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Wärmepumpen

Die Funktion der Wärmepumpe

Jeder Gegenstand, dessen Temperatur höher als der absolute Nullpunkt (-273,14°C) liegt, enthält Energie. So hat sogar der gefrorene Boden in Ihrem Garten wertvolle Energie, die Sie bei dieser Temperatur aber nicht nutzen können.

Eine sogenannte Wärmepumpe ist in der Lage, die Wärmeenergie im Erdreich, in der Luft oder im Grundwasser aufzunehmen, sie auf ein höheres Temperatur Niveau zu bringen und für uns nutzbar zu machen. Dieses Prinzip können Sie an Ihrem Kühlschrank beobachten, während die Milch darin immer kühler wird, erwärmt sich die Luft an der Rückseite des Kühlschrankes. Würde man den Kreislauf umkehren, würde die Milch im Kühlschrank warm werden. Genau das unterscheidet die Wärmepumpe von der Kühlanlage, man nutzt einfach die andere Seite des Kreislaufes.

Will man nun wissen, WIE die Wärmepumpe Energie befördert, muss man den Aufbau verstehen. Jede Kälteanlage - zu der die Wärmepumpe auch zählt- besteht mindestens aus vier Hauptkomponenten und einem Kältemittel:

  • zwei Wärmetauschern
  • Verdichter
  • Drosselorgan
  • Kältemittel

Die Wärmetauscher sind in Verdampfer und Verflüssiger ausgeführt.
Der Verdampfer nimmt Energie aus seiner Umgebung auf z.B. Außenluft.
Der Verflüssiger gibt Wärme an seine Umgebung ab z.B. Heizungswasser.

Damit das funktioniert, muss der Verdampfer kälter als die Außenluft und der Verflüssiger wärmer als das Heizungswasser sein. Um diesen Temperaturunterschied zu erzeugen, wird ein Kältemittel verwendet, das durch Druckunterschied und Wärmeaufnahme bzw. -abgabe verdampft oder verflüssigt. Der dazu benötigte Druckunterschied wird durch Verdichter und Drosselorgan erzeugt.
 


Die Effizienz der Anlage hängt von den Umgebungsbedingungen ab.
Je niedriger die Vorlauftemperatur desto höher ist der Wirkungsgrad der Wärmepumpe. Aus diesem Grund eignet sich eine Wärmepumpe hervorragend um sie mit einer Fußboden Heizung zu betreiben. Hier sind die Vorlauftemperaturen vergleichsweise niedrig, somit ist der Temperaturhub klein und der Wirkungsgrad hoch. Es sind auch Temperaturen bis 65°C Vorlauf möglich, deshalb ist die Umrüstung auf eine Wärmepumpe auch bei Sanierungsarbeiten und bereits vorhandenen Heizkörpern fast immer möglich.

Der Wirkungsgrad von Wärmepumpen wird als COP (coeffizient of performance) angegeben, dieser ist ein momentaner Wert der sich mit jeder Bedingung ändert.

Ein besserer Wert ist JAZ (Jahresarbeitszahl), dieser berücksichtigt zusätzlich die Temperaturänderungen die sich übers Jahr ergeben.


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