Wärmepumpen zur Warmwasserbereitung sind Geräte, die sich grundsätzlich nicht von Wärmepumpen zur Zentralheizung unterscheiden. Der einzige Unterschied besteht darin, dass letztere sowohl das Gebäude heizen als auch das Brauchwasser erwärmen können (und viele andere: Kühlung, Schwimmbadheizung usw.), während diejenigen, die in diesem Artikel besprochen werden, nur dafür funktionieren Produktion von Warmwasser. Sie werden manchmal auch als thermodynamische Warmwasserbereiter bezeichnet. Der Hauptunterschied im Design des Geräts? Noch ein Kompressor.
Kleine Pumpen für die Warmwasserbereitung nutzen meist kleine Rotationskompressoren, natürlich an/aus (mit konstanter Leistung), da der Einsatz eines Wechselrichters hier keinen Sinn machen würde und zu einer unnötigen Verteuerung solcher Geräte führen würde. Und der Preis ist zweifellos ihr Vorteil. Die Preise für hochwertige Wärmepumpen für Warmwasser für eine vierköpfige Familie beginnen bei etwa 5.000 PLN netto. Auch die Installation ist einfach und damit relativ günstig, zudem kann eine solche Wärmepumpe aufgrund der 230-V-Stromversorgung und des geringen Stromverbrauchs an nahezu jede Steckdose angeschlossen werden. Wie ein Wasserkocher. Nur ein bisschen größer. Lassen Sie uns sie also genauer besprechen.
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Bau einer Wärmepumpe
Da die Wärmepumpe für die Warmwasserbereitung konzipiert ist, handelt es sich um ein kapazitives Gerät, das in den meisten Fällen über einen integrierten Wassertank verfügt. Einige Hersteller dieser Art von Geräten bieten auch Versionen ohne Tank an, die für den Einbau in einen vorhandenen Wassertank vorgesehen sind. Dies ist eine großartige Lösung, wenn Sie nicht einen fast neuen Warmwasserspeicher ersetzen möchten oder zuvor in einen teuren Edelstahlspeicher investiert haben, der jahrelang hält. Bei den meisten Geräten auf dem Markt handelt es sich jedoch um kompakte Einheiten, die Wärmepumpe, Ventilator, Wassertank und Steuerung in einem optisch mehr oder weniger attraktiven gemeinsamen Gehäuse enthalten.
Es sollte hinzugefügt werden, dass diese Geräte als Monoblocks klassifiziert werden sollten, die für die Innenaufstellung bestimmt sind. Sie saugen mithilfe eines Ventilators Luft an, nehmen von ihr Wärme auf und stoßen die verbrauchte Luft wieder aus. Die der Luft entzogene Wärme erwärmt das in einem geschlossenen System im Verdampfer zirkulierende Kältemittel, das durch den Kompressor zusätzlich verdichtet wird. Auf den Wassertank wiederum ist ein Kondensator (Kondensator) gewickelt, in dem das erhitzte Medium seine Wärme an den Tank überträgt und dadurch unser Brauchwasser erwärmt. Es gibt auch Geräte mit einem im Tank selbst eingetauchten Kondensator. Der Kondensator sollte nicht mit einer Spule verwechselt werden, da diese Geräte möglicherweise auch in einer Version mit einer zusätzlichen Spule erhältlich sind, die zum Anschluss eines Zentralheizungskessels oder von Solarkollektoren dient, die die Warmwasserbereitung unterstützen.
Betriebseigenschaften einer Wärmepumpe zur Warmwasserbereitung
Wärmepumpen für die Warmwasserbereitung sind Geräte, die für den Betrieb mit Zuluft, d. h. Raumluft, ausgelegt sind. Warum? Der Temperaturbereich ihres Betriebs liegt normalerweise zwischen 7 und 35 °C. Daher können sie nicht das ganze Jahr über im Freien betrieben werden.
Natürlich hindert uns nichts daran, ein Kanalsystem aus Spiro- oder PVC-Rohren mit Klappen zu bauen, durch das wir im Frühjahr und Herbst Luft von außen ansaugen können. Wir müssen jedoch bedenken, dass wir die Warmwasserbereitung für den Haushalt auch in Zeiten mit niedrigeren Außentemperaturen sicherstellen müssen. Dabei kommen uns auch die Hersteller von Wärmepumpen selbst zu Hilfe, da diese in der Regel bereits eingebaut sind
elektrische Heizung.
Eine gute Lösung besteht auch darin, eine Pumpe mit einer zusätzlichen Spule zu kaufen und daran einen Zentralheizungskessel anzuschließen, der im Winter wie ein normaler, vom Kessel beheizter Wassertank behandelt wird. Da Wärmepumpen zur Warmwasserbereitung im Betrieb eine relativ große Luftmenge (ca. 500 m3/h) umwälzen und gekühlte Luft ausstoßen, sollten sie in Räumen mit ausreichend großem Volumen und guter Belüftung installiert werden. Also keine Besenkammer, sondern eine Garage oder ein Keller. Handelt es sich bei diesem Raum um einen Heizraum, sollte es sich nicht um einen kohlebefeuerten Heizraum handeln, da die Verunreinigung mit dieser Art fester Brennstoffe den Betrieb und die Lebensdauer des Gerätes beeinträchtigen könnte.
