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Der HB300(C) Boiler mit Wärmepumpe wurde entsprechend den sich auf die Energieleistung der Gebäude
beziehenden Spezifikationen geplant und erzeugt. Die Anlage ermöglicht eine rationalere Energieanwendung
beziehungsweise führt zur Ersparnis der Betriebskosten. Der Wärmeentzug aus den freien Energiequellen
verringert im Gegensatz zu den zur Erzeugung des Gebrauchswarmwassers angewandten sonstigen alternativen
Systemen, die Umgebungsauswirkungen der Emissionen in die Atmosphäre.
3.2.
Funktion
Aufgrund der Obigen beruht die „energetische Kapazität” der Wärmepumpe auf
der Wärmeübergabe bei dem zu erwärmenden Material, (das heißt als das
Wasser in dem Heißwasserspeicher) mit einem Wärmeentzug aus einer freien
Quelle (in dem Fall der Umgebungsluft), mit kleiner Temperatur. Der
Kompressorbetrieb (der zur Änderung des Aggregatszustandes der
Kühlflüssigkeit im Inneren des Kühlkreislaufes führt) und die Übergabe der
Wärmeenergie verlangen Strom. Die Kühlflüssigkeit fließt durch einen
geschlossenen hydraulischen Kreis, in dem der Flüssigkeitszustand flüssig oder
gasförmig in Zusammenhang mit ihrer Temperatur und ihrem Druck wird. Die
Hauptbestandteile des hydraulischen Kreises
(Abb. 3.2-1
) sind wie
nachstehend:
1
– Kompressor, der durch die Erhöhung des Drucks und der Temperatur der
Kühlfüssigkeit (die in diesem Zyklus gasförmig ist) den Zyklusablauf ermöglicht.
2
– der erste Wärmeaustauscher im Wasserbehälter des Heißwasserspeichers:
auf seiner Oberfläche erfolgt der Wärmeaustausch zwischen der
Kühlflüssigkeit und dem zu erwärmenden Gebrauchswasser. Da der Zustand
des warmen Kühlgases sich in dieser Phase ändert und zur Flüssigkeit wird,
während seine Wärme dem Wasser übergeben wird, wird dieser
Wärmeaustauscher als Kondensator festgelegt.
3
– Expansionsventil: ein Gerät, durch das die Kühlflüssigkeit fließt, sobald sich
ihr Druck und ihre Temperatur verringert und der Expansion der Flüssigkeit
folgt, als Ergebnis der Erhöhung des Ventils über dem Rohrquerschnitt.
4
– Der zweite Wärmeaustauscher im oberen Teil des Heißwasserspeichers, dessen Oberfläche wir durch
Rippen vergrößert haben. Der zweite Wärmeaustauscher macht den Wärmeaustausch zwischen der
Kühlflüssigkeit und der freien Quelle oder der durch den speziellen Ventilator geeignet künstlich geströmten
Umgebungsluft. Da die Kühlflüssigkeit in dieser Phase verdampft und der Umgebungsluft Wärme entzieht,
wird dieser Wärmeaustauscher als Verdampfer festgelegt.
Da die Wärmeenergie ausschließlich von einer höheren Temperaturebene auf eine kleinere Temperaturebene
strömen kann, muss das Kühlmittel im Verdampfer
(4)
eine niedrigere Temperatur haben als die die freie
Quelle bildende Umgebungsluft, jedoch muss die Temperatur des Kühlmittels im Kondensator
(2)
größer sein,
als die Temperatur des aufzuwärmenden Wassers im Speicher.
Der Temperaturunterschied wird von dem Kompressor
(1)
zwischen dem Verdampfer
(4)
und dem Kondensator
(2)
und von dem Expansionsventil
(3)
hervorgerufen, Dank den physischen Eigenschaften der Kühlflüssigkeit.
Der Wirkungsgrad des Wärmepumpe-Zyklusses lässt sich mit dem Koeffizient der Leistung (COP) messen.
COP ist das Verhältnis der in die Anlage gelangenden Energie (in dem Fall die dem aufzuwärmenden Wasser
übergebene Wärme) und des vom Kompressor beziehungsweise von den Hilfsanlagen der Anlage angewandten
Stromes. COP ändert sich je nach dem Typ der Wärmepumpe und den Betriebsumständen. Ein Beispiel dafür:
COP Wert 3 bedeutet, dass nach jeder 1 kWh verbrauchten Stromenergie die Wärmepumpe 3 kWh Wärme dem
aufzuwärmenden Material übergibt, wovon 2 kWh einer freien Quelle entzogen wird. Die COP Nennwerte für
den HB300(C) Boiler mit Wärmepumpe sind in der
Tabelle
1.1.1
mit technischen Daten angegeben.
Die typischen Temperaturen des Wärmepumpe-Zykluses, in Zusammenhang mit den Merkmalen der freien
Abb. 3.2.-1.
