Erdwärmepumpe zum Selbermachen zum Heizen eines Hauses: Gerät, Design, Selbstmontage
Sie können die Heizungs- und Warmwasserversorgung eines Privathauses auf unterschiedliche Weise organisieren, beispielsweise durch den Anschluss an die zentrale Gasversorgung oder die Umstellung der Heizungsanlage auf Stromverbrauch. Sind Sie einverstanden?
Oder Sie bauen selbst eine Erdwärmepumpe zusammen und nutzen die Erdwärme effektiv, um angenehme Wohnbedingungen zu schaffen. Natürlich ist dies ein recht arbeitsintensiver Prozess, aber für diejenigen, die sich zumindest ein wenig mit der Technik auskennen, wird es nicht schwierig sein.
In unserem Artikel werden wir über die Funktionsprinzipien und Arten von Geothermieanlagen sprechen. Wir verraten Ihnen, wie Sie aus Schrott eine Wärmepumpe selbst bauen. Darüber hinaus finden Sie in dem Artikel kompetente Ratschläge zur Auswahl von Geoaggregaten. Und die veröffentlichten Videos enthüllen die Geheimnisse der Installation und Funktionsweise von Erdwärmepumpen.
Der Inhalt des Artikels:
Wie funktioniert eine Geothermieanlage?
Der Betriebsalgorithmus einer Erdwärmepumpe basiert auf der Übertragung von Wärme von einer Quelle mit geringem Wärmeenergiepotential auf das Kühlmittel. Die Erde fungiert hier im Sommer als Heizkörper und ist im Winter eine aktive Wärmequelle.
Der Unterschied in den Bodentemperaturen trägt dazu bei, die Gesamteffizienz des Systems zu verbessern und die tatsächlichen Betriebskosten zu senken.
In der Praxis gelangt das aktuelle Kühlmittel in eine im Erdreich verlegte Rohrleitung und wird dort um mehrere Grad erhitzt. Anschließend gelangt die Zusammensetzung in eine Wärmetauschereinheit (oder einen Verdampfer) und überträgt die angesammelte Wärmeenergie an den internen Systemkreislauf.
Das im externen Kreislauf arbeitende Kältemittel wird im Verdampfer erhitzt, in Gas umgewandelt und zum Kompressor geleitet. Dort zieht es sich unter dem Einfluss von hohem Druck zusammen und wird noch heißer.
Das heiße Gas gelangt in die Kondensationsvorrichtung und überträgt Wärmeenergie auf das Arbeitskühlmittel des internen Systems, das für die Beheizung des Hauses verantwortlich ist. Am Ende des Prozesses kehrt das Kältemittel, nachdem es seine Wärme verloren hat, in flüssigem Zustand zu seinem Ausgangspunkt zurück.
Welche Arten von Geothermieanlagen gibt es?
Erdwärmepumpen unterscheiden sich voneinander durch die Art des Kühlmittels an den Innen- und Außenkonturen der Struktur. Die Energie des Gerätes wird aus Erde, Wasser (Grundwasser oder ein offenes natürliches Reservoir) oder Luft gewonnen.
Innerhalb der Wohnräume wird die thermische Ressource zur Beheizung von Räumen, zur Warmwasserbereitung und zur Klimatisierung genutzt.Abhängig von der Kombination der verwendeten Elemente und Funktionen werden Systeme in die Typen „Land-Wasser“, „Wasser-Wasser“ und „Luft-Wasser“ eingeteilt.
Variante 1. Montage mittels Erd-Wasser-Technik
Eine Erd-Wasser-Pumpe ist eine der effektivsten alternativen Heizmöglichkeiten für Wohngebäude. Das Funktionsprinzip beruht auf der Gewinnung von Wärmeenergie aus dem Boden mithilfe von Sonden oder Kollektoren und deren Übertragung auf das Warmwasserbereitungssystem des Hauses.
Bei der Umsetzung der Technologie hilft eine spezielle Anlage, bestehend aus einem Erdwärmetauscher, der unterhalb der Tiefe des tatsächlichen Bodengefrierens liegt, und direkt einer Wärmepumpe, die wie ein Kühlschrank funktioniert, nur umgekehrt (umgekehrter Carnot-Zyklus).
