Sie
nimmt Wärme bei Umgebungstemperatur (z.B. 5°C) von der Umwelt auf und
gibt sie bei einer höheren Heiztemperatur (z.B. 55°C) wieder an das
Heizsystem ab.
Wie macht sie das?
Genauso wie der Kühlschrank.- Der Kühlschrank nimmt Wärme aus dem Kühlfach (z.B. bei 5°C) auf ("erzeugt" Kälte)
- und gibt sie bei Raumtemperatur (z.B. 20°C) an die Raumluft ab
Der
Unterschied zum Kühlschrank besteht also lediglich darin, daß die
Wärmepumpe die aus der Umgebung aufgenommene Wärme auf ein höheres
Niveau pumpen muß als der Kühlschrank und das statt der "kalten Seite"
die "warme Seite" genutzt wird. Natürlich macht die Wärmepumpe das
ebenso wenig wie der Kühlschrank umsonst. Man muß Energie zuführen.
Die Wärmepumpe wandelt also kostenlose Umgebungswärme in teure Heizwärme um.
Wieviel kostenlose Umweltwärme kann die Wärmepumpe in teure Heizwärme umwandeln?
Von 100% Heizwärme ungefähr 50 - 75% und mehr...
Wärmequelle Umwelt
Durch
Sonneneinstrahlung und durch die Wärme, die bei jedem Energieverbrauch
an die Umwelt ebgegeben wird, steht in der Luft, im Wasser und im
Erdreich immer Wärme zur Verfügung.
Das Temperaturniveau dieser Wärme ist jedoch so niedrig, daß sie für Heizzwecke bisher nicht genutzt werden konnte.
Mit
einer Wärmepumpe ist das heute möglich. Die der Umwelt entzogene Wärme
wird mit Hilfe der Wärmepumpe auf ein zum Heizen geeignetes
Temperaturniveau "gepumpt".
Je nachdem, woher die Umweltwärme stammt, nennt man die Wärmepumpen
Luft Luft/Wasser Wärmepumpe Wasser Wasser/Wasser direkt aus dem Erdreich/Luft Direktverdampfer Erdreich/Luft indirekt aus dem Erdreich/Luft/Wasser Sole/Wasser
Arbeitsweise
Die Arbeitsweise einer Kompressionswärmepumpe beschränkt sich im Normalfall auf vier Schritte. Verdampfen Verdichten Verflüssigen Entspannen
1. Verdampfen
Im
Verdampfer befindet sich das flüssige Arbeitsmittel bei niedrigem
Druck. Die dem Druck entsprechende Siedetemperatur des Arbeitsmittels
ist niedriger als die Temperatur der Umgebung des Verdampfers. Dieses
Temperaturgefälle bewirkt eine Wärmeübertragung von der Umgebung auf
das Arbeitsmittel. Das Arbeitsmittel wird sieden und verdampfen. Die
dazu erforderliche Verdampfungswärme wird aus der Umgebung übertragen,
die dadurch abgekühlt wird.
2. Verdichten
Der Dampf des
Arbeitsmittels wird ständig vom Verdichter angesaugt und komprimiert.
Dadurch steigt der Druck des Dampfes. Zu dem erhöhten Druck gehört die
höhere Siedetemperatur bzw. Kondensationstemperatur. Durch die vom
Verdichter verrichtete Verdichtungsarbeit wird das Arbeitsmittel
erwärmt, die Temperatur steigt.
3. Verflüssigen
Der
überhitzte Dampf wird in den Verflüssiger gedrückt. Die
Umgebungstemperatur am Verflüssiger ist niedriger. Vom Dampf wird also
Wärme auf die Umgebung übertragen. Die Temperatur des Dampfes sinkt
dabei, ohne das der Dampf kondensiert, bis die Kondensationstemperatur
erreicht ist. Nun beginnt der Dampf zu kondensieren und die
Verflüssigungswärme, der größere Teil, wird an die Umgebung übertragen,
deren Temperatur sich erhöht.
4. Entspannen
Durch die
Verbindungsleitung zwischen Verflüssiger und Verdampfer schließt sich
der Kreislauf. Über das Expansionsventl in der Verbindungsleitung wird
der Druckunterschied ausgeglichen. Das flüssige Arbeitsmittel wird vom
Druck des Verflüssigers auf den Druck des Verdampfers entspannt und
dadurch abgekühlt.
