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Wärmepumpenanlage Energieressourcen schonen Referat von Daniel N. FOS – Technik 10/11 01.04.2011.

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Präsentation zum Thema: "Wärmepumpenanlage Energieressourcen schonen Referat von Daniel N. FOS – Technik 10/11 01.04.2011."—  Präsentation transkript:

1 Wärmepumpenanlage Energieressourcen schonen Referat von Daniel N. FOS – Technik 10/

2 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 Komponenten der Wärmepumpe 13. Wärmenutzungsanlage 14. Lückentext 15. Quellenangaben

3 1. Gesamtsystem Wärmequellenanlage Wärmequellenanlage z.B. Erdsonde oder Erdkollektor Wärmepumpe Wärmepumpe Wärmenutzungsanlage, die Heizung Wärmenutzungsanlage, die Heizung

4 2. Wärmequellen Erdreich Erdreich Bauarten z.B Erdsonde oder Erdkollektor Grundwasser Grundwasser Luft Luft

5 3. Wärmepumpen Video F:\Technik der Wärmepumpe - Video mp4 F:\Technik der Wärmepumpe - Video mp4 F:\Technik der Wärmepumpe - Video mp4 F:\Technik der Wärmepumpe - Video mp4 atch?v=ZSVI5lekE44

6 4. Bauartengegenüberstellung Vor – bzw Nachteile ErdreichGrundwasserLuft Erdsonde Flächen- kollektor Förderpumpe Außenluft- anlage - Geringer Platzbedarf Platzbedarf - Konstante Temp. Temp. - Günstiger in Anschaffung Anschaffung als Erdsonde als Erdsonde - konst. Temp. - Kann nahezu überall genutzt überall genutzt werden werden - Keine Erdaushebung Erdaushebung - Hoher Planungsaufwand - Hohe Investitionskosten - Erdreich- aushebung aushebung - Hilfsenergie durch Pumpen durch Pumpen - Lohnenswert bei gr. Objekten bei gr. Objekten - Niedrige Temp. im Winter im Winter - Höhere Heizkost.

7 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

8 Erdwärme 6.1 Bauart Erdsonde Vertikale Erdwärmesonde Vertikale Erdwärmesonde Geringer Platzbedarf Geringer Platzbedarf Bohrtiefe bei Einfamilienhäusern ca. 100m Bohrtiefe bei Einfamilienhäusern ca. 100m Im Winter passive Im Winter passive Kühlung möglich Arbeitsmedium Sole Arbeitsmedium Sole

9 Erdwärme 6.2 Bauart Erdkollektor Waagerechtes großflächiges Rohrsystem Waagerechtes großflächiges Rohrsystem Verlegung unterhalb der Frostgrenze 1-1.5m Verlegung unterhalb der Frostgrenze 1-1.5m m² Kollektorenfläche für Einfamilienhaus m² Kollektorenfläche für Einfamilienhaus Fläche kann nicht Fläche kann nicht bebaut werden, da der Boden Regen und Sonnenstrahlen aufnehmen muss

10 6.3 Wärmequelle Grundwasser Wasser wird über Förderpumpe angepumpt Wasser wird über Förderpumpe angepumpt Zurück über Schluckbrunnen Zurück über Schluckbrunnen Im Sommer passive Kühlung möglich Im Sommer passive Kühlung möglich Hoher Planungsauf- Hoher Planungsauf- wand, Hilfsenergie durch Pumpen Lohnenswert eher für Lohnenswert eher für große Objekte mit hohem Heiz- und Kühlbedarf

11 6.4 Wärmequelle Luft Einfacher Anschluss, fast überall möglich Einfacher Anschluss, fast überall möglich Keine Bohrungen nötig Keine Bohrungen nötig Öftere Anwendung bei Altbausanierungen Öftere Anwendung bei Altbausanierungen Im Winter weniger Im Winter weniger Effizient da keine konstanten Temp. Höherer Stromver- Höherer Stromver-brauch Durch geringeren Durch geringeren Bauaufwand Kosten- ersparnis

12 7. Wärmepumpe Funktionsprinzip ähnlich wie Kühlschrank Funktionsprinzip ähnlich wie Kühlschrank Kühlschrank entzieht dem Innenraum die Wärme Kühlschrank entzieht dem Innenraum die Wärme Pumpe entzieht dem Außenbereich Wärme, gibt sie nach innen weiter (umgekehrt) Pumpe entzieht dem Außenbereich Wärme, gibt sie nach innen weiter (umgekehrt) 75% kostenlose Umweltwärme + 25% Antriebsenergie 75% kostenlose Umweltwärme + 25% Antriebsenergie Kann auch als Kühlung genutzt werden Kann auch als Kühlung genutzt werden

13 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.

