Funktionsprinzip; Funktionsweise Der Wärmepumpe - Vaillant geoTHERM plus Installationsanleitung

3.2

Funktionsprinzip

Kaltwasser
Heizungs-
anlage
Umschaltventil
Heizung/Speicher-
ladung
Heizkreispumpe
3
Verflüssiger
Expansionsventil
4
Verdampfer
Solekreis
Solepumpe
Wärmequelle
3.2 Funktionsweise der Wärmepumpe
Die Vaillant Wärmepumpe VWS /3 nutzt als Wärmequelle
Erdwärme. Die Wärmepumpe besteht aus getrennten Kreis-
läufen, die mittels Wärmetauschern miteinander gekoppelt
sind. Diese Kreisläufe sind:
– Der Solekreis, mit dem die Wärmeenergie der Wärme-
quelle zum Kältemittelkreis transportiert wird.
– Der Kältemittelkreis, mit dem durch Verdampfen, Ver-
dichten, Verflüssigen und Expandieren Wärme energie an
den Heizkreis abgegeben wird.
– Der Heizkreis, mit dem die Heizung und die Warmwasser-
bereitung des Warmwasserspeichers gespeist werden.
Über den Verdampfer (1) ist der Kältemittelkreis an die Erd-
wärmequelle angebunden und nimmt deren Wärmeenergie
auf. Dabei ändert sich der Aggregatzustand des Kältemit-
tels, es verdampft. Über den Verflüssiger (3) ist der Kälte-
mittelkreis mit der Heizungsanlage verbunden, an das er
die Wärmeenergie wieder abgibt. Dabei wird das Kältemittel
wieder flüssig, es kondensiert.
Da Wärmeenergie nur von einem Körper höherer Tem-
peratur auf einen Körper niedrigerer Temperatur überge-
hen kann, muss das Kältemittel im Verdampfer eine niedri-
gere Temperatur als die Erdwärmequelle besitzen. Dage gen
muss die Temperatur des Kältemittels im Verflüssiger höher
als die des Heizwassers sein, um die Wärmeenergie dort
abgeben zu können.
Installationsanleitung geoTHERM plus 0020092573_03
Umschaltventil
Kühlung
Zusatz-
Warmwasser-
heizung
speicher
Heizkreis
2
Kältemittel-
Kompressor
kreis
1
Solemischventil
Kühlungswärmetauscher
Funktions- und Gerätebeschreibung
Diese unterschiedlichen Temperaturen werden im Kältemit-
telkreis über einen Kompressor (2) und ein Expansions-
ventil (4) erzeugt, die sich zwischen dem Verdampfer und
dem Verflüssiger befinden. Das dampfförmige Kälte mittel
strömt vom Verdampfer kommend in den Kom pres sor und
wird von diesem verdichtet. Dabei steigen der Druck und die
Warmwasser
Tem peratur des Kältemitteldampfes stark an. Nach diesem
Vorgang strömt das Kältemittel durch den Verflüssiger, in
dem es seine Wärmeenergie durch Kondensation an das
Heiz was ser abgibt. Als Flüssigkeit strömt es dem
Expansions ventil zu, darin entspannt es sich stark und ver-
liert dabei extrem an Druck und Temperatur. Diese Tempe-
ratur ist jetzt niedriger als die der Sole, die durch den Ver-
dampfer strömt. Das Kältemittel kann dadurch im Verdamp-
fer neue Wärmeenergie auf nehmen, wobei es wieder ver-
dampft und zum Kompressor strömt. Der Kreislauf beginnt
von vorn.
Bei Bedarf kann über den integrierten Regler die Elektro-
Zusatzheizung zugeschaltet werden. Diese kann durch eine
bestimmte Anschlussart abgestuft in ihrer Leistung redu-
ziert werden.
Um Kondensatanfall im Geräteinneren zu verhindern, sind
die Leitungen des Solekreises und des Kältemittelkreises
kälteisoliert. Sollte doch Kondensat auftreten, wird es in
einer Kondensatwanne (¬ Abb. 3.5, Pos. 16) gesammelt
und unter die Wärmepumpe geleitet. Tropfenbildung unter
der Wärmepumpe ist also möglich.
Die Ausführungen der geoTHERM plus Wärmepumpen sind
mit einer zusätzlichen Kühlfunktion ausgestattet, um in
Wohnräumen im Kühlbetrieb, bei hohen Außentemperatu-
ren, für ein behaglich kühles Wohnraumklima zu sorgen. Zu
diesem Zweck sind weitere Komponenten in der Wärme-
pumpen-Hydraulik vorhanden: ein zusätzlicher Kühlungs-
wärmetauscher, ein Solemischventil und ein zusätzliches
Umschaltventil. Bei den Vaillant Wärmepumpen mit Kühl-
funktion kommt das Prinzip der „passiven" Kühlung zum
Einsatz, bei der ohne Kompressorbetrieb und somit ohne
Betrieb des Kältemittelkreises Wärme, z. B. über eine Fuß-
bodenheizung, aus den Räumen in das Erdreich transpor-
tiert wird. Das Heizwasser, das im Vorlauf kälter ist als die
Raumtemperatur, nimmt Wärmeenergie aus den Räumen
auf und wird über die Heizkreispumpe zum Kühlungswärme-
tauscher gefördert. Die Solepumpe fördert die kältere Sole
aus dem Erdreich ebenfalls in den Kühlungswärmetauscher,
der im Gegenstromprinzip betrieben wird. Dabei gibt der
wärmere Heizungsrücklauf Wärmeenergie an den kälteren
Solekreis ab, so dass die Sole um einige Grad erwärmt wie-
der in den Boden geleitet wird. Der abgekühlte Heizungs-
vorlauf zirkuliert wieder durch den Kreislauf der Fußboden-
heizung, wo das Wasser wieder Wärmeenergie aus der
Umgebung aufnehmen kann. Der Kreislauf beginnt von
vorn.
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