Wie das Gerät funktioniert
Die „Grundwasser“-Anlage, die Wohnräume mit erneuerbarer Erdwärme beheizt, funktioniert nach folgendem Algorithmus:
- Das Arbeitsmedium (Sole oder Frostschutzmittel), das sich entlang des geothermischen Kreislaufs bewegt, nimmt die Temperatur des Bodens an und wird über eine Pumpe an einen Wärmetauscher – Verdampfer – weitergeleitet. Dort gibt es die gesammelte Wärme an Freon ab und kehrt, nachdem es 2-5°C kälter geworden ist, zu seinem Ausgangspunkt zurück.
- Mit Wärmeenergie angereichertes Freon verdampft und gelangt, nachdem es einen gasförmigen Zustand angenommen hat, in die Kompressoreinheit. Dort steigt die Gastemperatur durch Kompression und es bildet sich Kondensation.
- Im Heizsystem des Hauses wird Wärmeenergie auf das Kühlmittel übertragen und das Freon nimmt wieder eine flüssige Form an. Sein Druck sinkt, nachdem es das Expansionsventil des Systems passiert hat, und das Kältemittel kehrt zum Verdampfer zurück, um einen weiteren Teil der Ressource zu gewinnen.
Als Ergebnis dieses Verfahrens ist die Menge an Wärmeenergie, die dem Boden entnommen und an das Heizsystem eines Wohngebäudes übertragen wird, mehr als viermal größer als die Menge an Strom, die für den ordnungsgemäßen Betrieb der Kompressoreinheit und der Umwälzpumpe aufgewendet wird und Steuergerät.
Ein zusätzlicher Vorteil besteht darin, dass das System in die entgegengesetzte Richtung, also zur Kühlung, arbeiten kann. Der Effizienzverlust beträgt zwar 20 %, wird jedoch angesichts der hohen Heizleistung der Geräte als gerechtfertigt angesehen.
Optionen für die Platzierung von Grundwassersystemen
Zur Gestaltung der Außenkontur des Erd-Wasser-Systems werden hochfeste Polymerrohre mit guten Leistungseigenschaften verwendet. Sie werden horizontal auf dem Boden der Grube platziert und erinnern an die Kommunikationsanordnung für „Warmboden“-Komplexe.
Bei der Installation wird eine Fläche von 25-50 Quadratmetern genutzt. m für jedes einzelne Kilowatt installierter Pumpenleistung. Die Tiefe der Grube wird unterhalb der Gefrierlinie gewählt und die genauen Abmessungen und Steigungen der Rohrverlegung werden durch zusätzliche Berechnungen ermittelt.
Die Gebiete, in denen die Kommunikation geotremaler Erd-Wasser-Systeme erfolgt, werden nicht mehr für landwirtschaftliche Zwecke genutzt. Mit ihnen lässt sich ein wunderschöner Rasen oder ein Blumenbeet mit blühenden Einjährigen anlegen.
Die vertikale Installation ist wesentlich problematischer und erfordert den Einsatz professioneller Ausrüstung. Vor Ort wird mit einem Bohrgerät ein Brunnen in einer Tiefe von 20 bis 150 m gebohrt, eine spezielle Erdwärmesonde hineingelassen und an eine Pumpe angeschlossen, die das Heizsystem des Hauses mit Arbeitsflüssigkeit versorgt.
Von Bohrbrunnen ausgehende Peilrohre führen in den Sammelbrunnen. Von dort bis zur Wärmepumpe verlaufen 2 Hauptleitungen (Ressourcenvor- und -rücklauf), die mit einer Isolierbeschichtung ausgestattet sind. Der Durchmesser der Leitung richtet sich nach dem Gesamtvolumen der Anlage und dem zu beheizenden Raum. Manchmal erreichen die Parameter 160 mm.
Aufgrund der Tatsache, dass die Bodentemperatur in der Tiefe aufgrund des Einflusses des Erdkerns immer höher und stabiler ist, gilt die vertikale Verlegung des Heizsystems als die effektivste. Es weist einen hohen Wirkungsgrad auf und arbeitet über viele Jahre zuverlässig ohne Ausfälle oder Ausfälle.
