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Wärmepumpen
Die Wärmepumpe entzieht ihrer direkten Umgebung Wärme, die vor allem zum
energiesparenden Heizen und Warmwasserbereiten genutzt wird. Die Wärme wird in einem
in sich geschlossenen Kreislauf von einem Energieträgermedium transportiert.
Ihr Prinzip funktioniert wie ein herkömmlicher Kühlschrank, der den eingelagerten
Lebensmitteln ihre innere Wärme entzieht und diese sodann auf seiner Rückseite wieder
an den Raum zurückgibt.
Wärmepumpen nutzen u.a. die natürliche Umweltwärme (Sonne) und rechnen somit zu den
regenerativen Energiequellen. Sie werden immer häufiger in Kombination mit
Sonnenkollektoren verwendet.
Das Prinzip
Das Wärmepumpen-Prinzip lässt sich mit dem eines Kühlschrankes vergleichen - nur wird
hier eben die warme Seite des thermo-dynamischen Kreislaufs genutzt. In einer Wärmepumpe
kommen Kältemittel zum Einsatz, die sehr niedrige Siedepunkte haben. Diese Kältemittel
verdampfen, sobald sie beispielsweise an Erdwärme vorbeigeleitet werden. Dabei entziehen
sie der Umgebung Wärme. Das Gas wird anschließend mittels Kompressor auf eine höhere
Temperatur gebracht. Für den Antrieb des Kompressors benötigt man einen Motor, der meist
elektrisch angetrieben ist.
Das hoch temperierte Gas gibt Wärme an das Brauch- oder Heizungswasser ab. Dadurch wird
auch das Kältemittel schließlich wieder flüssig in den Kreislauf zurückgeführt.
Hauptelemente einer Wärmepumpe sind der Verdampfer, Kompressor, der
Verflüssiger und das Entspannungsventil.
Im VERDAMPFER wird dem Arbeitsmittel die Umweltwärme
zugeführt. Dabei wechselt der Aggregatzustand von flüssig in gasförmig.
Im VERDICHTER wird das gasförmige Arbeitsmittel stark
komprimiert und dadurch auf ein für Heizzwecke nutzbares Niveau gebracht. Dabei wird,
um den Verdichter anzutreiben, die angesprochene Fremdenergie benötigt.
Im ENTSPANNUNGVENTIL wird das Arbeitsmedium dekomprimiert
und dadurch stark abgekühlt. Das Medium wird wieder dem Verdampfer zugeführt und der
Kreislauf beginnt erneut. Im VERFLÜSSIGER wird die Wärmenergie des Arbeitsmittels direkt
an die Luft abgegeben. Es wird dabei wieder flüssig.
Wärmepumpen werden als Kompaktanlagen inner- oder außerhalb des Gebäudes aufgestellt, je
nach genutzter Wärmequelle.
Die Luft/Wasser Wärmepumpe, gebraucht die rundherum liegende Außenluft als Wärmequelle.
Auch bei Temperaturen bis - 15° entzieht sie der Luft noch Energie zum Heizen. Sie ist
zwar die im Preis-/Leistungsverhältnis effektivste Pumpe, erreicht aber auch nicht die
Leitzahlen der Sole/Wasser oder Wasser/Wasser Wärmepumpe. Eine schnellreagierende
Luftwärmepumpe ist ein fortschrittliches Heizsystem: Diese Wärmepumpe bezieht ca. zwei
Drittel der zum Heizen erforderlichen Energie kostenfrei aus der Umwelt, für das
restliche Drittel wird Strom als Antriebsenergie beansprucht. Die Außenluft wird von
weinem Ventilator am ebenfalls außenliegenden Verdampfer der Wärmepumpe vorbeigeführt.
und zum Innengerät, dem Verflüsssiger befördert.
Sole/Wasser- Wärmepumpe
Die Sole/Wasser-Wärmepumpe verwendet die im Erdreich lagernde Wärme. Auch dort ist
ähnlich wie im Grundwasser das ganze Jahr über eine nahezu unveränderliche Temperatur
gegeben. Über einen Erdkollektor, der in 1,5 m Tiefe wie eine Heizschlange verlegt wird,
entzieht die Pumpe der Erde Wärme. Die Platz sparende Alternative zum Erdkollektor ist
eine Erdsonde, die weit in den Boden reicht. Die Temperatur liegt dort ganzjährig
konstant bei 10 °C. Die Sole/Wasser- Wärmepumpe wird in der Regel als alleiniges
Heizsystem eingesetzt. Sie erreicht Arbeitszahlen zwischen 3 und 4 und ist die am
häufigsten eingesetzte Art im heutigen Hausbau.
Wasser/Wasser - Wärmepumpe
Die Wasser - Wärmepumpe zieht die Heizwärme aus dem Grundwasser. Voraussetzung zum
Betrieb ist hinlänglich verfügbares Grundwasser, das für den Wärmepumpenbetrieb
zugänglich ist. Erforderlich ist dabei, die Genehmigung des zuständigen
Wasserwirtschaftsamtes. Die Wasser - Wärmepumpe erreicht die besten Arbeitszahlen.
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