Do-it-yourself-Erdwärmepumpe zum Heizen von Häusern: Gerät, Design, Selbstmontage

Vorteile von Wärmepumpen

Zu den Vorteilen von Heizungsanlagen mit Wärmepumpen gehören:

1. Wirtschaftliche Effizienz. Mit den Kosten von 1 kW elektrischer Energie können Sie 3-4 kW Wärme erhalten. Dies sind durchschnittliche Indikatoren, weil. Der Wärmeumwandlungskoeffizient hängt von der Art der Ausrüstung und den Konstruktionsmerkmalen ab.
2. Umweltsicherheit.Während des Betriebs der thermischen Anlage gelangen keine Verbrennungsprodukte oder andere potenziell gefährliche Stoffe in die Umwelt. Das Gerät ist ozonsicher. Seine Verwendung ermöglicht es Ihnen, Wärme zu erhalten, ohne die Umwelt im geringsten zu schädigen.
3. Vielseitigkeit der Anwendung. Bei der Installation von Heizsystemen, die mit herkömmlichen Energiequellen betrieben werden, wird der Hausbesitzer von Monopolisten abhängig. Sonnenkollektoren und Windkraftanlagen sind nicht immer kostengünstig. Aber Wärmepumpen können überall installiert werden. Die Hauptsache ist, den richtigen Systemtyp zu wählen.
4. Multifunktionalität. In der kalten Jahreszeit heizen die Anlagen das Haus und in der Sommerhitze können sie im Klimamodus arbeiten. Die Ausrüstung wird in Warmwassersystemen verwendet, die an die Konturen der Fußbodenheizung angeschlossen sind.
5. Betriebssicherheit. Wärmepumpen benötigen keinen Brennstoff, sie setzen während ihres Betriebs keine giftigen Substanzen frei und die maximale Temperatur der Geräteeinheiten überschreitet 90 Grad nicht. Diese Heizsysteme sind nicht gefährlicher als Kühlschränke.

Es gibt keine idealen Geräte. Wärmepumpen sind zuverlässig, langlebig und sicher, aber ihre Kosten hängen direkt von der Leistung ab.

Hochwertige Ausstattung zur vollwertigen Heizungs- und Warmwasserversorgung eines 80 qm großen Einfamilienhauses kostet etwa 8000-10000 Euro. Hausgemachte Produkte haben einen geringen Stromverbrauch und können zum Heizen einzelner Räume oder Wirtschaftsräume verwendet werden.

Die Effizienz der Installation hängt vom Wärmeverlust des Hauses ab. Es ist sinnvoll, die Geräte nur in Gebäuden zu installieren, in denen ein hohes Maß an Isolierung vorhanden ist und die Wärmeverlustraten nicht höher als 100 W / m2 sind.

Die Ausrüstung ist zuverlässig und fällt selten aus

Wenn es hausgemacht ist, ist es wichtig, einen hochwertigen Kompressor zu wählen, am besten von einem Kühlschrank oder einer Klimaanlage einer vertrauenswürdigen Marke

Schema der Ausführung der hydrothermalen Heizung

Am weitesten verbreitet sind bis heute drei grundlegend unterschiedliche Schemata zur Anordnung einer unterirdischen Heizung. Um eine maximale Effizienz der Beheizung eines Hauses zu gewährleisten, sollte die Gesamtfläche des externen unterirdischen Kreislaufs das 2,5-fache der beheizten Fläche eines Wohngebäudes betragen.

Bei der autonomen Heizung kommen folgende Arten der Erdwärme zum Einsatz:

1. Unterwasseroption.
2. Horizontales Lesezeichen.
3. Brunnenbau.

In jedem Fall hängt die Wahl der einen oder anderen Art der Erdwärmeheizung von der Fläche des Hauses, den finanziellen Möglichkeiten des Hausbesitzers und den Eigenschaften der Gegend ab. Die Unterwasseroption kann in Fällen verwendet werden, in denen sich in der Nähe tiefe Gewässer befinden, die in der Wintersaison nicht zufrieren.

Es gibt verschiedene Arten, eine solche Heizung zu verlegen

Horizontales Lesezeichen

Diese Option der hydrothermalen Beheizung beinhaltet die Ausführung einer Baugrube in der Nähe des Hauses, deren Tiefe 2 Meter tiefer sein wird als der Gefrierpunkt des Bodens. Um ein Privathaus mit einer Fläche von 100 Quadratmetern zu beheizen, muss dementsprechend eine Grube mit einer Tiefe von mehr als 3 Metern und einer Gesamtfläche von 250 Quadratmetern gegraben werden.

Wenn die verfügbare Fläche des Geländes die Herstellung einer solchen Grube zulässt, ist die horizontale Verlegung die beste Option für die geothermische Beheizung eines Privathauses. In der Grube ist ein Rohrsystem verlegt, durch das ein nicht gefrierendes Kühlmittel zirkuliert. Der externe Heizkreis wird ins Haus geführt und an den Wärmetauscher angeschlossen.

