Wärmepumpenbetrieb im Winter: 13 wichtige Konzepte

Wie macht a Wärmepumpe im Winter arbeiten? Es ist immer eine neugierige Frage für uns alle. Wir wissen, dass im Winter das Ziel der Wärmepumpe darin besteht, den Raum zu erwärmen. Lassen Sie uns die Funktionsweise der Wärmepumpe im Winter analysieren.

Im Winter saugt das flüssige Kältemittel Wärme aus der Außenluft an und wird dampfförmig; das dampfförmige Kältemittel wird auf hohe Temperatur und Druck komprimiert. Dann ist die Kältemittel darf den Raum passieren. Während dieser Zeit gibt das Kältemittel die Wärme an den Raum ab, wodurch die Raumtemperatur ansteigt. 

Dieses System ist eine gute Option für Orte mit milden Wintern und kann im Vergleich zu einer herkömmlichen Heizung Energie sparen. Im strengen Winter ist die Wärmepumpe allein jedoch keine gute Alternative. In diesem Szenario wird das Hybridsystem verwendet.

Es stehen verschiedene Arten von Wärmepumpen zur Verfügung. Die Klassifizierung basiert darauf, woher die Wärme entnommen wird, dh nach dem Standort des Verdampfers. Einige der Typen sind: Luftwärmepumpe, Erdwärmepumpe, Wasserwärmepumpe usw.

Ein schematisches Diagramm der Wärmepumpe mit den Hauptkomponenten ist in der Abbildung unten gezeigt;

Wie funktioniert eine Wärmepumpe im Winter?
Die Hauptkomponenten einer Wärmepumpe
Die Außeneinheit einer kleinen Luftwärmepumpe Bildnachweis: https://pixabay.com/de/photos/kleine-luft-w%c3%a4rmepumpe-4963069/

Wie funktioniert eine Erdwärmepumpe im Winter?

Die Temperatur unterhalb von wenigen Metern über dem Boden liegt bei einer stabilen Temperatur von 55 ° CoF unabhängig von der Jahreszeit. Sehen wir uns an, wie diese Tatsache genutzt wird, um eine Wärmepumpe zu betreiben.

In Erdwärmepumpen, eine Reihe von starken Rohren sind unter der Erde installiert; Dies ist der Erdwärmetauscher. Durch diese Rohre wird Kaltwasser von der Wärmepumpe zirkuliert und das Wasser nimmt Wärme aus dem Erdreich auf. Diese Wärme überträgt das Wasser dann auf das Kältemittel in der Wärmepumpe. 

Ein Schema Diagramm wird unten gezeigt.

Wärmepumpe
Erdwärmepumpe Bildnachweis: https://www.flickr.com/photos/sagabardon/5086132916

Die Erdwärmepumpe eliminiert die Verbrennung fossiler Brennstoffe; daher ist dies umweltfreundlich. Deutschland, USA, Schweden, Kanada, Schweiz sind die wichtigsten Länder, in denen diese Wärmepumpe verwendet wird.

Bei welcher Temperatur ist eine Wärmepumpe nicht effektiv?

Die Wärmepumpe wird nicht bei allen Temperaturen empfohlen. Die Umgebungstemperatur beeinflusst die Effektivität der Wärmepumpe.

Wenn die Umgebungstemperatur sinkt, nimmt die Wirksamkeit der Wärmepumpe ab, aus der Forschung wird die Grenzumgebungstemperatur mit 40 . berechnetoF. Daher wird empfohlen, eine Wärmepumpe zu verwenden, wenn die Umgebungstemperatur über 40 ° C liegtoF. Die Wärmepumpe wird weniger effektiv als andere Heizoptionen, wenn die Temperatur auf 25 bis 30 ° C sinktoF.

Daher verwenden wir in den Regionen, in denen die Temperatur unter 40 °F fällt, ein alternatives System. Fossile Brennstoffe oder andere billige Brennstoffe werden in diesen Regionen während der Winterspitzen verbrannt, um Wärme zu gewinnen.  

