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Wärmepumpen, Übersicht

WärmepumpenWärmepumpe
Die Wärmepumpe als Heizgerät nimmt auf der Eingangseite Wärme mit geringer Temperatur auf und gibt Wärme mit höherer Temperatur auf der Heizungsseite wieder ab. Ein Arbeitsmittel verdampft infolge der Aufnahme von Umweltwärme (Luft, Erdreich, Wasser). Das leicht erwärmte gasförmige Arbeitsmittel wird durch einen Kompressor komprimiert, wodurch es eine höhere Temperatur bekommt. Das in dieser Weise stark erwärmte Arbeitsmittel kann die Wärme an das Heizungswasser übertragen, kühlt sich dabei ab und wird erneut in den Kreislauf geschickt.
sind technisch ausgereifte Heizgeräte, die Wärme für Heizung und Warmwasserbereitung bereitstellen. Sie werden zusätzlich zu einem oder anstatt eines mit Brennstoffen befeuerten Heizkessels eingesetzt.

Nach den Erkenntnissen der Physik kann Wärme nicht verloren gehen. Aber sie verliert z. B. nach einer Nutzung an Temperatur. Wärmepumpen bewirken das Gegenteil - sie pumpen Wärme mit niedriger Temperatur auf eine höhere Temperatur.

Wärme niedriger Temperatur steht in großer Menge zur Verfügung. Sie kann dem Erdreich, dem Wasser oder der Luft entnommen werden. Man kann 10 °C warmem Grundwasser Wärme entziehen. Es kühlt sich dabei z. B. auf 7 °C ab. Doch mit einer solch geringen Wassertemperatur kann man für Heizzwecke nichts anfangen. Man muss die entzogene Wärme "verdichten", sie auf eine höhere Temperatur bringen. Dies geschieht mittels der Wärmepumpe. Wie das geht, erfahren Sie in:

»› Wie funktioniert die Wärmepumpe?.

Bezogen auf die Hausheizung ist die Wärmepumpe mit einem Heizkessel oder einer ThermeTherme
Die Therme ist ein Heizgerät, bei der das Heizungswasser umhüllt von einem führenden Rohr direkt durch die Brennerflamme geführt und dabei erhitzt wird. Thermen werden daher auch als Durchlaufwasserheizer bzw. Umlaufwasserheizer bezeichnet. Im Gegensatz zu einem Heizkessel, in dem eine vergleichsweise große Menge Heizungswasser relativ langsam erwärmt wird, ist der Wasserinhalt einer Therme sehr gering. Der geringe Wasserinhalt verlangt eine Mindestwassermenge bzw. eine Modulation der Brennerleistung.
vergleichbar, besitzt aber spezifische

»› Vor- und Nachteile.

Brennstoffe wie Kohle, Öl oder Gas werden zwar nicht in der Wärmepumpe, jedoch für die Stromerzeugung im Kraftwerk verbrannt. Denn die heute überwiegend eingesetzte Kompressions-Wärmepumpe benötigt StromStrom
Strom ist der Fluss von Ladungsträgern in einem elektrischen Leiter. Durch einen eingeschalteten elektrischen Verbraucher, z.B. eine Glühlampe, fließt ein Strom. Der Strom wird angetrieben von der Spannung, die an den beiden Polen bzw. Kontakten des Verbrauchers anliegt. Die Höhe des Stromes (Stromstärke) ist abhängig von der Höhe der Spannung und des elektrischen Widerstandes des Leitungsnetzes und des elektrischen Verbrauchers.
als Antriebsenergie.
Der Strom wird für den Elektromotor benötigt, der den sogenannten VerdichterVerdichter
Der Verdichter ist Teil einer Wärmepumpe bzw. einer Maschine zur Verdichtung von Gasen (Kompressor). Bei Wärmepumpen wird das nach der Aufnahme von Umweltwärme gasförmige Arbeitsmedium zum Zwecke der Temperaturanhebung verdichtet. Dazu wird bei Wärmepumpen mit elektromotorischem Antrieb Elektroenergie, bei gasmotorischen Wärmepumpen Erdgas oder Flüssiggas benötigt. Ein einfacher Verdichter, bei dem die Temperaturerhöhung durch Verdichtung spürbar wird, ist eine Luftpumpe.
oder Kompressor antreibt. Zwar gibt es auch AbsorptionsAbsorption
lat. absorbere: in sich aufnehmen, verschlingen (absorbieren)
-Wärmepumpen mit sehr geringer Stromaufnahme und auch gasmotorisch angetriebene Wärmepumpen - sie aber haben im Hausbereich keine bzw. noch keine Bedeutung. Für die

»› energetische Bewertung und Ökobilanz einer Wärmepumpe

ist die Frage von Bedeutung, wie viel Strom gebraucht wird, um die Umweltwärme auf eine höhere Temperatur zu bringen. Bei der Beantwortung der Frage ist die erreichte ArbeitszahlArbeitszahl
Die Arbeitszahl wird aus dem Verhältnis zwischen abgegebener Wärme und zugeführter Antriebsenergie über einen bestimmten Zeitraum errechnet. Da die Arbeitszahl Ausdruck der Effizienz einer Wärmepumpe ist, sollte sie möglichst hoch sein. Die in der Praxis meist schlechteren Betriebsverhältnisse als im Prüfstand führen dazu, dass die erreichbare Arbeitszahl kleiner ist als die im Prospekt angegebene Leistungszahl, die auf einen optimalen Arbeitspunkt bezogen ist.
einer Wärmepumpe entscheidend.

