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Funktionsprinzip Wärmepumpe
Prinzip einer Wärmepumpe
Den wichtigsten Beitrag für die Funktion einer Wärmepumpe leis-
tet das Arbeitsmedium (Kältemittel). Das Arbeitsmedium hat die
Eigenschaft, bei niedrigsten Temperaturen zu verdampfen.
Wird Außenluft oder Wasser über einen Wärmeübertrager in dem
das Arbeitsmedium zirkuliert geführt, entzieht dieses der Wärme-
quelle Wärme. Bei diesem Prozess geht das Arbeitsmedium vom
flüssigen in den gasförmigen Zustand über.
Die Wärmequelle kühlt sich dabei um einige Grad ab.
Ein Verdichter saugt das gasförmige Arbeitsmedium an und ver-
dichtet es. Durch die Druckerhöhung steigt auch die Temperatur
– das Arbeitsmedium wird auf ein höheres Temperaturniveau
„gepumpt".
Hierzu ist elektrische Energie notwendig. Bei sauggasgekühlten
Verdichtern geht die Motorwärme nicht verloren. Die Motorwär-
me wird mit dem verdichteten Arbeitsmedium in den nachge-
schalteten Verflüssiger geleitet.
Hier gibt das Arbeitsmedium seine gewonnene Wärme an das
Umlaufsystem der Warmwasser-Heizung ab, indem es sich
verflüssigt.
Der vorhandene Druck des Arbeitsmediums wird mit einem Ex-
pansionsventil abgebaut und der Kreisprozess beginnt erneut.
Leistungszahl der Wärmepumpe
ε
Die Leistungszahl
entspricht dem Quotienten aus Heizleistung
WP
Q
und elektrischer Leistungsaufnahme P
WP
Sie gibt Aufschluss darüber, wie viel- mal größer der Nutzen ge-
genüber dem Aufwand ist.
Die Leistungszahl ist abhängig von der Temperatur der Wärme-
quelle und des Wärmeverbrauchers. Je höher die Wärmequellen-
temperatur und je niedriger die Wärmeverbrauchertemperatur,
desto höher ist die Leistungszahl.
Sie bezieht sich als Momentanwert immer auf einen bestimmten
Betriebszustand.
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Prinzipbild Kältekreis Wärmepumpe
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nach der Gleichung:
WP
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3
2
1
10
11
Umweltwärme
Verdampfer
Saugleitung, Arbeitsmedium gasförmig, niedriger Druck
Verdichter
Druckleitung, Arbeitsmedium gasförmig, hoher Druck
Heizwärme
Vorlauf
Rücklauf
Flüssigkeitsleitung, Arbeitsmedium flüssig, hoher Druck
Expansionsventil
Einspritzleitung, Arbeitsmedium flüssig, niedriger Druck
Verflüssiger
Planungshandbuch Wärmepumpen |
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