Unter den Vorteilen dieses Schemas für die Implementierung einer Erdwärmeheizung ist es üblich, seine Effizienz, einfache Anordnung und Reduzierung der Kosten für die Installation eines externen Kreislaufs hervorzuheben. Gleichzeitig müssen die zwingenden Anforderungen für die korrekte Berechnung des Grubenvolumens berücksichtigt werden, die auf einem kleinen Grundstück nicht immer möglich sind.

Geothermische Hausheizung:

Unterwasseroption

Eigentümer von Privathäusern, die in der Nähe von Seen und Flüssen leben, entscheiden sich häufig für die Option der hydrothermalen Heizung mit einer Unterwasseroption. Es muss nur über die Lage der Außenkontur nachgedacht werden, die sich in einer Tiefe von mehr als 4 Metern befindet, wodurch die Möglichkeit des Einfrierens des Sees oder Flusses auf den Grund ausgeschlossen wird. Der unterirdische und oberirdische Teil des Kreislaufs, der direkt vom Ufer des Sees zum beheizten Privathaus führt, ist notwendigerweise isoliert, und die Rohre werden unterirdisch in einer Tiefe unterhalb des Gefrierpunkts des Bodens verlegt.

Die Verwendung der Unterwasseroption ermöglicht es, die Anordnung des Heizsystems eines Privathauses zu vereinfachen, da keine teuren und komplexen Erdarbeiten durchgeführt werden müssen. Der externe Kreislauf wird durch die Wärme des Wassers erwärmt, wonach das erwärmte Kühlmittel dem System zugeführt wird, wodurch die Funktionsfähigkeit der Ausrüstung sichergestellt wird.

Ausführung von hydrothermalen Brunnen

Die Implementierung von Erdwärmebrunnen für die Organisation einer autonomen Heizung ist die beste Option, die die Kosten des Hausbesitzers erheblich senken kann. Der Brunnen wird bis zu einer Tiefe von 30-50 Metern gebohrt, was die Heizeffizienz erhöht, da in großen Tiefen die Temperatur der Erde höher ist als an der Oberfläche selbst.

Das Bohren eines Brunnens ist eine der effektivsten Methoden zum Installieren einer solchen Heizung.

Heutzutage entscheiden sich viele Hausbesitzer, die ein autonomes geothermisches Heizsystem für ein Privathaus ausstatten, für die Option, Brunnen zu bohren, was die Verlegung des Stromkreises erheblich vereinfacht. In diesem Fall ist die maximale Effizienz der verwendeten Geräte gewährleistet, sodass Sie alle Möglichkeiten solcher moderner Technologien auch auf kleinem Raum nutzen können.

Die Implementierung der Beheizung eines Privathauses durch die Verlegung eines externen Kreislaufs in Tiefbrunnen ermöglicht es, die Gesamtkosten für die Einrichtung einer autonomen Heizung in einem Haus um 20-30% zu senken. Aufgrund der hohen Erwärmungstemperatur des Kühlmittels im tiefen Kreislauf ist es möglich, Heizungsanlagen mit geringer Kapazität zu verwenden, was die Installation von Geräten vereinfacht, deren Kosten senkt und gleichzeitig maximalen Komfort für das Leben in einem Privathaus bietet.

1 Wie es funktioniert

Eine Wärmepumpe ist eine Reihe von Geräten, deren Aufgabe es ist, Wärmeenergie zu sammeln und an den Verbraucher zu liefern. Die Quelle der Wärmeenergie kann jedes Medium oder jeder Körper mit einer Temperatur über 1 Grad sein. Um das Funktionsprinzip dieser Geräte besser zu verstehen, sollten Sie sich mit ihren Funktionsmerkmalen vertraut machen:

• Das Gerät erzeugt selbst keine Wärmeenergie.
• Die Wärmepumpe benötigt zum Betrieb Strom.
• Das Funktionsprinzip des Geräts basiert auf dem Carnot-Kreisprozess, der in allen Kühlaggregaten verwendet wird.

In letzter Zeit hat sich die Technologie zur Herstellung von Wärmepumpen erheblich verbessert. Moderne Geräte können der Luft mit einer Temperatur von bis zu -30 Grad sowie Wasser und Erde - bis zu 2 Grad - Wärmeenergie entziehen.Freon ist das Arbeitsmedium im Carnot-Zyklus. Diese gasförmige Substanz beginnt bei Minusgraden zu sieden. Das Kältemittel verdampft und kondensiert nacheinander in zwei Wärmetauscherkammern, während es Energie aus der Umgebung aufnimmt. Dann transportiert er es zum Verbraucher.

Das Schema einer Wärmepumpe ähnelt dem Funktionsprinzip einer zum Heizen arbeitenden Klimaanlage:

• Während sich Freon im flüssigen Zustand befindet, zirkuliert das Kältemittel durch die Rohre des Wärmetauschers. Unter Wärmeenergie aus der Umgebung kocht Freon und beginnt zu verdampfen.
• Dann tritt das Gas in den Kompressor ein, der den Druck auf den gewünschten Wert erhöht. Dadurch steigt der Siedepunkt des Kältemittels und der Stoff kondensiert bei höherer Temperatur.
• Beim Durchgang durch die innere Wärmeaustauschkammer gibt Freon die angesammelte Energie an das Kühlmittel ab und geht wieder in einen flüssigen Zustand über.
• Danach tritt das Gas in den Empfänger und den Gashebel ein. Wenn der Druck der Substanz reduziert wird, wird der Arbeitszyklus wiederholt.

