Wie funktioniert eine Luftwärmepumpe? Deutschland

Wie funktioniert eine Luftwärmepumpe?

Als effizientes, energiesparendes und umweltfreundliches Heiz- und Kühlgerät Luftwärmepumpe nimmt im Bereich der modernen Energienutzung eine wichtige Position ein. Das Funktionsprinzip der Luftwärmepumpe basiert auf dem Konzept der Wärmeübertragung, das die Wärmeenergie in der Luft geschickt nutzt, um Energieübertragung und -verbesserung zu erreichen, und viele bedeutende Vorteile bietet. Im Folgenden werden das Funktionsprinzip und die Vorteile von Luftwärmepumpen näher erläutert:

Grundlegender Arbeitszyklus

Die Luftwärmepumpe besteht hauptsächlich aus vier Kernkomponenten: Verdampfer, Kompressor, Kondensator und Expansionsventil. Der Arbeitsprozess der Luftwärmepumpe bildet ein geschlossenes Kreislaufsystem.

1. Verdampfer - Wärmeentzug

Der Verdampfer ist eine Schlüsselkomponente für den Wärmeaustausch zwischen der Luftwärmepumpe und der Außenluft. In den Verdampfer tritt flüssiges Kältemittel mit niedriger Temperatur und niedrigem Druck (wie Freon) ein, nachdem es durch das Expansionsventil gedrosselt und dekomprimiert wurde. Zu diesem Zeitpunkt wird der Siedepunkt des Kältemittels stark reduziert und es verdampft und verdampft schnell im Verdampfer. Da eine große Menge Wärme vom flüssigen in den gasförmigen Zustand aufgenommen werden muss und die Lufttemperatur um den Verdampfer herum relativ hoch ist, wird Wärme von der Luft auf das Kältemittel übertragen, wodurch das Kältemittel in einen gasförmigen Zustand mit niedriger Temperatur und niedrigem Druck verdampft und die Luft gekühlt wird. Dieser Prozess erreicht den Zweck, Wärme aus der Luft zu absorbieren, genau wie die Gewinnung kostenloser Wärme aus dem riesigen „Wärmespeicher“ der Natur.

2. Kompressor - Energieverbesserung

Das aus dem Verdampfer austretende gasförmige Kältemittel mit niedriger Temperatur und niedrigem Druck wird in den Kompressor gesaugt, und der Kompressor komprimiert es und verrichtet Arbeit. Unter der starken Kompression des Kompressors steigen Druck und Temperatur des Kältemittels stark an und es wird zu einem Gas mit hoher Temperatur und hohem Druck. Zu diesem Zeitpunkt wird die im Kältemittel enthaltene Energie erheblich erhöht. So wie das Pumpen von Wasser von einem tiefer gelegenen Ort zu einem höher gelegenen Ort durch eine Wasserpumpe die potenzielle Energie des Wassers erhöht, versorgt der Kompressor das Kältemittel mit Energie, sodass es Wärme an eine Umgebung mit hoher Temperatur abgeben kann.

3. Kondensator - Wärmeabgabe 

Das gasförmige Kühlmittel mit hoher Temperatur und hohem Druck gelangt dann in den Kondensator. Der Kondensator ist normalerweise mit dem zu heizenden Innenraum (z. B. Fußbodenheizungsrohre, Heizkörper usw.) oder mit dem Warmwasserspeicher verbunden. Da die Temperatur des Kühlmittels höher ist als die Temperatur der Innenumgebung oder des Wassers im Wassertank, wird Wärme vom Kühlmittel auf den Innenraum oder das Wasser übertragen, wodurch die Innentemperatur steigt oder das Wasser erwärmt wird. Während dieses Vorgangs kondensiert und verflüssigt sich das gasförmige Kühlmittel nach und nach, nachdem es Wärme abgegeben hat, und kehrt in den flüssigen Zustand zurück. Damit ist der entscheidende Schritt des Wärmetransports von der Luft zum Raum oder zum Wasser abgeschlossen.

4. Expansionsventil - Zirkulationsregelung

Nachdem das flüssige Kältemittel aus dem Kondensator geströmt ist, passiert es das Expansionsventil. Die Funktion des Expansionsventils besteht darin, das Kältemittel zu drosseln und zu drucklos zu machen, wodurch Druck und Temperatur des Kältemittels wieder sinken und es beim Eintritt in den Verdampfer wieder in den Zustand niedriger Temperatur und niedrigen Drucks zurückkehrt, wodurch die nächste Runde des wärmeabsorbierenden Verdampfungsprozesses im Verdampfer vorbereitet wird. Das Expansionsventil ist wie ein Durchflussregelventil und steuert den Durchfluss und Druck des Kältemittels präzise, ​​um sicherzustellen, dass das gesamte Luftwärmepumpensystem stabil und effizient arbeiten kann.

Durch einen solchen kontinuierlichen Kreislaufprozess kann die Luftwärmepumpe kontinuierlich Wärme aus der Luft aufnehmen und auf ein höheres Temperaturniveau bringen, um Innenräume zu heizen, Brauchwasser zu erzeugen oder im Sommer eine Kühlfunktion zu erreichen (durch Umschalten der Strömungsrichtung des Kühlmittels wird die Wärme im Raum an die Außenluft abgegeben).