeit, optische Signale zu steuern und zu manipulieren 05.05.2024

Die moderne Welt der Wissenschaft und Technik entwickelt sich rasant und jeden Tag tauchen neue Methoden und Technologien auf, die uns in verschiedenen Bereichen neue Perspektiven eröffnen. Eine dieser Innovationen ist die Entwicklung einer neuen Methode zur Steuerung optischer Signale durch deutsche Wissenschaftler, die zu erheblichen Fortschritten auf dem Gebiet der Photonik führen könnte. Neuere Forschungen haben es deutschen Wissenschaftlern ermöglicht, eine abstimmbare Wellenplatte in einem Wellenleiter aus Quarzglas zu schaffen. Dieses auf der Verwendung einer Flüssigkristallschicht basierende Verfahren ermöglicht es, die Polarisation des durch einen Wellenleiter fließenden Lichts effektiv zu ändern. Dieser technologische Durchbruch eröffnet neue Perspektiven für die Entwicklung kompakter und effizienter photonischer Geräte, die große Datenmengen verarbeiten können. Die durch die neue Methode bereitgestellte elektrooptische Steuerung der Polarisation könnte die Grundlage für eine neue Klasse integrierter photonischer Geräte bilden. Dies eröffnet große Chancen für ... >>

Primium Seneca-Tastatur 05.05.2024

Tastaturen sind ein fester Bestandteil unserer täglichen Arbeit am Computer. Eines der Hauptprobleme für Nutzer ist jedoch der Lärm, insbesondere bei Premium-Modellen. Doch mit der neuen Seneca-Tastatur von Norbauer & Co könnte sich das ändern. Seneca ist nicht nur eine Tastatur, es ist das Ergebnis von fünf Jahren Entwicklungsarbeit, um das perfekte Gerät zu schaffen. Jeder Aspekt dieser Tastatur, von den akustischen Eigenschaften bis hin zu den mechanischen Eigenschaften, wurde sorgfältig durchdacht und ausbalanciert. Eines der Hauptmerkmale von Seneca sind seine leisen Stabilisatoren, die das bei vielen Tastaturen auftretende Geräuschproblem lösen. Darüber hinaus unterstützt die Tastatur verschiedene Tastenbreiten, sodass sie für jeden Benutzer bequem ist. Obwohl Seneca noch nicht käuflich zu erwerben ist, ist die Veröffentlichung für Spätsommer geplant. Seneca von Norbauer & Co setzt neue Maßstäbe im Tastaturdesign. Ihr ... >>

Das höchste astronomische Observatorium der Welt wurde eröffnet 04.05.2024

Die Erforschung des Weltraums und seiner Geheimnisse ist eine Aufgabe, die die Aufmerksamkeit von Astronomen aus aller Welt auf sich zieht. In der frischen Luft der hohen Berge, fernab der Lichtverschmutzung der Städte, enthüllen die Sterne und Planeten ihre Geheimnisse mit größerer Klarheit. Mit der Eröffnung des höchsten astronomischen Observatoriums der Welt – dem Atacama-Observatorium der Universität Tokio – wird eine neue Seite in der Geschichte der Astronomie aufgeschlagen. Das Atacama-Observatorium auf einer Höhe von 5640 Metern über dem Meeresspiegel eröffnet Astronomen neue Möglichkeiten bei der Erforschung des Weltraums. Dieser Standort ist zum höchstgelegenen Standort für ein bodengestütztes Teleskop geworden und bietet Forschern ein einzigartiges Werkzeug zur Untersuchung von Infrarotwellen im Universum. Obwohl der Standort in großer Höhe für einen klareren Himmel und weniger Störungen durch die Atmosphäre sorgt, stellt der Bau eines Observatoriums auf einem hohen Berg enorme Schwierigkeiten und Herausforderungen dar. Doch trotz der Schwierigkeiten eröffnet das neue Observatorium den Astronomen vielfältige Forschungsperspektiven. ... >>