Erdwärmeheizung zum Selbermachen zu Hause

Es ist durchaus möglich, eine Erdwärmeheizung in Eigenregie zu montieren und in Betrieb zu nehmen. Im Laufe der Arbeit können jedoch Schwierigkeiten auftreten. Dies betrifft zunächst die Installation einer externen Schaltung im Boden. In Ermangelung der erforderlichen Fähigkeiten wird daher empfohlen, die Einstellung des Systems Fachleuten anzuvertrauen, die eine kompetente Berechnung durchführen und das gesamte Erdwärmeheizungssystem montieren.

Vorläufige Berechnungen

Damit die Erdwärme den geplanten Effekt bringt, müssen Berechnungen angestellt werden. Sie helfen Ihnen bei der Auswahl der Leistung der Pumpausrüstung.Ungefähre Zahlen für Gebäude mit unterschiedlicher Wärmedämmung sind unterschiedlich. Um einen Quadratmeter zu heizen, benötigen Sie also:

• ohne Wärmedämmung - 120 W;

• mit herkömmlicher Wärmedämmung - 80 W;

• mit energiesparender Isolierung - 40 Watt.

Für Berechnungen benötigen Sie auch Zahlen, die den Wärmeverlust im Haus bestimmen. Wenn zum Beispiel für ein Wohngebäude mit einer Fläche von 180 qm. Zähler mit hochwertiger Wärmedämmung, Wärmeverlust beträgt 9 kW / Tag, dann muss das Gerät eine Leistung von 216 kWh (9 kW x 24 Stunden) liefern. Unter Berücksichtigung der zeitlich unterschiedlichen Wärmeverluste wird ein Zuschlag von 10-20 % erhoben. Damit soll die endgültige Pumpenleistung der Erdwärmeheizung 10,8 kW betragen.

Bei der Berechnung ist es wichtig, einige Punkte zu berücksichtigen. Dazu gehört die Temperatur des Bodens auf der Höhe des Brunnens

In Zentralrussland hält es sich innerhalb von + 8 ... + 10 Grad (in einer Tiefe von 15 bis 20 Metern). Bei horizontaler Anordnung des Außenkreises der Heizungsanlage wird eine Leistung von 50 kW pro Meter berücksichtigt. Die genauen Zahlen sind abhängig von den geologischen Bedingungen (Feuchtigkeit, Vorhandensein von Grundwasser). Unterschiedliche Böden geben unterschiedliche Indikatoren:

• Trockener Boden - 25 W / m;

• Nasses Substrat - 45-55 W / m;

• Hartgestein - 85 W / m;

• Das Vorhandensein von Grundwasser - 110 W / m.

Wie ist die Installation der Heizungsanlage

Wassersysteme sind eine Rarität, Erdwärme durch das Erdreich am meisten nachgefragt. Daher ist die erste Arbeitsphase mit dem Bohren von Brunnen oder dem Graben einer Grube verbunden. Mit speziellen Geräten werden Aussparungen bis zu einer Tiefe von 20 bis 100 Metern hergestellt. Der Boden der Grube ist mit Sand bedeckt.Weiterhin werden in die fertigen Aussparungen oder Gräben Kunststoffrohre verlegt, die einem Druck von ca. 6 bar standhalten. Diese Rohre fungieren als Sonden.

Bei der Installation wird eine Rohrverrohrung aus drei oder vier Leitungen verwendet, während die Randabschnitte in Form des Buchstabens "U" verbunden werden. Der Außenkreis kann fertig konfektioniert oder separat montiert werden.

Wenn der schwierigste Teil der Arbeiten zur Installation einer Erdwärmeheizung abgeschlossen ist, beginnen sie mit dem Anschluss der Pumpe. Die Verkabelung bei dieser Methode ähnelt der Verkabelung einer herkömmlichen Heizungsanlage.

Das Funktionsprinzip des Geräts

Wer mit dem Thema wirtschaftliches Heizen in Berührung kommt, dem ist der Name „Wärmepumpe“ ein Begriff. Vor allem in Kombination mit Begriffen wie „Land-Wasser“, „Wasser-Wasser“, „Wasser-Luft“ usw. Eine solche Wärmepumpe mit Frenett-Gerät hat praktisch nichts gemeinsam, außer vielleicht den Namen und das Endergebnis in Form von Wärmeenergie, die schließlich zum Heizen genutzt wird.

Wärmepumpen nach dem Carnot-Prinzip erfreuen sich sowohl als kostengünstige Heizungsorganisation als auch als umweltfreundliches System großer Beliebtheit. Der Betrieb eines solchen Gerätekomplexes ist mit der Akkumulation von in natürlichen Ressourcen (Erde, Wasser, Luft) enthaltener Energie mit niedrigem Potenzial und ihrer Umwandlung in Wärmeenergie mit hohem Potenzial verbunden. Die Erfindung von Eugene Frenette ist ganz anders arrangiert und funktioniert.