Die Wärmepumpe arbeitet zwischen zwei Temperaturgrenzen, Raumtemperatur und Umgebungstemperatur. Daher hängt die Leistung der Wärmepumpe von diesen beiden Temperaturen ab. Es ist davon auszugehen, dass bei niedriger Umgebungstemperatur die Wärmepumpe mehr Arbeit aufnimmt, um die Wärme zu entziehen; daher sinkt die Effizienz.

Lassen Sie uns die Wirksamkeit von Wärmepumpen mathematisch analysieren. Die Effektivität einer Wärmepumpe wird als Coefficient of Performance (COP) gemessen. COP ist definiert als

COP = (Heizwirkung)/(dem System geleistete Arbeit)

Lassen Sie uns den COP eines Carnot-Zyklus analysieren. Carnot ist ein idealer Zyklus, der den maximalen COP hat.

Der COP des Carnot-Zyklus ist definiert als;

COP = Theiß/Theiß - TKälte

TKälte die Umgebungstemperatur ist und Theiß ist die Raumtemperatur. Nehmen wir an, wir setzen 68oF in der Wärmepumpe, daher beträgt die Raumtemperatur 68oF. Nehmen wir nun zwei Bedingungen an, wenn die Umgebungstemperatur 40 . beträgtoF und 20oF.

Wenn diese Temperaturbedingungen angewendet werden, erhalten wir COP von 11.5 und 6.7 für die Umgebungstemperatur von 40 ° CoF und 20oJeweils F.

(Hinweis: Bei der Berechnung des COP ist Vorsicht geboten, die Temperaturen sollten in der Kelvin- oder Rankine-Skala angegeben werden.)

Hier wird der COP reduziert, wenn die Umgebungstemperatur reduziert wird. Der berechnete COP gilt für den maximal möglichen Zyklus. Dieser COP kann in einem tatsächlichen Zyklus nicht erreicht werden. Daraus können wir schließen, dass der COP der Wärmepumpe sinkt, wenn die Umgebungstemperatur sinkt.

Auf welche Temperatur soll ich meine Wärmepumpe im Winter einstellen?

Dies ist vielen von uns beim Betrieb einer Wärmepumpe immer ein Anliegen.

Der menschliche Komfort ist das primäre Ziel einer Wärmepumpe im Haus. Aus wissenschaftlichen Untersuchungen wird geschlossen, dass 680F ist am besten für den menschlichen Komfort im Winter. Es wird empfohlen, die Betriebstemperatur weiter zu senken, wenn wir die Wärmepumpe kontinuierlich verwenden. 

Kann die Wärmepumpe unter dem Gefrierpunkt arbeiten?

Hier stellt sich die Frage, was passiert, wenn die Umgebungstemperatur unter dem Gefrierpunkt liegt. Ist der Betrieb sicher?

Ja, wir können die Wärmepumpe bei Gefrierbedingungen benutzen. Der Gefrierpunkt von Kältemittel in einer Wärmepumpe verwendet wird, liegt weit unter dem Gefrierpunkt von Wasser; daher gefriert das Kältemittel in der Wärmepumpe nicht, selbst wenn die Umgebungstemperatur unter dem Gefrierpunkt von Wasser liegt.

Wenn die Frage lautet: „Ist es ratsam, die Wärmepumpe bei extremer Kälte zu verwenden?“ dann lautet die Antwort „nein, es wird nicht empfohlen“

Bei extremer Kälte ist es jedoch nicht ratsam, eine Wärmepumpe zu verwenden. Wir haben die Wirksamkeit von Wärmepumpen in den vorherigen Abschnitten erörtert. Wenn die Temperatur weniger als 40 °F beträgt, verringert sich die Wirksamkeit der Wärmepumpe; Daher verbraucht die Wärmepumpe mehr Energie als die bloße Verbrennung von Brennstoff.

Wie kann ich meine Wärmepumpe im Winter effizienter machen?