Option 2. Merkmale von Wasser-Wasser-Wärmepumpen
Ein Wasser-Wasser-Geothermiesystem nutzt für seinen Betrieb die Wärmeenergie einer Wasserressource. Dies ist möglich, weil in großen Tiefen die Temperatur des Wassers sowie des Bodens recht hoch bleibt und das ganze Jahr über stabile konstante Werte beibehält.
Es gibt keinen grundsätzlichen konstruktiven Unterschied zwischen der Erd-Wasser- und der Wasser-Wasser-Wärmepumpe. Für einen auf einem offenen Stausee errichteten Komplex sind jedoch die geringsten Finanz- und Arbeitskosten erforderlich.Für die Installation sind keine großflächigen Bohrarbeiten erforderlich.
Das Rohrmaterial mit dem Kühlmittel wird einfach mit einem Gewicht versehen, in Wasser getaucht und über Verbindungsleitungen mit dem Heizsystem des Hauses verbunden.
Diese Option ist jedoch nur möglich, wenn das Grundstück eng an das Wasser grenzt und alle Kommunikationsteile des Systems unter der Kontrolle der Eigentümer stehen. Ist kein Zugang zu offenem Wasser vorhanden, wird das Grundwasserpotenzial genutzt.
Dies erfordert zwar umfangreiche Aushubarbeiten und den Bau komplexer Bauwerke, beispielsweise eines zusätzlichen Brunnens zur Ableitung des durch die Wärmetauschereinheit fließenden Wassers.
Gewöhnlich Wasser-Wasser-Anlagen installiert, wo es nicht möglich ist, eine zentrale Kommunikation anzuschließen oder andere Arten von Kühlmitteln zu verwenden.
Experten sagen, dass alternative Heizungen dieser Art in modernen Gebäuden mit minimalen Wärmeverlusten äußerst effektiv sind.
Wenn das Haus gut isoliert, vor Zugluft, Feuchtigkeit und dem Eindringen frostiger Luft geschützt oder mit modernen Wärmedämmtechnologien gebaut ist, werden die Kosten der Heizungsanlage durch die Möglichkeit, Pumpgeräte mit deutlich geringerer Leistung anzuschaffen, deutlich gesenkt.
Option Nr. 3. Anordnung von Luft-Wasser-Systemen
Die Luft-Wasser-Wärmepumpe nutzt die am besten zugängliche, unbegrenzte und erneuerbare natürliche Energieressource – Luft. Die Anlage arbeitet mit Ventilatoren und Verdampfern, die in einem einzigen Komplex zusammengefasst sind.
Es ist am effektivsten bei Temperaturen bis -15°C. Bei aggressiverer Leistung verliert es einen erheblichen Teil der Leistung.
Das Gerät ist äußerst praktisch, da die Eigentümer eines Privathauses keine spezielle Ausrüstung für die Installation und komplexe Installationsarbeiten benötigen.
Erfordert keinen Landaushub, kein Bohren von Brunnen und keine anderen arbeitsintensiven Tätigkeiten. Einfach zu installieren und nimmt nicht viel Platz ein. Es kann ordnungsgemäß funktionieren, wenn es auf dem Dach eines Wohnraums platziert wird.
Zu den Hauptvorteilen der Geräte zählen der nahezu geräuschlose Betrieb und die Möglichkeit, die aus dem beheizten Raum freigesetzte Wärme in Form von Abluft, Wasser, Gas, Rauch usw. wiederzuverwenden.
Die Wartung der Anlage führen die Eigentümer selbst durch:
- Lüfterflügel reinigen und Schutzgitter an der Verdampfungseinheit vor Staub, kleinen Fremdkörpern und Blättern;
- Schmieren Sie den Kompressor spezielle Zusammensetzung, die in den Anweisungen des Herstellers angegeben ist;
- wechsle das Öl in Aggregaten (Lüfter, Kompressor) mit einer bestimmten Frequenz;
- Überprüfen Sie die Unversehrtheit des Netzkabels Stromversorgung und Kupferrohre, durch die das Kältemittel durch das System zirkuliert.
