Wärmepumpe – Energie gut nutzen

posted am: 12 November 2018

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Mit einer Wärmepumpe wird die Energie aus der Umwelt genutzt und in Wärme umgewandelt. Dies geschieht durch einen technischen Ablauf, bei dem das Kältemittel permanent verdampft, sich danach verdichtet und anschließend abgekühlt wird. 

1. Die Wärmepumpe und ihre Funktion   

In der Wärmepumpe findet ein Kreislauf statt, der den technischen Ablauf im Inneren des Gerätes in vier Teilschritten beschreibt. Zu Beginn verdampft das Kältemittel. Anschließend erfolgen die Verdichtung und die Erwärmung des Mediums und die Übertragung der Wärme auf eine Heizanlage. Zum Schluss entspannt sich das Kältemittel wieder und der Kreislauf beginnt von vorn.   

Der Verdampfer   

Der erste Schritt bei der Funktion einer Wärmepumpe ist das Verdampfen. Die thermische Energie von der verwendeten Umweltenergiequelle gelangt über den Wärmeübertrager zum Kältemittel. Dieses Mittel nimmt anschließend die Wärme auf. Diese verdampft bei geringen Temperaturen. 

Der Verdichter   

An zweiter Stelle wird das dampfförmige Kältemittel von einem Verdichter, der mit Strom betrieben wird, aufgenommen. Dadurch wird der Druck des Mediums erhöht, wodurch es zu einem Temperaturanstieg kommt. Damit überhaupt eine Übertragung der Wärme aus der Umwelt auf das Heizsystem stattfinden kann, ist es notwendig, dass das Kältemittel eine höhere Temperatur als das Heizungswasser hat.   

Der Verflüssiger   

Wenn die Temperatur des Dampfes vom Kältemittel hoch genug ist, wird die thermische Energie in das Heizsystem übertragen. Dies wird durch einen weiteren Wärmeübertrager ermöglicht, der vom Kältemittel und auch vom Heizwasser durchströmt wird. Das Heizungswasser erwärmt sich dabei und die Temperatur des Kältemittels nimmt ab. Dabei verflüssigt es sich langsam.   

Der Entspanner   

Am Ende des Kreislaufes durchläuft das Kältemittel den Entspanner. Dieser sorgt dafür, dass der Druck des Mediums auf das ursprüngliche Niveau zurückgeht. Weiterhin stellt er sicher, dass sich der Dampf wieder verflüssigt. Anschließend beginnt der Kreislauf der Wärmepumpe von vorn.   

2. Voraussetzungen für die Verwendung einer Wärmepumpe   

Ein sparsames Arbeiten dieser Pumpe ist nur dann möglich, wenn ein niedriger Temperaturunterschied zwischen dem Heizsystem und der Wärmequelle aus der Umwelt besteht. Dadurch wird der elektrische Verdichter entlastet, wodurch Stromkosten gespart werden. Die Energiequelle sollte außerdem günstig sein. Weiterhin ist es für die Kosteneinsparung wichtig, dass das Wärmepumpensystem auch bei geringen Heizwassertemperaturen ausreichend Wärme erzeugen kann. Dies kann durch eine gute Dämmung der Gebäudehülle, durch eine Flächenheizung oder durch energiesparende Fenster geschehen.   

3. Mögliche Energiequellen   

Je nachdem, wo sich die Wärmepumpenanlage befindet, stehen verschiedene Energiequellen zur Verfügung. Über einen Ventilator kann die Energie aus der Luft gewonnen werden. Durch eine Tiefenbohrung kann die Erdwärme und über einen Brunnen kann das Grundwasser genutzt werden. Bei einem Brunnen sollte jedoch vor dem Baubeginn bei den zuständigen Ämtern geklärt werden, ob ei Brunnen überhaupt gebaut und genutzt werden darf.