Übersicht zu Wärmepumpen

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Einführung

Die Wärmepumpe ist eine nachhaltige Alternative zur Heizung, welche vor allem im Neubausektor verwendet wird, um Gebäude aufzuheizen. Die notwendige Energie schöpft sie dabei aus der Umwelt. Sie fängt die Wärme aus Luft, Wasser oder Erdreich auf. Dadurch wird das sich in der Wärmepumpe befindende Kühlwasser zum Verdampfen gebracht. Nun entsteht Wärme, die für das Heizen des Gebäudes genutzt werden kann. Wärmepumpen tragen auf diese Weise zur Dekarbonisierung des Gebäudesektors bei.

Sie besteht aus drei Teilen:

• Wärmequellanlage: Diese entzieht der Umwelt die benötigte Energie.
• Wärmepumpe: Sie macht die gewonnene Umweltwärme nutzbar.
• Wärmeverteil- und Speichersystem: Es verteilt die gewonnene Energie im Haus oder speichert sie für einen späteren Zeitpunkt.

Wie funktioniert sie?

In einem Kreisprozess schöpft die Wärmepumpe, mit dem Einsatz technischer Arbeit, aus der Umgebung thermische Energie. Daraufhin wird durch die Verdichtung eines verdampften Kältemittels ein höheres Temperaturniveau erreicht, dass zum Heizen genutzt wird.

Die Wärmepumpe nutzt die Energiemenge, die entsteht, wenn das Kühlwasser im Wärmepumpeninneren verdampft wird. Grundlegend ist das Prinzip der Wärmepumpe, Wärme durch die Verdampfung bei relativ niedriger Temperatur aufzunehmen und auf einem höheren Temperaturniveau durch Kondensation wieder abzugeben.

Welche Typen gibt es?

• Luft/Wasser-Wärmepumpe
• Sole/Wasser-Wärmepumpe
• Wasser/Wasser-Wärmepumpe

Wann ist eine Wärmepumpe nicht sinnvoll?

Sollte ein Gebäude nicht gut gedämmt sein, ist der Einsatz einer Wärmepumpe zwecklos, da bei unzureichender Dämmung Vorlauftemperaturen von über 50 Grad benötigt werden. Folglich kann die Wärmepumpe nicht wirtschaftlich betrieben werden.

Hauptkomponenten

Zuverlässige und miteinander harmonierende Komponenten machen eine effiziente und betriebssichere Wärmepumpenanlage aus. Die Komponenten werden im Wärmepumpenkreislauf in Primär- und Sekundärkreis aufgeteilt. Der Primärkreis umfasst alle Komponenten, die für die Aufahme von Umweltenergie zuständig sind. Unter dem Sekundärkreis versteht man alle Komponenten, die benötigt werden, um die gewonnene Energie an den Verbraucher abzugeben.

Zu den Hauptkomponenten und ihren Aufgaben im Wärmepumpenkreislauf zählen:

Verdichter

Er ist für das Ansaugen und Verdichten des gasförmigen Kältemittels zuständig.

Expansionsventil

Das Expansionsventil wird benötigt, um das Kältemittel zu entspannen, das nach der Übergabe der Wärme an das Heizsystem unter hohem Druck steht.

Wärmetauscher

Zu den Wärmetauschern gehören Verdampfer, Verflüssiger, Sauggaswärmetauscher und Heißgasauskopplung. Sie sorgen durch die Zufuhr von Energie für die Änderung des Aggregatzustandes der jeweiligen Ressource.

Kältemittel

Das Kältemittel liefert die Wärmeenergie an den Verbraucher. Während der Verdampfung nimmt das Kältemittel die Wärmeenergie aus der Wärmequelle auf und gibt es durch das darauffolgende Kondensieren wieder ab.