Zusätzlich zu diesen Maßnahmen raten Hersteller von Pumpgeräten ihren Kunden dringend, den Zustand der Wärmesensoren zu überwachen, die den Betrieb der Steuereinheit widerspiegeln.
Sie müssen abgewischt werden, wobei Staub und Ölflecken sorgfältig von der Oberfläche entfernt werden müssen. Dadurch verlängert sich die „Lebensdauer“.Luft-Luft-Systeme und wird den Bedienvorgang einfacher und komfortabler machen.
Wie erstelle ich eine Einheit mit eigenen Händen?
Unabhängig davon, welche Ressourcenoption (Erde, Wasser oder Luft) zum Heizen gewählt wird, ist für den ordnungsgemäßen Betrieb des Systems eine Pumpe erforderlich.
Dieses Gerät besteht aus folgenden Elementen:
- Kompressoreinheit (Zwischenelement des Komplexes);
- Verdampfer, Übertragung von Energie mit niedrigem Potential auf das Kühlmittel;
- Drosselklappe, durch die das Kältemittel seinen Weg zurück zum Verdampfer findet;
- KondensatorDabei gibt Freon Wärmeenergie ab und wird auf seine ursprüngliche Temperatur abgekühlt.
Sie können ein komplettes System vom Hersteller erwerben, dies kostet jedoch einen angemessenen Betrag.Wenn kein kostenloses Geld zur Verfügung steht, lohnt es sich, aus den verfügbaren Teilen eine Wärmepumpe mit eigenen Händen zu bauen und gegebenenfalls die fehlenden Ersatzteile zu kaufen.
Wenn Sie sich für den Bau einer eigenen Wärmepumpe entscheiden, müssen Sie unbedingt den Zustand der elektrischen Leitungen und des Stromzählers im Haus überprüfen.
Wenn diese Elemente abgenutzt und alt sind, ist es notwendig, vor Beginn der Arbeiten alle Bereiche zu inspizieren, mögliche Fehler zu identifizieren und zu beseitigen. Dann funktioniert das System sofort nach dem Start einwandfrei und stört die Besitzer nicht mit Kurzschlüssen, Bränden in der Verkabelung oder ausgefallenen Steckern.
Methode 1. Zusammenbau aus dem Kühlschrank
Um die Wärmepumpe selbst zusammenzubauen, entfernen Sie die Spule auf der Rückseite des alten Kühlschranks. Dieses Teil wird als Kondensator verwendet und in einem äußerst haltbaren Behälter untergebracht, der aggressiven Temperaturen standhält. Daran ist ein einwandfrei funktionierender Kompressor angebracht, als Verdampfer dient ein einfaches Kunststofffass.
Die vorbereiteten Elemente werden miteinander verbunden, dann wird die erstellte Einheit über Polymerrohre an das Heizsystem angeschlossen und der Betrieb der Anlage beginnt.
Eine Schritt-für-Schritt-Anleitung zum Zusammenbau einer Wärmepumpe aus einem Kühlschrank finden Sie in Dieser Artikel.
Methode Nr. 2. Wärmepumpe von der Klimaanlage
Um eine Wärmepumpe herzustellen, wird die Klimaanlage modifiziert und einige Hauptkomponenten neu gestaltet. Zunächst werden die Außen- und Innengeräte ausgetauscht.
Der Verdampfer, der für die Übertragung minderwertiger Wärme verantwortlich ist, wird nicht zusätzlich installiert, da er sich im Innenblock des Geräts befindet und der Kondensator, der Wärmeenergie überträgt, im Außenblock. Als Kühlmittel eignen sich sowohl Luft als auch Wasser.
Wenn diese Installationsoption nicht bequem ist, wird der Kondensator in einem separaten Tank installiert, der für einen korrekten Wärmeaustausch zwischen der Heizquelle und dem Kühlmittel ausgelegt ist.
Das System selbst ist mit einem Vierwegeventil ausgestattet. Für diese Arbeit wird in der Regel eine Fachkraft mit Fachkenntnissen und Erfahrung in der Durchführung von Veranstaltungen dieser Art eingeladen.