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Das von E. Frenette entwickelte Wärmeerzeugungssystem ist nicht unbedingt der Klasse der Wärmepumpen zuzuordnen. Gemäß der Konstruktion und den technologischen Merkmalen handelt es sich um eine Heizung

Die Einheit nutzt bei ihrer Arbeit keine Geo- oder Solarenergiequellen.Das darin enthaltene Ölkühlmittel wird durch die Reibungskraft erhitzt, die durch rotierende Metallscheiben erzeugt wird.

Der Arbeitskörper der Pumpe ist ein mit Öl gefüllter Zylinder, in dem sich die Drehachse befindet. Dies ist eine Stahlstange, die mit parallelen Scheiben ausgestattet ist, die etwa 6 cm voneinander entfernt angeordnet sind.

Die Zentrifugalkraft drückt das erwärmte Kühlmittel in die mit dem Gerät verbundene Spule. Das erhitzte Öl tritt am oberen Anschlusspunkt aus dem Gerät aus. Das abgekühlte Kühlmittel wird von unten wieder zurückgeführt

Aussehen Frenette Wärmepumpe

Aufwärmen des Geräts während des Betriebs

Hauptstrukturkomponenten

Die tatsächlichen Abmessungen eines der Modelle

Das Funktionsprinzip dieser Vorrichtung basiert auf der Nutzung von Wärmeenergie, die bei Reibung freigesetzt wird. Das Design basiert auf Metallflächen, die nicht nah beieinander liegen, sondern in einiger Entfernung. Der Raum zwischen ihnen ist mit Flüssigkeit gefüllt. Teile des Geräts drehen sich mit Hilfe eines Elektromotors relativ zueinander, die Flüssigkeit im Inneren des Gehäuses und in Kontakt mit den rotierenden Elementen wird erhitzt.

Die dabei entstehende Wärme kann zur Erwärmung des Kühlmittels genutzt werden. Einige Quellen empfehlen, diese Flüssigkeit direkt für das Heizsystem zu verwenden. Meistens wird ein herkömmlicher Kühler an eine hausgemachte Frenett-Pumpe angeschlossen. Als Heizflüssigkeit empfehlen Experten dringend die Verwendung von Öl und nicht von Wasser.

Während des Betriebs der Pumpe neigt dieses Kühlmittel dazu, sich sehr stark zu erhitzen. Wasser kann unter solchen Bedingungen einfach kochen. Heißer Dampf auf engstem Raum erzeugt Überdruck, der in der Regel zum Bruch von Rohren oder Gehäusen führt.Es ist viel sicherer, in einer solchen Situation Öl zu verwenden, da sein Siedepunkt viel höher ist.

Um eine Frenette-Wärmepumpe herzustellen, benötigen Sie einen Motor, einen Kühler, mehrere Rohre, eine Stahldrosselklappe, Stahlscheiben, eine Metall- oder Kunststoffstange, einen Metallzylinder und einen Mutternsatz (+)

Es besteht die Meinung, dass der Wirkungsgrad eines solchen Wärmeerzeugers 100% übersteigt und sogar 1000% betragen kann. Aus Sicht der Physik und Mathematik ist dies keine ganz richtige Aussage. Der Wirkungsgrad spiegelt die Energieverluste wider, die nicht für das Heizen, sondern für den tatsächlichen Betrieb des Geräts aufgewendet werden. Vielmehr spiegeln die phänomenalen Behauptungen über die unglaublich hohe Effizienz der Frenette-Pumpe ihre Effizienz wider, die wirklich beeindruckend ist.

Die Stromkosten für den Betrieb des Geräts sind vernachlässigbar, aber die dadurch erhaltene Wärmemenge ist sehr spürbar. Das Aufheizen des Kühlmittels auf die gleichen Temperaturen beispielsweise mit Hilfe eines Heizelements würde eine viel größere Menge an Strom erfordern, vielleicht das Zehnfache. Eine Haushaltsheizung mit einem solchen Stromverbrauch würde nicht einmal heizen.

Warum sind nicht alle Wohn- und Gewerberäume mit solchen Geräten ausgestattet? Die Gründe können unterschiedlich sein. Dennoch ist Wasser ein einfacheres und bequemeres Kühlmittel als Öl. Es erwärmt sich nicht auf so hohe Temperaturen, und es ist einfacher, die Folgen von Wasserlecks zu beseitigen als verschüttetes Öl.

Ein weiterer Grund kann sein, dass zum Zeitpunkt der Erfindung der Frenette-Pumpe bereits ein Zentralheizungssystem existierte und erfolgreich funktionierte. Seine Demontage zum Ersatz durch Wärmegeneratoren wäre zu teuer und würde viele Unannehmlichkeiten mit sich bringen, sodass niemand diese Option auch nur ernsthaft in Betracht gezogen hat.Wie sagt man so schön, das Bessere ist des Guten Feind.