Nachfolgend finden Sie einige Tipps zur Verbesserung der Effizienz.

  • Reinigen Sie den Filter häufig.
  • Stellen Sie für eine schnelle Raumaufheizung die Temperatur der Wärmepumpe nicht zu hoch ein.
  • Beheizen Sie nicht die Räume, die Sie nicht benutzen.
  • Schließen Sie alle Lüftungen im Raum perfekt.
  • Sorgen Sie immer für ausreichend Platz im Innen- und Außengerät der Wärmepumpe für einen freien Luftstrom.
  • Stellen Sie den Notheizmodus nur ein, wenn es ein Notfall ist.
  • Stellen Sie sicher, dass das Außengerät für die Reinigung leicht zugänglich ist.

Warum bläst meine Wärmepumpe kalte Luft, wenn die Heizung an ist?

Es gibt hauptsächlich drei Gründe, warum Sie das Gefühl haben, dass Ihre Wärmepumpe kalte Luft bläst.

  • Die Wärmepumpe funktioniert einwandfrei, aber Sie fühlen sich kalt.
  •  Die Wärmepumpe begann im Abtaumodus zu arbeiten.
  • Die Wärmepumpe funktioniert nicht richtig.

Lassen Sie uns jeden Punkt einzeln besprechen.

  • Die Wärmepumpe funktioniert einwandfrei, aber Sie fühlen sich kalt.

Die Wärmepumpe funktioniert ordnungsgemäß; Bei sehr niedrigen Umgebungstemperaturen verringert sich jedoch die Effektivität der Wärmepumpe und die Möglichkeit, die Temperatur zu erhöhen. In diesen Situationen erwärmt die Wärmepumpe die Luft, aber Sie spüren dies nicht, da die Temperatur der erwärmten Luft weit unter Ihrer Körpertemperatur liegt.

In der Regel startet die Elektroheizung in diesen Situationen automatisch.  

  • Die Wärmepumpe begann im Abtaumodus zu arbeiten.

Wenn eine Wärmepumpe bei einer sehr niedrigen Umgebungstemperatur arbeitet, kann Wasser um die Spulen des Außengeräts gefrieren. Die vollständige Bedeckung der Spule mit Eis sollte vermieden werden. Die Wärmepumpe arbeitet im Umkehrmodus, um diesen Reif zu entfernen, dh sie beginnt mit dem Kühlen im Inneren und dem Heizen außerhalb des Registers.

Nach 1-2 Minuten Betrieb beginnt die Wärmepumpe ordnungsgemäß zu arbeiten, wenn der Reif vollständig entfernt ist.

  • Die Wärmepumpe funktioniert nicht richtig.

Dies ist ein ernstes Problem, und Sie sollten sich an einen Techniker wenden. Es gibt viele Möglichkeiten wie Kältemittelaustritt, Schäden an Ventilen oder Verringerung der Wärmepumpeneffizienz usw.

 Soll ich meine Wärmepumpe mit Automatik oder Heizung betreiben?

 Es gibt drei Modi in einer Wärmepumpe „Heizen“, „Kühlen“ und „Auto“. 

Es wird empfohlen, in der Wintersaison den Modus „Heizen“ anstelle des Modus „Auto“ einzustellen. Dies liegt daran, dass der „Auto“-Modus an einem sonnigen Wintertag den Raum möglicherweise kühlt, was unnötig ist, dh die Wärmepumpe kehrt automatisch ihren Betrieb um, was vermieden werden sollte.

Sollte ich meine Wärmepumpe bei extremer Kälte ausschalten?

Die extreme Kältesituation kann in vielen Ländern im Winter auftreten.

Es wird empfohlen, die Wärmepumpe bei extremer Kälte nicht mehr zu verwenden, da die Wirksamkeit der Wärmepumpe nachlässt, was zu einem erhöhten Energieverbrauch führt, wie oben beschrieben.