Die oben erwähnte Besonderheit des Betriebs von Wärmepumpen zur Warmwasserbereitung, bei der die Abluft gekühlt wird, ermöglicht auch eine teilweise Kühlung und Trocknung des Raums, in dem sie betrieben wird oder in den wir die gekühlte Luft leiten möchten. Da diese Funktion nur beim Erhitzen von Wasser aktiv ist, d. h. unter normalen Betriebsbedingungen für etwa 5 Stunden am Tag, eignet sie sich am besten zum Kühlen von Nebenräumen, z. B. Vorratskammern, Waschküchen usw. Wir können die Kühlung nur durch Änderung der Strömungsrichtung steuern . Luft mit dem Gashebel. Es muss klar gesagt werden, dass es nicht als Klimaanlage behandelt werden sollte. Trotz der Nachteile dieser Lösung kann diese Funktion im Sommer nützlich sein. Darüber hinaus verursacht es keine Erhöhung der Betriebskosten, da man sagen kann, dass wir einen Nebeneffekt des Gerätebetriebs selbst nutzen.
Bei jeder Auslegung des Luftkanalsystems sind aufgrund des zunehmenden Luftströmungswiderstandes die vom Gerätehersteller in der Bedienungsanleitung angegebenen maximal zulässigen Längen solcher Kanäle zu berücksichtigen. Einige Hersteller bieten speziell für ihre Geräte fertige Belüftungssets an. Am Ende dieser technischen Analyse einige trockene Daten. Der COP-Wirkungsgrad dieser Art von Geräten liegt bei etwa 2,5 bis 3,9 für die Norm EN16147, d. h. bei folgenden Parametern: Außenluft 15 °C, Wassereintrittstemperatur 15 °C, Wasseraustrittstemperatur 55 °C. Wie immer bei allen Wärmepumpen gilt: Wenn wir bestimmte Gerätemodelle vergleichen möchten, sollte dies anhand der angegebenen Daten für die gleichen Luftparameter und nach der gleichen Norm erfolgen.
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Integration der Wärmepumpe in die PV-Anlage
Abschließend lohnt es sich, einen Moment zu verbringen, um eine kürzlich beliebte Lösung zu diskutieren, nämlich die Kombination von Wärmepumpen mit einer Photovoltaikanlage. Diese Lösung bietet uns viele Vorteile, insbesondere bei Luftpumpen, die das Brauchwasser erwärmen. Es ist bekannt, dass wir im Sommer die höchste Produktion von PV-Anlagen haben, da die höchste jährliche Sonneneinstrahlungsmenge die Erdoberfläche erreicht. Daher haben wir auch die höchsten jährlichen Produktionsüberschüsse an Strom, die wir unverbraucht an das Stromnetz zurückgeben und später leicht „reduziert“ abholen.
Was wäre, wenn dieser Strom auf andere Weise gesammelt werden könnte? In Form von warmem Wasser? Nichts könnte schwieriger sein. Viele der aktuell auf dem Markt erhältlichen Warmwasser-Wärmepumpen können mit einem PV-Anlagen-Wechselrichter betrieben werden. Diese Zusammenarbeit basiert auf der Festlegung einer bestimmten Produktionsschwelle in der PV-Anlage, z. B. bei 80 %, nach der der Photovoltaik-Wechselrichter ein Signal zum Einschalten der Wärmepumpe gibt und das Brauchwasser auf eine etwas höhere Temperatur als üblich erwärmt. So wandeln wir Strom, den wir ins Netz einspeisen müssten, in heißes Wasser um, das wir speichern und für ein abendliches Bad nutzen können. Wir erhöhen den Eigenverbrauch des erzeugten Stroms, was bei der Kostenbilanzierung von Photovoltaikanlagen sehr wünschenswert ist.
Bevor man dem Kunden eine solche Lösung vorschlägt, sollte man natürlich immer prüfen, ob beide Geräte, also der Wechselrichter und die Wärmepumpe, die Möglichkeit einer solchen Zusammenarbeit haben. Bei den günstigsten auf dem Markt erhältlichen Varianten von Warmwasser-Wärmepumpen ist dies möglicherweise nicht der Fall. Auch hier empfiehlt sich ein Mischventil für Warmwasser, damit sich niemand an wärmerem Wasser verbrennt.
Zusammenfassung
Trotz der Nachteile einer geringen Heizleistung und eines kleinen Bereichs der externen Betriebstemperaturen sind Wärmepumpen für die Warmwasserbereitung eine gute Investition. Bei ordnungsgemäßer Installation und Betrieb liefern sie lange Zeit günstiges Warmwasser. Die Kosten für den Betrieb eines solchen Geräts betragen für eine vierköpfige Familie etwa 50 PLN pro Monat. Viel günstiger als das Erhitzen von Wasser in einem Elektroboiler. Durch die einfache Installation und nahezu keine besonderen betrieblichen Anforderungen außer einem geeigneten Raum sind sie für jeden Haushalt geeignet. Die Abteilung Technische Beratung bietet Unterstützung bei der Auswahl von Geräten und passenden Lösungen.
MSc. Paweł Leszczyński
Regionaler technischer Berater – RES
Technische Beratungsabteilung von Onninen
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