Wärmepumpe – Energie aus der Natur

 

Das Grundprinzip der Wärmepumpe kann man anhand der Arbeitsweise eines Kühlschranks erklären. Dort wird dem Kühlgut über den Verdampfer Wärme entzogen und über den Verflüssiger an der Rückseite des Gerätes in den Raum abgegeben. Bei der Wärmepumpe entzieht der Verdampfer die Wärme aus der Umwelt (Wasser, Erdreich oder Luft) und führt sie über den Verflüssiger dem Heizsystem z. B. einer Fußbodenheizung zu.

 

Welchem Wärmepumpen-System man den Vorzug gibt, hängt von den eigenen Platzverhältnissen und vom Geldbeutel ab. Die preiswerteste Lösung sind Luftwärmepumpen. Sie haben allerdings auch die geringste Heizleistung aller Systeme, sodass im Winter mitunter eine Zusatzheizung notwendig ist. Leistungsstärker und effizienter sind Erd- und Grundwasserwärmepumpen. Bei diesen fallen neben den Anschaffungskosten Erschließungskosten an.

Funktionsprinzip einer Wärmepumpe

 

Phase 1 –Verdampfen

 

Im Verdampfer befindet sich das flüssige Arbeitsmittel bei niedrigem Druck. Die Umgebungstemperatur des Verdampfers ist höher als die dem Druck entsprechende Siedetemperatur des Arbeitsmittels. Das flüssige Arbeitsmittel nimmt die Energie der Wärmequelle (Wasser, Erdreich Luft) auf und verdampft selbst bei geringen Temperaturen.

 

Phase 2 – Verdichten

 

Da die Temperatur des nun gasförmigen Arbeitsmittels zur Nutzung noch zu gering ist, wird es mit Hilfe eines Kompressors unter Zufuhr von elektrischer Energie verdichtet und dadurch stark erhitzt.

 

Phase 3 – Verflüssigen

  

Über den Wärmekreislauf gelangt das so genannte Heizgas nun in den Verflüssiger, der vom Heizwasser umspült wird. Hier gibt das Heizgas seine Energie an das Heizsystem ab und kondensiert dabei. Das Wasser des Heizsystems wird dabei auf 35-40°C erhitzt.

 

Phase 4 – Entspannen

  

Nach dem Verflüssigen wird das Arbeitsmittel über ein Expansionsorgan in den Verdampfer zurückgeführt. Im Expansionsventil wird der Druck abrupt gesenkt und das Arbeitsmittel so ohne Abgabe von Energie schlagartig abgekühlt. Beim Eintritt in den Verdampfer hat es den Anfangsdruck und die Anfangstemperatur wieder erreicht. Der Kreislauf ist geschlossen und beginnt von neuem.