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Grundlagen
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Grundlagen
2.1
Funktionsweise von Wärmepumpen
Etwa ein Viertel des Gesamtenergieverbrauchs entfallen
in Deutschland auf private Haushalte. In einem Haushalt
werden dabei rund drei Viertel der verbrauchten Energie
für die Beheizung von Räumen verwendet. Mit diesem
Hintergrund wird klar, wo Maßnahmen zur Energieein-
sparung und Minderung von CO
setzen können. So können durch Wärmeschutz, z. B.
verbesserte Isolierung, moderne Fenster und ein sparsa-
mes, umweltfreundliches Heizsystem gute Ergebnisse
erzielt werden.
5
4
3
2
1
Bild 2
Energieverbrauch in privaten Haushalten
[1]
Heizen 78 %
[2]
Warmwasser 11 %
[3]
Sonstige Geräte 4,5 %
[4]
Kühlen, Gefrieren 3 %
[5]
Waschen, Kochen, Spülen
[6]
Licht 1 %
Eine Wärmepumpe zieht den größten Teil der Heiz-
energie aus der Umwelt, während nur ein kleinerer Teil
als Arbeitsenergie zugeführt wird. Der Wirkungsgrad der
Wärmepumpe (die Leistungszahl) liegt zwischen 3 und
6, bei einer Luft-Wasser-Wärmepumpe zwischen 3 und 4.
Für ein energiesparendes und umweltschonendes Hei-
zen sind Wärmepumpen daher ideal.
1
2
4
Bild 3
Temperaturfluss Luft-Wasser-Wärmepumpe in
Außenaufstellung (Beispiel)
[1]
Antriebsenergie
[2]
Luft 0 °C
[3]
Luft -5 °C
[4]
Heizungsrücklauf 28 °C
[5]
Heizungsvorlauf 35 °C
6
-Emissionen sinnvoll an-
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6
6 720 645 211-33.2T
3
5
6 720 645 211-32.2T
Heizen mit Umgebungswärme
Mit einer Wärmepumpe wird Umgebungswärme aus Er-
de, Luft oder Grundwasser für Heizung und Warmwas-
serbereitung nutzbar.
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.
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
dadurch bis über seinen Siedepunkt, verdampft und
wird vom Kompressor angesaugt.
Der Kompressor (2) verdichtet das verdampfte (gasför-
mige) Kältemittel auf einen hohen Druck. Dadurch wird
das gasförmige Kältemittel noch wärmer. Zusätzlich wird
auch die Antriebsenergie des Kompressors in Wärme ge-
wandelt, die auf das Kältemittel übergeht. So erhöht sich
die Temperatur des Kältemittels immer weiter, bis sie
höher ist als diejenige, die die Heizungsanlage für Hei-
zung und Warmwasserbereitung benötigt. Sind ein be-
stimmter Druck und Temperatur erreicht, strömt das
Kältemittel weiter zum Kondensator.
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 (Wärmesen-
ke) 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.
Das Expansionsventil (4) sorgt dafür, dass das Kältemit-
tel auf seinen Ausgangsdruck entspannt wird, bevor es
wieder in den Verdampfer zurückfließt und dort erneut
Wärme aus der Umgebung aufnimmt.
Logatherm WPL – 6 720 822 554 (2019/07)
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