14 9. Temperatur- und Druckänderung im Kreislauf

15 10. Die Kältemittel R 134 a, R 407 C, und Propan R 134 a, R 407 C, und Propan Es werden Stoffe verwendet, die bei niedrigen Temp. verdampfen Es werden Stoffe verwendet, die bei niedrigen Temp. verdampfen Gleichzeitig besitzen sie eine hohe innere Wärme Gleichzeitig besitzen sie eine hohe innere Wärme Nur Clor-freie Kältemittel zugelassen Nur Clor-freie Kältemittel zugelassen R 134 a und R 407 C unbrennbar und nicht giftig R 134 a und R 407 C unbrennbar und nicht giftig Bei der Verwendung von Propan gelten Einschränkungen und Aufstellungsrichtlinien der Anlage Bei der Verwendung von Propan gelten Einschränkungen und Aufstellungsrichtlinien der Anlage

16 11. Das Kälteverfahren – Carl Linde Verflüssigung von Luft Verflüssigung von Luft Luft wird komprimiert Luft wird komprimiert Druckgefälle führt zur Druckgefälle führt zur Abkühlung des Gases Temperatur unter dem Temperatur unter demSiedepunkt Gas wird flüssig Gas wird flüssig

17 12.1 Verdampfer Arbeitsmedium (Kältemittel) Arbeitsmedium (Kältemittel)verdampft Entzieht so der Umwelt Wärme Entzieht so der Umwelt Wärme Umgebungstemperatur kann Umgebungstemperatur kann durchaus -15°C betragen

18 12.2 Verdichter Verdampftes Kältemittel wird angesaugt Verdampftes Kältemittel wird angesaugt Dampf wird verdichtet Dampf wird verdichtet Somit steigen Druck und Somit steigen Druck und Temperatur des Mediums

19 12.3 Verflüssiger Das gasförmige Arbeitsmedium gelangt in den Verflüssiger Das gasförmige Arbeitsmedium gelangt in den Verflüssiger Umgeben vom kälteren Heiz- Umgeben vom kälteren Heiz- wasser (Wärmetauscher) Arbeitsmedium kühlt ab und Arbeitsmedium kühlt ab und verflüssigt sich Heizwasser wird erwärmt, da Heizwasser wird erwärmt, da es kälter ist als das Arbeitsmedium

20 12.4 Expansionsventil Arbeitsmedium entspannt Arbeitsmedium entspannt Hoher Druck -> niedriger Druck Hoher Druck -> niedriger Druck Gelangt von dort wieder in den Gelangt von dort wieder in denVerdampfer

21 13. Wärmenutzungsanlage Fußbodenheizung da geringe Vorwärme Fußbodenheizung da geringe Vorwärme Altbau benötigte Vorlauftemp.: 55°C Altbau benötigte Vorlauftemp.: 55°C Neubau benötigte Vorlauftemp.: 35°C Neubau benötigte Vorlauftemp.: 35°C Monovalent und Bivalent einsetzbar Monovalent und Bivalent einsetzbar zB Gas-, Öl- oder Solaranlagen zB Gas-, Öl- oder Solaranlagen

22 14. Lückentext Der Kreisprozess

23 15. Quellenangaben waermepumpe/funktionsweise/ waermepumpe/funktionsweise/ tml/media?film=http://www.energiespar- center.info/media/wwp- tech_de.wmv&width=350&height=331 tml/media?film=http://www.energiespar- center.info/media/wwp- tech_de.wmv&width=350&height= Verfahren Verfahren


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