Das Funktionsprinzip von Wärmepumpen

Das Funktionsprinzip eines Geräts zum Heizen eines Hauses basiert auf der Tatsache, dass ein Stoff (Kältemittel) bei der Zustandsänderung Wärmeenergie abgeben oder wegnehmen kann. Diese Idee ist die Grundlage für die Funktion des Kühlschranks (dadurch wird die Rückwand des Geräts heiß).

Die Thermopumpe zum Heizen funktioniert wie folgt:

1. Durch die Energie des Wärmeträgers wird das einströmende Medium in der Verdampfungsstrecke um 5 Grad gekühlt.
2. Das gekühlte Medium tritt in den Kompressor ein, der es durch Arbeit komprimiert und erwärmt.
3. Bereits heißes Gas gelangt in den Wärmetauscherraum, wo es seine eigene Wärme an das Heizsystem abgibt.
4. Das kondensierte Kältemittel wird zum Anfang des Kreislaufs zurückgeführt.

Gerät

Eine Wärmepumpe zum Heizen eines Hauses besteht aus mehreren Hauptkonturelementen:

• ein Kreislauf mit einem Kühlmittel, das Energie von einer Wärmequelle bewegt;
• ein Kreislauf mit Freon, der periodisch verdampft, Wärmeenergie aus dem ersten Kreislauf aufnimmt und sich wieder mit Kondensat absetzt, wobei Wärme auf den dritten übertragen wird;
• ein Kreislauf, in dem eine Flüssigkeit zirkuliert, die ein Wärmeträger zum Heizen ist.

Der Betrieb einer Wärmepumpe zum Heizen eines Hauses ist finanziell vorteilhaft. Der Grund dafür ist, dass das Gerät keine große Leistung benötigt (der Stromverbrauch ist dementsprechend nicht höher als der eines Standard-Haushaltsgeräts), aber es erzeugt im Vergleich zum verbrauchten Strom 4-mal mehr Wärme.

Es ist auch nicht erforderlich, eine separate Verdrahtungsleitung zum Anschluss der Pumpe anzulegen.

Vorteile und Nachteile

Bevor Sie sich für oder gegen eine Wärmepumpe entscheiden, sollten Sie sich mit den Vor- und Nachteilen ihres Betriebs vertraut machen. Die wichtigsten Vorteile einer Wärmepumpe sind:

• geringer Stromverbrauch zum Heizen des Hauses;
• keine Notwendigkeit für regelmäßige Inspektion und Wartung, was die Betriebskosten einer Wärmepumpe zum Heizen minimal macht;
• Die Installation in jedem Bereich ist erlaubt. Die Pumpe kann mit Wärmeenergiequellen wie Luft, Erde und Wasser arbeiten. Daher wird es möglich, es an fast jedem Ort zu installieren, an dem ein Haus gebaut werden soll. Und bei Entfernung von der Gasleitung ist das Gerät die am besten geeignete Heizmethode. Auch wenn kein Strom vorhanden ist, kann der Betrieb des Kompressors durch einen Antrieb auf Benzin- oder Dieselbasis sichergestellt werden;
• Die Beheizung des Hauses erfolgt automatisch. Es ist nicht erforderlich, Brennstoff hinzuzufügen oder andere Manipulationen vorzunehmen, wie beispielsweise bei Kesselausrüstungen;
• keine Umweltbelastung durch schädliche Gase und Substanzen. Alle verwendeten Kältemittel sind absolut sicher und umweltfreundlich;
• Brandschutz. Die Bewohner des Hauses werden niemals durch eine Überhitzung der Wärmepumpe einer Explosion oder Beschädigung ausgesetzt sein;
• die Möglichkeit des Betriebs auch unter kalten Winterbedingungen (bis -15 Grad);
• Eine hochwertige Wärmepumpe zum Heizen eines Hauses kann bis zu 50 Jahre halten. Der Kompressor muss nur alle 20 Jahre ausgetauscht werden.

Sehen Sie sich die Vor- und Nachteile des Videos an

Wie jedes Gerät haben Wärmepumpen bestimmte Nachteile:

1. Wenn die Umgebungstemperatur unter 15 Grad fällt, kann die Pumpe nicht arbeiten.In diesem Fall müssen Sie eine zweite Wärmequelle installieren. Bei sehr niedrigen Temperaturen wird der Boiler, Generator oder die elektrische Heizung eingeschaltet;
2. Hohe Kosten für die Ausrüstung. Es wird ungefähr 350.000 bis 700.000 Rubel kosten, und der gleiche Betrag muss für den Bau einer Geothermiestation und die Installation des Geräts ausgegeben werden. Nur bei einer Wärmepumpe mit Luft als Wärmequelle ist kein zusätzlicher Installationsaufwand erforderlich;
3. Am besten wird eine Wärmepumpe in Kombination mit einer Fußbodenheizung oder Gebläsekonvektoren installiert, jedoch müssen ältere Gebäude saniert und möglicherweise sogar umfassend renoviert werden, was zusätzlichen Zeit- und Kostenaufwand bedeutet. Wenn ein Privathaus von Grund auf neu gebaut wird, gibt es kein solches Problem;
4. Während des Betriebs der Wärmepumpe sinkt die Temperatur des Erdreichs, das sich um die Rohrleitung mit dem Wärmeträger befindet. Dies führt zum Tod einiger Mikroorganismen, die am Funktionieren der Umwelt beteiligt sind. Der Umwelt wird also immer noch etwas Schaden zugefügt, der aber deutlich geringer ist als der Schaden durch die Gas- oder Ölförderung.