Bei der dritten Möglichkeit wird die Klimaanlage komplett in ihre Einzelteile zerlegt und anschließend nach dem traditionell allgemein anerkannten Schema eine Pumpe daraus zusammengebaut: Verdampfer, Kompressor, Kondensator. Das fertige Gerät wird an die Heizungsanlage des Hauses angeschlossen und in Betrieb genommen.
Auf der Website gibt es eine Reihe von Artikeln über die Herstellung von Wärmepumpen mit eigenen Händen. Wir empfehlen Ihnen, Folgendes zu lesen:
- So bauen Sie mit Ihren eigenen Händen eine Wärmepumpe zum Heizen eines Hauses: Funktionsprinzip und Montagepläne
- So bauen Sie eine Luft-Wasser-Wärmepumpe: Gerätediagramme und Selbstmontage
Tipps zur Systemauswahl
Die Installation von Boden-Wasser-Geräten ist teurer als alle anderen Optionen, da sie bei vertikaler Aufstellung der Geräte einen tiefen Aushub oder bei horizontaler Verlegung der Kommunikation eine große freie Fläche erfordert.
Diese Parameter schränken die Nutzung des Systems ein und verringern seine Attraktivität erheblich.
Auch die Installation einer Wasser-zu-Wasser-Pumpe unterliegt einigen Einschränkungen. Wenn sich in der Nähe ein zugängliches Gewässer befindet, können Sie das System dort platzieren. Der Mangel an offenem Wasser erfordert das Bohren von Brunnen und Entwässerungsbrunnen, was ebenfalls nicht billig ist.
Eine Luft-Wasser-Pumpe stellt keine Installationsprobleme dar und kann auch in Mehrfamilienhäusern ordnungsgemäß funktionieren. In strengen Wintern mit niedrigen Temperaturen nimmt jedoch ihre Effizienz ab und es ist eine parallele Energiequelle zu ihrer Unterstützung erforderlich.
Jedoch, Anordnung der Erdwärmeheizung Infolgedessen zahlt es sich aus und beginnt, eine kostenlose Ressource zu produzieren, die es den Eigentümern ermöglicht, unter den bequemsten, angenehmsten und komfortabelsten Bedingungen zu leben, ohne viel Geld für Versorgungsunternehmen auszugeben.
Schlussfolgerungen und nützliches Video zum Thema
Das Video zeigt anschaulich, wie in einem großen Haus aus einem Gassilikatblock ein Heizsystem auf Basis einer Luft-Wasser-Erdwärmeanlage installiert wird. Es werden einige interessante Nuancen bei der Installation von Geräten enthüllt und reale Zahlen für die Stromrechnungen für den Monat bekannt gegeben.
Wie Land-Wasser-Geräte funktionieren.Eine ausführliche Beschreibung eines Spezialisten für die Installation von Erdwärmekesseln, Empfehlungen und nützliche Tipps für Heimwerker von einem Fachmann auf seinem Gebiet.
Ein echter Gerätenutzer teilt seine Eindrücke von der Erdwärmepumpe.
Ein professioneller Mechaniker erklärt, wie man zu Hause eine Wärmepumpe mit einem leistungsstarken Kompressor und röhrenförmigen Wärmetauscherteilen herstellt. Detaillierte Anleitung im Schritt-für-Schritt-Modus.
Eine Erdwärmepumpe zur Beheizung eines Privathaushalts ist eine erfolgreiche Möglichkeit, komfortable Wohnbedingungen auch dort zu schaffen, wo zentrale Kommunikationssysteme und konventionellere Energiequellen nicht verfügbar sind.
Die Wahl des Systems hängt von der territorialen Lage der Immobilie und den finanziellen Möglichkeiten der Eigentümer ab.
Haben Sie Erfahrung im Bau einer Erdwärmepumpe? Bitte teilen Sie die Informationen mit unseren Lesern und schlagen Sie Ihre Montageoption vor. Im untenstehenden Formular können Sie Kommentare hinterlassen und Fotos Ihrer selbstgemachten Produkte anhängen.
