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Konzeption, Design und Umsetzung: Kloz Werbung
Wärmepumpen
Was ist eine Wärmepumpe? Eine Wärmepumpe ist ein Gerät, das Wärme von einem Ort (Quelle) zu einem anderen Ort (Verbraucher) transportiert und dabei Arbeit leistet. Die meisten Wärmepumpen transportieren Wärme von einer kühleren Wärmequelle zu einem wärmeren Verbraucher. Im Grunde arbeiten Wärmepumpen wie ein Kühlschrank, nur anders herum. Funktion einer Wärmepumpe Eine Wärmepumpe besitzt einen Kühlmittelkreis, gefüllt mit einer speziellen Flüssigkeit, die als Arbeitsmittel bezeichnet wird. Abhängig von den Temperatur- und Druckzuständen, in denen sie arbeitet, kann die Flüssigkeit gasförmig oder flüssig sein. Eine Wärmepumpe besteht im Wesentlichen aus den folgenden Teilen: » Verdichter » Verflüssiger » Einspritzventil » Verdampfer Das gasförmige Arbeitsmittel wird im Verdichter unter Druck gesetzt und im System verteilt. Am Ausgang des Verdichters wird heißes und in hohem Grade unter Druck stehendes Gas durch einen Wärmetauscher, den Verflüssiger, geführt, bis es zu einer etwas niedriger temperierten, aber noch immer unter hohem Druck stehenden Flüssigkeit abkühlt und dabei kondensiert. Das kondensierte Kühlmittel passiert anschließend eine Vorrichtung, die den Druck senkt: das Expansionsventil. Das Ventil leitet das entspannte, fast flüssige Kühlmittel zu einem weiteren Wärmetauscher, dem Verdampfer, weiter, in dem das Kühlmittel unter Hitzeabsorption wieder zu einem Gas verdunstet. Das Kühlmittel bewegt sich dann zum Verdichter zurück und der Zyklus wird wiederholt. Es ist wichtig, dass das Kühlmittel in der Kompression eine ausreichend hohe Temperatur erreicht, und ebenso eine ausreichend niedrige während der Expansion. Insbesondere muss der Druckunterschied genug groß sein, damit die Flüssigkeit an der heißen Seite kondensiert und trotzdem in der Niederdruckregion an der kalten Seite verdunstet. Je größer der Unterschied in der Temperatur, umso größer der erforderliche Druckunterschied. Es ist mehr Energie ist nötig, um die Flüssigkeit zu komprimieren. Bei allen Wärmepumpen verringert sich die Energieeffizienz bei Zunahme des Temperaturunterschiedes. Alle Wärmepumpen sind auch mit reversibler Funktion erhältlich. Im Winter kann mit ihnen geheizt, im Sommer gekühlt werden. Dies wird durch ein umschaltbares Vierwegeventil ermöglicht, das entweder den Heiz- oder den Kühlmodus aktiviert. Auf diese Weise fließt das „Freon“ in die eine Richtung um kaltes und in die andere Richtung, um heißes Wasser zu erzeugen. Die Verwendung umschaltbarer Wärmepumpen wird aufgrund ihrer energetischen Effizienz immer beliebter. Quelle und Nutzer Die Quelle Das externe Medium, aus dem Wärme gewonnen wird, bezeichnet man als Kältequelle. Im Verdampfer nimmt das Kältemittel der Wärmepumpe die Wärme aus der Kältequelle auf. Manche Wärmepumpen nutzen die Außenluft als Kältequelle, deshalb werden sie Luft-Wasser-Wärmepumpen genannt. Andere Wärmepumpen nutzen Wasser als Quelle zur Wärmeerzeugung und werden dem entsprechend Wasser-Wasser-Wärmepumpen oder Sole-Wasser-Wärmepumpen genannt (Erd- Wärmepumpen). Der dritte Wärmepumpen-Typ nutzt sowohl Luft als auch Wasser als Quelle. Hier spricht man von Hybrid-Wärmepumpen. Der Nutzer Zu erhitzende Luft oder zu erhitzendes Wasser wird Wärmeverbraucher oder Nutzer genannt. Im Verflüssiger wird die aus der Kältequelle gewonnene Wärme an den Wärmeverbraucher abgegeben. Die thermische Energie kann im Gebäude über Geräte wie Umluftkonvektoren, Heizkörper oder eine Fußbodenheizung abgeführt werden.
Einspritzventil
Verflüssiger
Verdichter
Verdampfer
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