Vorteile einer Erdwärmeheizung

Geothermische Heizsysteme haben mehrere Vorteile:

• Die Freisetzung von thermischer Energie ist um ein Vielfaches höher als der Stromverbrauch, den die Pumpe benötigt.
• Die Umweltsicherheit ist größer als bei anderen Heizsystemen, da Erdwärmeheizungen keine schädlichen Emissionen erzeugen.
• Damit das geothermische System funktioniert, werden weder Brennstoff noch zusätzliche Chemikalien benötigt. Daher ist es sicher für Besitzer und Umwelt.
• Beim Betrieb einer solchen Heizung besteht keine Explosions- oder Brandgefahr.
• Wenn die Heizungsanlage fachgerecht installiert ist, hält sie ohne technischen Support mindestens 30 Jahre.

Bau von geothermischen Anlagen

Bau von geothermischen Anlagen

Schon der Name macht deutlich, dass es bei dieser Art der Heizung im Wesentlichen darum geht, die Energie der Erde zu nutzen. Nach dem Funktionsprinzip ähnelt es entfernt Klimaanlagen oder Kühlschränken.

Das Hauptelement ist eine Wärmepumpe, die an zwei Kreisläufe angeschlossen ist.

1. Der interne Kreislauf bedeutet das uns bekannte Heizsystem, es besteht aus Heizkörpern und Rohrleitungen.
2. Extern - Dies ist ein sehr dimensionaler Wärmetauscher, der unterirdisch oder in einem Reservoir installiert ist. Darin wird das Kühlmittel (und es kann sich um reines Wasser oder Frostschutzmittel handeln), das die Umgebungstemperatur angenommen hat, der Wärmepumpe zugeführt, von wo aus die angesammelte Wärme in den internen Kreislauf gelangt. So heizen die Heizungen im Haus auf.

Das Hauptelement des Systems ist genau die Wärmepumpe - ein Gerät, das nicht mehr Platz einnimmt als ein Gasherd. Die Leistung der Wärmepumpe ist recht hoch: Für jedes eingesetzte Kilowatt Energie produziert sie bis zu fünf Kilowatt Wärme.

Betriebsdiagramm der Wärmepumpe

Natürlich ist die Erdwärmeheizung mit Abstand am zeit- und kostenintensivsten. Das meiste Geld muss für Erdarbeiten und zugehörige Ausrüstung, einschließlich einer Wärmepumpe, ausgegeben werden. Und viele fragen sich, ob es möglich ist, daran zu sparen und beispielsweise eine selbstgebaute Wärmepumpe zu bauen. Um dies herauszufinden, müssen Sie die Arten und Merkmale der Geräte verstehen.

Wir installieren Erdwärmeheizungen selbst

Ein solches Merkmal fällt uns sofort auf: Wer sich für eine Heizung mit Erdwärme entscheidet, muss dafür einmalig viel investieren. Natürlich werden sich diese Kosten im Laufe der Zeit auszahlen, da wir für ein oder zwei Jahre keine Wohnungen für uns selbst bauen. Außerdem steigen die Gas- und Strompreise jedes Jahr, und bei einem geothermischen System wissen Sie nicht, was diese Preiserhöhungen sind.

In diesem System wird jedoch das meiste davon unterirdisch verborgen sein. Heizen mit Erdenergie ist das Vorhandensein eines Brunnens und eines Wärmetauschers. In der Wohnung müssen Sie nur ein Gerät aufstellen, das Wärme erzeugt - normalerweise nimmt es nicht viel Platz ein.

Wie eine Wärmepumpe funktioniert

Auf einem solchen Gerät kann der Benutzer die Temperatur steuern und Wärmeenergie zuführen. Die Installation des Heizsystems selbst im Gehäuse erfolgt wie gewohnt - mit einer Verzweigung der Rohrleitung und der Heizkörper. Wenn Sie ein Privathaus haben oder das Gebäude selbst klein ist, wird in diesem Fall der Generator des Systems in einem separaten Raum oder im Keller angezeigt.

Das Funktionsprinzip von Wärmepumpen

Es sollte beachtet werden, dass fast jedes Medium thermische Energie hat. Warum nicht die vorhandene Wärme nutzen, um Ihr Zuhause zu heizen? Eine Wärmepumpe hilft dabei.

Das Funktionsprinzip einer Wärmepumpe ist wie folgt: Wärme wird von einer Energiequelle mit niedrigem Potenzial auf das Kühlmittel übertragen. In der Praxis passiert alles wie folgt.