Zufällige Neuigkeiten aus dem Archiv Zuverlässige Keramik ohne Brennen 07.03.2017 Die ETH Zürich (ETH Zürich) hat nach dem Prinzip natürlicher geologischer Prozesse eine Methode zur Herstellung von Keramik bei Raumtemperatur entwickelt, die ohne Brennen auskommt, aber die Eigenschaften von Brennen aufweist. Das Material basiert auf Calciumcarbonat in Form eines Nanopulvers, dem dann etwas Wasser zugesetzt und dann verdichtet wird. Das Brennen von Keramik, seien es Fliesen, Zement, Ziegel oder Gebrauchsgegenstände, erfordert das Brennen bei Temperaturen weit über 1000°C. „Der Produktionsprozess orientiert sich am natürlichen geologischen Prozess der Gesteinsbildung“, erklärt Andre Studart, Professor an der ETH Zürich, „unsere Arbeit ist der erste Beweis dafür, dass ein keramisches Objekt bei Raumtemperatur in so kurzer Zeit und relativ verhältnismäßig hergestellt werden kann Unterdruck." . Sedimentgesteine ​​entstehen aus Sedimenten, die über Jahrmillionen verdichtet wurden. Dabei wird Calciumcarbonat mit Hilfe des umgebenden Wassers in Kalkstein umgewandelt. Aber weil die Wissenschaftler anstelle von Millionen von Jahren Kalziumkarbonat mit extrem kleinen Partikeln verwendeten, dauerte dieser Vorgang nur eine Stunde. Tests haben gezeigt, dass das neue Material zehnmal höheren Belastungen standhält als Beton und so steif wie Beton und Stein ist. Mit anderen Worten, es ist schwierig zu verformen. Bisher haben Experten mit einer herkömmlichen hydraulischen Presse ein münzgroßes Muster hergestellt. „Die Herausforderung besteht darin, für den richtigen Druck zu sorgen, denn größere Objekte erfordern entsprechend mehr Druck“, sagt Florian Bouville, Mitglied des Designteams. Theoretisch, sagen Wissenschaftler, müsste es möglich sein, Teile in der Größe von Badezimmerfliesen herzustellen. Die neue Technologie könnte im Hinblick auf die Energieeffizienz sowie die Herstellung von Verbundmaterialien wie Kunststoff nützlich sein. Es hat auch Implikationen im Zusammenhang mit einer zukünftigen "CO2-neutralen Gesellschaft", in dem Sinne, dass Calciumcarbonat theoretisch durch Abscheidung von Kohlendioxid aus der Atmosphäre oder Abgasen hergestellt werden könnte. Schließlich wird das Kohlendioxid in der Keramik fixiert, anstatt das Klima zu beeinflussen.

Weitere interessante Neuigkeiten:

▪ Kraftwerk Bluetti AC500 & B300S

▪ Eine neue Form der Materie - flüssiges Glas

▪ Farbiges E-Paper im Jahr 2012

▪ Knurren des Anführers

▪ Cyborg-Soldaten

News-Feed von Wissenschaft und Technologie, neue Elektronik

Interessante Materialien der Freien Technischen Bibliothek:

▪ Abschnitt der Website Für diejenigen, die gerne reisen - Tipps für Touristen. Artikelauswahl

▪ Artikel Garantien sind das Papier, auf dem sie geschrieben sind, nicht wert. Populärer Ausdruck

▪ Artikel Warum ist weißes Getränk gekühlt und rotes Getränk bei Raumtemperatur? Ausführliche Antwort

▪ Artikel Laden und Entladen verschiedener Ladungen mit Kränen. Standardanweisung zum Arbeitsschutz

▪ Artikel Konverter eines elektronischen Vorschaltgeräts unter Verwendung eines selbstgeschützten Schalttransistors. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

▪ Artikel Eine Flasche Würfel. Fokusgeheimnis

Hinterlasse deinen Kommentar zu diesem Artikel:

Alle Sprachen dieser Seite

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Startseite | Bibliothek | Artikel | Sitemap | Site-Überprüfungen

www.diagramm.com.ua
2000-2024