Normalerweise ist die Wärmepumpe mit einer Elektroheizung ausgestattet. So wird bei extremer Kälte die Wärmepumpe abgeschaltet und die Elektroheizung automatisch gestartet.

Wie lange sollte eine Wärmepumpe pro Tag laufen?

Wir wissen, dass die alte Ofenheiztechnik nicht lange ununterbrochen laufen wird. Was ist mit der Wärmepumpe?

Die Wärmepumpe kann bei Bedarf den ganzen Tag über kontinuierlich laufen. Die fortschrittlichen Wärmepumpen sind mit automatischen Sensoren ausgestattet, die es der Wärmepumpe ermöglichen, den Betrieb zu stoppen, wenn die erforderliche Temperatur erreicht ist; es startet automatisch, wenn die Temperatur sinkt. Daher sollten Sie sich über den Energieverbrauch keine großen Gedanken machen.

Sie können jedoch den Energieverbrauch reduzieren, indem Sie die Abschaltzeit einer Wärmepumpe manuell einstellen.

Woher weiß ich, ob meine Wärmepumpe abtaut?

Das Auftauen ist in einer kalten Situation sehr üblich. Für den effizienten Betrieb der Wärmepumpe kann ein Abtauzyklus erforderlich sein.

Sie können erkennen, dass die Wärmepumpe im Abtauzyklus arbeitet, wenn Folgendes beachtet wird.

  • Der Innenlüfter der Wärmepumpe schaltet sich aus
  • Die Wärmepumpe heizt den Raum nicht mehr auf
  • Die Auftauanzeige blinkt
Vereisung im Außengerät der Wärmepumpe Quelle: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Heat_pump_model.jpg

Wie verhindere ich, dass meine Wärmepumpe einfriert?

Die Außenregister der Wärmepumpe können während des Betriebs einfrieren.

Der Abtauzyklus soll das Einfrieren der Wärmepumpe verhindern. Der Betrieb der Wärmepumpe kehrt sich im Abtauzyklus um, und während dieser Zeit kühlt die Wärmepumpe im Innenbereich und heizt im Freien, so dass das Eis schmilzt. Dieser Zyklus läuft automatisch ab. Innerhalb von 2-3 Minuten beginnt die Wärmepumpe normal zu arbeiten. 

Wie taut man eine Wärmepumpe im Winter auf?

Sie können die Wärmepumpe wie folgt auftauen:

  • Auftauzyklus. Bei Wärmepumpen läuft der Abtauzyklus automatisch ab. 
  • Entfernen Sie den Frost manuell; Sie können Wasser bis zum Frost pumpen, bis es geschmolzen ist. Oder Sie können den Frost mit einem Werkzeug hacken

Wie viel Frost ist bei einer Wärmepumpe normal?

Den normalen Frost können wir nicht quantitativ sagen.

Es gibt zwei Bedingungen, unter denen man sagen kann, dass der Frost in einer Wärmepumpe zu stark ist.

  • Wenn der Frost den Luftstrom zur Wärmepumpe verhindert
  • Wenn der Frost länger als 2 Stunden auf den Spulen bleibt.

Wenn diese Bedingungen eingehalten werden, wird empfohlen, einen Betreiber zu kontaktieren, da der Abtauzyklus in Ihrer Wärmepumpe nicht läuft.

Wie funktioniert eine Poolwärmepumpe im Winter?

Die Funktionsweise einer Poolheizung Pumpe ist vergleichbar mit der Luftwärmepumpe.

Die Poolwärmepumpe wird verwendet, um das Wasser für das Schwimmbad zu erwärmen. Dabei überträgt der Kondensator Wärme auf das Kaltwasser. Die anderen Prozesse sind ähnlich wie bei der Raumwärmepumpe. Daher wird der Kondensator in das Schwimmbecken eingetaucht und die verbleibende Einheit befindet sich außerhalb des Schwimmbeckens.

Für weitere Beiträge zum Thema Maschinenbau folgen Sie bitte unserem Mechanische Seite.

Nach oben scrollen