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40 | Grundlagen
Funktionsweise
Wärmepumpen funktionieren nach dem bewährten und
zuverlässigen „Prinzip Kühlschrank". Ein Kühlschrank
entzieht den zu kühlenden Lebensmitteln Wärme und
gibt sie auf der Kühlschrank-Rückseite an die Raumluft
ab. Eine Wärmepumpe entzieht der Umwelt Wärme und
gibt sie an die Heizungsanlage ab.
Dabei macht man sich zunutze, dass Wärme immer von
der „Wärmequelle" zur „Wärmesenke" (von warm nach
kalt) strömt, genauso wie ein Fluss immer talabwärts
(von der „Quelle" zur „Senke") fließt.
Die Wärmepumpe nutzt (wie auch der Kühlschrank) die
natürliche Fließrichtung von warm nach kalt in einem ge-
schlossenen Kältemittelkreis durch Verdampfer, Kom-
pressor, Kondensator und Expansionsventil. Die
Wärmepumpe „pumpt" dabei Wärme aus der Umgebung
auf ein höheres, zum Heizen nutzbares Temperaturni-
veau.
Bei der Luft-Wasser-Wärmepumpe in Splitausführung ist
im Gegensatz zur Monoblockwärmepumpe der Kälte-
kreis aufgeteilt („gesplittet"). Der Kondensator (Verflüs-
siger) befindet sich in der Inneneinheit und wird über 2
Kältemittelleitungen mit der Außeneinheit, in der sich
der überwiegende Kältekreislauf befindet, verbunden.
Der Verdampfer [1] enthält ein flüssiges Arbeitsmittel
mit sehr niedrigem Siedepunkt (ein sogenanntes Kälte-
mittel). Das Kältemittel hat eine niedrigere Temperatur
als die Wärmequelle (z. B. Erde, Wasser, Luft) und einen
niedrigen Druck. Die Wärme strömt also von der Wärme-
quelle an das Kältemittel. Das Kältemittel erwärmt sich
Schematische Darstellung der Funktionsweise einer Wärmepumpenanlage
75 %
+2 °C
–2 °C
1
Bild 16 Schematische Darstellung des Kältemittelkreises in einer Wärmepumpenanlage in Splitausführung (Beispiel)
[1]
Verdampfer
[2]
Kompressor
[3]
Kondensator
[4]
Expansionsventil
A
Außeneinheit
B
Inneneinheit
6 720 818 318 (2017/01)
0 °C
–4,5 °C
A
dadurch bis über seinen Siedepunkt, verdampft und
wird vom Kompressor angesaugt.
Der Kompressor [2] wird über einen Frequenzumrichter
(Inverter) mit Spannung versorgt und geregelt. Dadurch
wird die Kompressordrehzahl immer bedarfsgerecht an-
gepasst. Beim Kompressorstart wird ein hohes Anlauf-
drehmoment mit gleichzeitig niedrigem Anlaufstrom
sichergestellt. Der Kompressor verdichtet das verdampf-
te (gasförmige) Kältemittel auf einen hohen Druck. Da-
durch wird das gasförmige Kältemittel noch wärmer.
Zusätzlich wird auch die Antriebsenergie des Kompres-
sors in Wärme gewandelt, die auf das Kältemittel über-
geht. So erhöht sich die Temperatur des Kältemittels
immer weiter, bis sie höher ist als diejenige, die die Hei-
zungsanlage für Heizung und Warmwasserbereitung be-
nötigt. Sind ein bestimmter Druck und Temperatur
erreicht, strömt das Kältemittel weiter zum Kondensa-
tor.
Im Kondensator [3] gibt das heiße, gasförmige Kältemit-
tel die Wärme, die es aus der Umgebung (Wärmequelle)
und aus der Antriebsenergie des Kompressors aufge-
nommen hat, an die kältere Heizungsanlage (Wärme-
senke) ab. Dabei sinkt seine Temperatur unter den
Kondensationspunkt und es verflüssigt sich wieder. Das
nun wieder flüssige, aber noch unter hohem Druck ste-
hende Kältemittel fließt zum Expansionsventil.
Die beiden elektronisch angesteuerten Expansionsven-
tile [4] sorgen dafür, dass das Kältemittel auf seinen
Ausgangsdruck entspannt wird, bevor es wieder in den
Verdampfer zurückfließt und dort erneut Wärme aus der
Umgebung aufnimmt.
25 %
2
88 °C
4
100 %
+27 °C
+35 °C
3
50 °C
B
6 720 817 675-03.1T
SUPRAECO A SAS 4 ... 13-2
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