Ein weiteres Element in Anlagen, die Sonnenenergie durch aktive Systeme nutzen, ist die Wärmepumpe. Dieses Gerät erhöht die Effizienz von aktiven Systemen, die zum ganzjährigen Heizen verwendet werden, erheblich. Die Wärmepumpe ersetzt die Heizgeräte, mit herkömmlichen Energieträgern. Durch ihre Einführung, als Zwischenelement des Systems, effizienteres Arbeiten des Kollektors möglich (bei niedrigerer Temperatur des Arbeitsmediums), sowie höhere Parameter des Kältemittels in der Zentralheizungsanlage. ich c.w.u. Es gibt viele Lösungen für eine Solaranlage, die mit einer Wärmepumpe zusammenarbeitet. Deswegen, dass die Wärmepumpe zum Betrieb eine Wärmequelle benötigt (zum Pumpenverdampfer), diese Systeme können in solche unterteilt werden, wo die Wärmepumpe ihre Energie aus dem Solarkollektorkreislauf bezieht (serielles System), wo es Energie aus einer anderen unabhängigen Wärmequelle bezieht: Land, Abwasser, Teich, Also, Luft (Parallelsystem) und derartige, wo es eine doppelte Wärmequelle gibt - direkt und indirekt.
Wärmepumpen sind schon lange bekannt (theoretisch seit über hundert Jahren), und nach der Energiekrise wurden sie "wiederentdeckt". Diese Geräte, je nach Art der zugeführten Energie, kann unterteilt werden in:
1. Kompressorwärmepumpen - wo dem Kompressor mechanische oder elektrische Energie zugeführt wird (die am weitesten gebrauchten).
2. Absorptionswärmepumpen - wo die Wärme an den Herd und Verdampfer abgegeben wird. Sie nutzen die Eigenschaften von Lösungen, die darin bestehen, den Siedepunkt der Lösung im Verhältnis zum Siedepunkt des Lösungsmittels zu erhöhen. Folgende Arbeitsmedien werden verwendet: woda — amoniak — czynnik roboczy — amoniak; Wasser - Lithiumbromid - Arbeitsmedium - Wasser; Methanol - Lithiumbromid - Arbeitsmedium - Methanol. Heizeffizienzkoeffizient 1,2 — 1,8. Pumpen dieser Art sind weniger beliebt, obwohl ihr Vorteil ein leiser und störungsfreier Betrieb ist.
3. Termoelektryczne pompy ciepła — gdzie energię elektryczną dostarcza się do obwodu złożonego z dwóch półprzewodników, zwischen deren Fugen ein Temperaturunterschied besteht. Eine der Schweißnähte liegt unter der Umgebungstemperatur, der andere oben. Der Heizwirkungsgrad beträgt von 1,5 tun 1,8. Sie können die Heizleistung einfach regulieren, nutze sie zum Heizen und Kühlen, aber ihr nachteil sind die hohen kosten.
Bei der am weitesten verbreiteten Kompressor-Wärmepumpe ist das Funktionsprinzip dieses, dass der Arbeitsfaktor (z.B. Mischungen von Freonen) es führt einen Zyklus durch, der als Linde-Zyklus bezeichnet wird, ähnlich dem Carnot-Zyklus rückwärts. Der den Verdampfer verlassende Dampf wird auf Kosten der von außen abgegebenen elektrischen Energie N . auf den erforderlichen Verflüssigungsdruck verdichtet.
Dampf im Kondensator, durch die Flüssigkeit gehen, gibt Wärme ab Q, dann wird das den Verflüssiger verlassende flüssige Kältemittel im Expansionsventil entspannt und verdampft im Verdampfer unter reduziertem Druck und Temperatur. Für diesen Phasenwechsel wird die benötigte externe Wärme Qo aus verschiedenen Quellen entnommen (Wasser, grunzen, Hausmüll, Luft usw.). Der Dampf wird im Kompressor wieder komprimiert. Die Energiebilanz der Wärmepumpe hat die Form
Q = Qo + N
Der grundlegende Betriebsindex einer Wärmepumpe ist der Heizwirkungsgrad (Effizienz des Wärmeumwandlungsprozesses) gleich dem Verhältnis der erhaltenen Wärmeleistung q zur abgegebenen Leistung.
Die Wirtschaftlichkeit des Einsatzes einer Wärmepumpe hängt von der Höhe und Temperaturdifferenz der Wärmequellen ab. In Verbindung mit, der vorteilhafteste Anwendungsbereich ist die Niedertemperaturheizung: Luft, gehobelte Decken- und Bodenfliesen. Aktuell produzierte Wärmepumpen geben 3- Bis zu 4-mal mehr nutzbare Energie, als sie für den Eigenantrieb des Kompressors verbrauchen. Kompressorpumpen werden mechanisch angetrieben (Motor) oder elektrisch (elektrischer Motor). Die obere Temperatur des erhitzten Heizmediums überschreitet nicht 55 ° C.