Unsere Leute sind noch nicht bereit für die geothermische Wärmeenergiequelle. Mir scheint, dass in Europa, wo die Menschen längst gelernt haben, Geld zu sparen, alle Arten von Anlagen im Zusammenhang mit ähnlichen Methoden der Energieerzeugung eingesetzt werden. Doch davon sind wir weit entfernt. Leider sind solche Technologien zu arbeitsintensiv, der Anschluss an eine Gaspipeline ist viel einfacher. Und noch mehr: Versuchen Sie es selbst. Nein, das ist noch nichts für uns. Lernen Sie zumindest, wie man Sonnenkollektoren nutzt.
Aber ich bin mit dem vorherigen Kommentar nicht einverstanden.Was bedeutet es: „Unser Volk ist nicht bereit für eine solche Energiequelle“? Wenn niemand versucht, es zu nutzen, werden wir nie zu irgendetwas bereit sein. Diese Dinge passieren nicht von alleine. Ich persönlich werde ein Wasser-Luft-System aufbauen und bin vom Erfolg überzeugt. Ich habe ein gutes Verständnis für das Thema und habe keine Angst, etwas Neues auszuprobieren.
Dem ersten Kommentar kann ich grundsätzlich nicht zustimmen. Alexander glaubt offenbar nicht, dass es in Russland jenseits des Urals problematisch sein wird, an eine Gaspipeline anzuschließen, da alle Gaspipelines in dasselbe Europa führen, wo man seit langem gelernt hat, Geld zu sparen. Angesichts der jährlich steigenden Preise für Kohle und Brennholz ist es an der Zeit, ernsthaft über den Einbau einer Wärmepumpe nachzudenken.
Alexey, in Europa haben wir auch gelernt, weil die Regierungen dort aktiv energiesparende Technologien unterstützen. Zum Beispiel zinslose Darlehen für den Kauf solcher Geräte. Nun, Propaganda ist im positiven Sinne des Wortes allgegenwärtig.
Es besteht kein Grund, mit dem Finger auf Europa zu zeigen. Wie viel kostet dort Benzin? Wie viel kostet es dort? Energie? Wie viel kostet Kohle dort? Und noch etwas: Wie hoch ist ihr monatliches Einkommen in Rubel? Hierher kommt alles.
Hier ist ein Beispiel der Stadt Uglitsch. Die Kosten für eine kW Wärmeenergie: Birkenbrennholz – 2,28 Rubel, Erdgas – 0,63 Rubel, Flüssiggas – 2,02 Rubel, Kohle der Klasse D – 1,11 Rubel, leichte Pellets – 1,72 Rubel. Erdwärmepumpe (bei Lieferung von 1 kW elektrischer Energie - 4,5 kW Wärme) - 1,51 Rubel. Und unter Berücksichtigung der Arbeitskosten und der Wärmepumpe... werden sich die Kosten auch nach 10 Jahren nicht amortisieren. Und eine 15-jährige Garantie ist nicht erforderlich... Überlegen Sie selbst, ob es diese Unternehmen (Lieferant oder Auftragnehmer) in 5-10-15 Jahren noch geben wird? In unserer Wirtschaft ist diese Garantie eher Null.
Mein Punkt ist, dass man Garantien für 100 Jahre geben kann :) Da gibt es nur eine Schlussfolgerung. Bringen Sie Erdgas zu Ihnen nach Hause. Nun, während Sie warten (manchmal geht dieser Vorgang nicht schnell), installieren Sie dann einen automatischen Kohlekessel.
Bitte sagen Sie mir, ist es möglich, einen horizontalen Wärmepumpenkreislauf direkt unter dem Haus zu installieren? Wenn nicht, warum nicht?
Danke.
Seryozha, es lohnt sich nicht, im Falle eines Plattenfundaments friert man sein eigenes Haus ein, bezieht sich auf das SNP zur Berechnung des Wärmeverlusts durch den Boden, schaut sich die Zonen an und vertieft sich dann noch einmal in das Prinzip der Wärmeenergieübertragung von der Wärmepumpe. Geben Sie es dort zurück, wo Sie es haben... so ist es