Das Kühlmittel strömt durch Rohre, die beispielsweise im Boden vergraben sind. Dann gelangt das Kühlmittel in den Wärmetauscher, wo die gesammelte Wärmeenergie an den zweiten Kreislauf übertragen wird. Das Kältemittel, das sich im Außenkreislauf befindet, erwärmt sich und wird gasförmig.Danach gelangt das gasförmige Kältemittel in den Kompressor, wo es verdichtet wird. Dadurch erwärmt sich das Kältemittel noch mehr. Heißes Gas gelangt zum Kondensator, und dort gelangt die Wärme zum Kühlmittel, das bereits das Haus selbst heizt.

Erdwärme zu Hause: So funktioniert es

Kälteanlagen sind nach dem gleichen Prinzip angeordnet. Das bedeutet, dass Kälteaggregate zur Kühlung der Raumluft eingesetzt werden können.

Arten von Wärmepumpen

Es gibt verschiedene Arten von Wärmepumpen. Am häufigsten werden Geräte jedoch nach der Art des Kühlmittels im externen Kreislauf klassifiziert.

Geräte können Energie entnehmen

• Wasser,
• Boden,
• Luft.

Die im Haus entstehende Energie kann zur Raumheizung, zur Warmwasserbereitung genutzt werden. Daher gibt es verschiedene Arten von Wärmepumpen.

Wärmepumpen: Erdreich - Wasser

Die beste Option für alternatives Heizen ist die Gewinnung von Wärmeenergie aus dem Erdreich. Die Erde hat also bereits in einer Tiefe von sechs Metern eine konstante und unveränderliche Temperatur. Als Wärmeträger in den Rohren wird eine spezielle Flüssigkeit verwendet. Die Außenkontur des Systems besteht aus Kunststoffrohren. Rohre im Boden können vertikal oder horizontal verlegt werden. Wenn die Rohre horizontal verlegt werden, muss eine große Fläche zugewiesen werden. Bei horizontal verlegten Rohren ist eine landwirtschaftliche Nutzung des Bodens nicht möglich. Sie können nur Rasen arrangieren oder Einjährige pflanzen.

Um Rohre vertikal im Boden anzuordnen, müssen mehrere Brunnen mit einer Tiefe von bis zu 150 Metern erstellt werden.Dies wird eine effiziente Erdwärmepumpe sein, da die Temperatur in großer Tiefe in Erdnähe hoch ist. Zur Wärmeübertragung werden Tiefensonden verwendet.

Art der Wasser-Wasser-Pumpe

Außerdem kann Wärme aus Wasser gewonnen werden, das sich tief unter der Erde befindet. Es können Teiche, Grundwasser oder Abwasser verwendet werden.

Dabei ist zu beachten, dass es keine grundsätzlichen Unterschiede zwischen den beiden Systemen gibt. Die geringsten Kosten sind erforderlich, wenn ein System zur Gewinnung von Wärme aus einem Reservoir geschaffen wird. Rohre müssen mit Kühlmittel gefüllt und in Wasser getaucht sein. Um ein System zur Wärmeerzeugung aus Grundwasser zu schaffen, ist eine komplexere Konstruktion erforderlich.

Luft-Wasser-Pumpen

Es ist möglich, Wärme aus der Luft zu gewinnen, aber in Regionen mit sehr kalten Wintern ist ein solches System nicht effektiv. Gleichzeitig ist die Installation des Systems sehr einfach. Sie müssen nur das gewünschte Gerät auswählen und installieren.

Ein bisschen mehr über das Funktionsprinzip von Erdwärmepumpen

Zum Heizen ist es sehr vorteilhaft, Wärmepumpen zu verwenden. Häuser mit einer Fläche von mehr als 400 Quadratmetern amortisieren die Kosten des Systems sehr schnell. Aber wenn Ihr Haus nicht sehr groß ist, können Sie mit Ihren eigenen Händen ein Heizsystem bauen.

Zuerst müssen Sie einen Kompressor kaufen. Geeignet ist ein Gerät, das mit einer herkömmlichen Klimaanlage ausgestattet ist. Wir montieren es an der Wand. Sie können Ihren eigenen Kondensator herstellen. Es ist notwendig, eine Spule aus Kupferrohren herzustellen. Es befindet sich in einem Kunststoffgehäuse. Der Verdampfer wird ebenfalls an der Wand montiert. Löten, Freon nachfüllen und ähnliche Arbeiten sollten nur von einem Fachmann durchgeführt werden. Ungeschickte Handlungen führen nicht zu einem guten Ergebnis. Außerdem kann man sich verletzen.

Vor der Inbetriebnahme der Wärmepumpe muss der Zustand der Elektrifizierung des Hauses überprüft werden.Die Leistung des Messgeräts sollte 40 Ampere betragen.

Hausgemachte Erdwärmepumpe

Beachten Sie, dass eine selbst erstellte Wärmepumpe nicht immer den Erwartungen entspricht. Der Grund dafür ist das Fehlen korrekter thermischer Berechnungen. Das System ist zu schwach und die Wartungskosten steigen

Daher ist es wichtig, alle Berechnungen genau durchzuführen.