»› Wie wichtig ist die Arbeits- bzw. Leistungszahl?.

Bei der Planung und Dimensionierung einer Wärmepumpen-Heizungsanlage ist die Einhaltung einiger grundlegender Rahmenbedingungen wichtig, um eine akzeptable EnergieEnergie
Energie ist die Fähigkeit eines Energieträgers eine physikalische Arbeit zu verrichten. Sie kann die Wohnung oder Wasser erwärmen, Licht erzeugen, einen Motor drehen, einen Zug bewegen usw.. Angegeben wird die Energiemenge in kWh oder Joule.
- und Kosteneffizienz zu erzielen. Mehr dazu erfahren sie in:

»› Wie erreicht man hohe Arbeitszahlen?.

Die Frage, ob eine

»› genaue Dimensionierung der Leistung einer Wärmepumpe notwendig

ist, muss in diesem Zusammenhang eindeutig bejaht werden. Auch die Art und Weise der Warmwasserbereitung und der Warmwasserverbrauch haben einen erheblichen Einfluss auf die energetische und ökonomische EffizienzEffizienz
Mit der Effizienz charakterisiert man in der Heizungstechnik die Wirksamkeit, oder besser den Wirkungsgrad eines Kessels, mit dem ein Brennstoff in nutzbare Wärme umgewandelt wird.
einer Heizungsanlage mit Wärmepumpe.

»› Warmes Wasser mit der Wärmepumpe?.

Der Einsatz von PufferspeichernPufferspeicher
Ein Pufferspeicher dient in Heizungsanlagen der Speicherung von Heizungswasser (nicht Trinkwasser!). Pufferspeicher werden eingesetzt zur Verbesserung des Wirkungsgrades und der Verbrennung (Festbrennstoffe), zur Überbrückung von Stromsperrzeiten bei Wärmepumpen und zur Zwischenspeicherung von Anfallwärme (Holzheizungen, Solaranlagen). Pufferspeicher können drucklos (Material auch Kunststoff) oder (überwiegend) mit Heizungsanlagenvordruck (Stahl) betrieben werden.
in WärmepumpenanlagenWärmepumpenanlage
Ein Wärmepumpenanlage zur Heizwärmebereitstellung besteht aus dem Wärmepumpenaggregat und der Wärmequellenanlage (z. B. Erdreichkollektoren, Erdsonden o.ä.), sowie der Regelungstechnik, der Heizungsumwälzpumpe ggf. einem Pufferspeicher zur Überbrückung von Abschaltzeiten und einem Warmwasserspeicher.
kann sinnvoll oder auch notwendig sein. Hier ist der Einzelfall zu untersuchen. Hinweise finden Sie in:

»› Sind Pufferspeicher in Wärmepumpen-Heizungsanlagen erforderlich?.

Verschiedene technische Fragen können den Auswahl- bzw. Entscheidungskriterien zugeordnet werden. Lesen Sie dazu:

»› Welche Kältemittel kommen heute zum Einsatz?
»› Wie laut sind Wärmepumpen?
»› Einstufige, zweistufige oder stufenlose Wärmepumpen?

Einige weitere Aspekte beeinflussen direkt die sichere und kostengünstige Wärmeversorgung:

»› Wie wird eine Heizungsanlage mit Wärmepumpe geregelt?
»› Wie hoch ist die Betriebssicherheit von Wärmepumpen heute?
»› Mit welchem Wartungsaufwand ist bei Wärmepumpen zu rechnen?

Wärmepumpen sind elektrische Geräte. Wegen der Netzbelastung durch eine teilweise recht hohe Stromaufnahme ist der Betrieb einer Wärmepumpe beim Stromversorger anzumelden. Der Stromversorger begünstigt den Bezug von Strom für den Wärmepumpenbetrieb durch Sonderpreise. Einige Stromversorger fördern den Einbau einer Wärmepumpe.

»› Was muss ich bezüglich des Strombezuges bzw. zum Anmeldeverfahren wissen?
»› Wärmepumpen zur Luftwärmenutzung...
»› Wärmepumpen zur Erdwärmenutzung...
»› Wärmepumpen zur Wasserwärmenutzung...



© by f.nowotka | zuletzt geändert am: 28.04.2006 | 28797 x gelesen


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