08.12.2020
3.2.2 Funktionsweise
Eine Wärmepumpe ist eine Maschine, welche Wärme auf geringem Temperaturniveau aufnimmt und auf
hohem Temperaturniveau wieder abgibt. Bei Luft / Wasser Wärmepumpen wird die Umgebungsluft als
Energiequelle genutzt. Der Umgebungstemperatur wird Wärme auf niedrigem Temperaturniveau
entzogen und das Heizungswasser auf hohem Temperaturniveau erwärmt. Die Außenluft am Luftaustritt
der Wärmpumpe kühlt dabei ca. um 3°C ab.
Die Funktionsweise beruht auf dem Carnot Prozess. Dabei wird im Verdampfer (Lamellenpaket) flüssiges
Kältemittel auf geringem Druck und Temperaturniveau vollständig verdampft. Die dafür notwendige
Wärme wird der Energiequelle (Umgebungsluft) entzogen. Das aus dem Verdampfer austretende
gasförmige Kältemittel wird anschließend in einem Verdichter komprimiert. Während dieses Vorgangs
erhöhen sich Druck und Temperatur des Gases. Der Verdichter wird dabei mit elektrischer Energie
angetrieben. Das „Heißgas" wird in einen Wärmetauscher (Kondensator) geleitet, indem Energie an das
Heizsystem, durch Erwärmung des Heizungswassers, abgegeben wird. In diesem Prozessschritt wird
verflüssigt sich das Kältemittel auf hohem Temperaturniveau vollständig. Das noch immer unter hohem
Druck stehende flüssige Kältemittel wird weiter in einem Expansionsventil „entspannt" und auf das
ursprüngliche niedrige Druck und Temperaturniveau gebracht. Damit schließt sich der kontinuierliche
Kreisprozess.
Abbildung 2: Funktionsprinzip
Die an das Heizsystem abzugebende Wärmeenergie ergibt sich Großteils aus kostenloser Umweltwärme
(Energieinhalt der Luft) und zu einem kleineren Anteil aus der erforderlichen elektrischen Antriebsenergie
des Verdichters. Der Anteil der elektrischen Leistung steigt mit der Temperaturdifferenz zwischen
Heizsystem und Energiequelle die überwunden werden muss. Sprich je tiefer die Außentemperatur und
je höher die Vorlauftemperatur des Heizsystems desto größer ist der elektrische Energiebedarf für die
Wärmepumpe.
Dieses Gerät passt die Heizleistung automatisch durch Drehzahlmodulation an die Gegebenheiten an.
Dadurch können Wärmetauscherfächen besser ausgenutzt und ineffiziente Startphase reduziert werden.
Außerdem ist gleichmäßigere Wärmeabgabe ans Heizsystem möglich, wodurch die erforderliche
Heizwassertemperatur reduziert werden kann. Somit ergeben sich deutliche Betriebskostenersparnisse.
Aufgrund der Abkühlung der Luft, kann es bei Außenlufttemperaturen unter 2°C zur Reifbildung im
Lamellenpaket kommen. Die Eisschicht wirkt isolierend und verringert somit die Effizienz des Gerätes.
Daher wird ab einem gewissen Punkt vom Kältekreisregler automatisch eine Abtauung eingeleitet.
Version 1.0.1
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