Optionen für die Anordnung einer Erdwärmeheizung

Methoden zum Anordnen der Außenkontur

Damit möglichst viel Erdenergie für die Beheizung des Hauses genutzt werden kann, muss der Außenkreislauf richtig gewählt werden. Tatsächlich kann jedes Medium eine Quelle thermischer Energie sein – Erde, Wasser oder Luft.

Es ist jedoch wichtig, saisonale Änderungen der Wetterbedingungen zu berücksichtigen, wie oben beschrieben.

Derzeit gibt es zwei Arten von Systemen, die aufgrund der Erdwärme effektiv zum Heizen eines Hauses verwendet werden - horizontal und vertikal. Der entscheidende Auswahlfaktor ist die Fläche des Grundstücks. Davon hängt die Verlegung der Rohre zur Beheizung des Hauses mit Erdenergie ab.

Darüber hinaus werden folgende Faktoren berücksichtigt:

• Bodenzusammensetzung. In felsigen und lehmigen Gebieten ist es schwierig, vertikale Schächte zum Verlegen von Autobahnen herzustellen;
• Boden Gefriergrad. Er bestimmt die optimale Tiefe der Rohre;
• Lage des Grundwassers. Je höher sie sind, desto besser für Erdwärme. In diesem Fall steigt die Temperatur mit der Tiefe an, was die optimale Bedingung für das Heizen aus der Energie der Erde ist.

Sie müssen auch über die Möglichkeit der umgekehrten Energieübertragung im Sommer Bescheid wissen. Dann funktioniert die Heizung eines Privathauses vom Boden aus nicht und die überschüssige Wärme gelangt vom Haus in den Boden.Alle Kälteanlagen arbeiten nach dem gleichen Prinzip. Dafür müssen Sie jedoch zusätzliche Geräte installieren.

Horizontales geothermisches Heizsystem

Horizontale Anordnung der Außenrohre

Die gebräuchlichste Art, Autobahnen im Freien zu installieren. Es ist praktisch für eine einfache Installation und die Möglichkeit, fehlerhafte Abschnitte der Pipeline relativ schnell auszutauschen.

Für die Installation nach diesem Schema wird ein Kollektorsystem verwendet. Dazu werden mehrere Konturen erstellt, die sich in einem Mindestabstand von 0,3 m voneinander befinden. Verbunden sind sie über einen Kollektor, der das Kühlmittel weiter zur Wärmepumpe führt. Dadurch wird die maximale Energieversorgung zum Heizen aus der Erdwärme sichergestellt.

Es gibt jedoch einige wichtige Dinge zu beachten:

• Große Hoffläche. Bei einem Haus von ca. 150 m² müssen es mindestens 300 m² sein;
• Rohre müssen bis zu einer Tiefe unterhalb des Gefrierpunkts des Bodens befestigt werden;
• Mit der möglichen Bewegung des Bodens bei Frühjahrshochwasser steigt die Wahrscheinlichkeit einer Verschiebung von Autobahnen.

Der entscheidende Vorteil der Erwärmung aus der Erdwärme eines horizontalen Typs ist die Möglichkeit der Selbstanordnung. In den meisten Fällen ist hierfür keine spezielle Ausrüstung erforderlich.

Vertikales Diagramm der Erdwärmeheizung

Vertikales geothermisches System

Dies ist eine zeitaufwändigere Art, die Beheizung eines Privathauses vom Boden aus zu organisieren. Die Pipelines befinden sich vertikal in speziellen Bohrlöchern

Es ist wichtig zu wissen, dass ein solches Schema viel effizienter ist als ein vertikales.

Sein Hauptvorteil besteht darin, den Grad der Wassererwärmung im Außenkreislauf zu erhöhen. Diese.je tiefer die rohre liegen, desto mehr erdwärme für die heizung des hauses gelangt in das system. Ein weiterer Faktor ist die kleine Grundstücksfläche. In einigen Fällen erfolgt die Anordnung des externen Erdwärmekreises bereits vor dem Bau des Hauses in unmittelbarer Nähe des Fundaments.

Welche Schwierigkeiten können bei der Gewinnung von Erdenergie zum Heizen eines Hauses nach diesem Schema auftreten?

• Quantitativ zur Qualität. Bei einer vertikalen Anordnung ist die Länge der Autobahnen viel höher. Dies wird durch eine höhere Bodentemperatur kompensiert. Dazu müssen Sie bis zu 50 m tiefe Brunnen bohren, was eine mühsame Arbeit ist;
• Bodenzusammensetzung. Für felsige Böden müssen spezielle Bohrmaschinen verwendet werden. In Lehm wird, um ein Verschütten des Brunnens zu verhindern, eine Schutzschale aus Stahlbeton oder dickwandigem Kunststoff montiert;
• Bei Störungen oder Verlust der Dichtheit wird der Reparaturprozess komplizierter. In diesem Fall sind langfristige Ausfälle im Heizbetrieb des Hauses für die thermische Energie der Erde möglich.

Aber trotz der hohen Anschaffungskosten und des Installationsaufwands ist die vertikale Anordnung der Autobahnen optimal. Experten raten, ein solches Installationsschema zu verwenden.