Wärmepumpe

Bei Modernisierungen ist der Einbau einer Elektro-Wärmepumpe oft zu empfehlen.
Bei entsprechender Auslegung des Heizsystems und je nach Gegebenheit der Versorgungsmöglichkeiten
kann eine Wärmepumpe ein sehr gutes und sparsames Heizsystem darstellen.
Wesentliche Voraussetzungen für den Betrieb einer Elektro-Heizungswärmepumpe
ist eine einfache Erschließung der Wärmequelle und ein Niedertemperaturheizsystem,
das die Kopplung der Wärmepumpe mit einem Fußboden- , Decken- oder Wandheizungssystem vorsieht.
Freiwillig fließt Wärme nur von einem warmen zu einem kalten Körper.
Eine Wärmepumpe ist eine Anlage, die Wärme niedriger Temperatur
in Wärme von hoher Temperatur umwandelt, allerdings nur mit Hilfe von Zusatzenergie.
Für die Hausheizung kleinerer Gebäude kommt meist Strom als Zusatzenergie in Betracht,
jedoch gibt es auch Gas-Motorwärmepumpen sowie Absorptions-Wärmepumpen.
Wärmepumpen können verschiedenste Wärmequellen mit niedriger Temperatur nutzen,
die ohne eine Wärmepumpe nicht für die Raumheizung geeignet wären:
Grundwasser, Erdreich, Außenluft, Abluft, Abwasserwärme, Luftkollektoren, usw.
Wärmepumpen benutzen ein Arbeitsmedium (Kältemittel),
das innerhalb der Anlage in einem Kreislauf geführt wird.
Die Funktion ist mit derjenigen eines Kühlschranks zu vergleichen:
das Innere des Kühlschranks stellt bei der Wärmepumpe die Wärmequelle dar
und das Abwärmegitter des Kühlschranks ersetzen die Heizkörper.
Als Kältemittel wurden in der Vergangenheit hauptsächlich FCKW
mit den bekannten Folgen für die Ozonschicht.
Mittlerweile gibt es bereits zahlreiche FKW- und FCKW-freie Wärmepumpen auf dem Markt.

Im Folgenden wird kurz die physikalische Funktionsweise der Motor-Wärmepumpe dargestellt:


Quelle: ea-nrw

Schritt 1: Im Verdampfer, welcher auf der Seite der Wärmequelle angeordnet ist,
wird dem kalten, flüssigen Arbeitsmedium von außen Wärme auf relativ niedrigem
Temperaturniveau zugeführt

Schritt 2: Das Kältemittel nimmt die Wärme auf und verdampft bei diesem Vorgang.
Dabei wird der Wärmequelle (z.B. dem Erdreich) diese Wärme entzogen.
Das verdampfte Kältemittel wird von einem Elektro- (oder Gas-)
motorkompressor angesaugt und verdichtet.
Auch die Antriebsenergie des Kompressors wird in Wärme umgewandelt.
Damit sich ein Druck aufbauen kann, ist auf der Warmseite dem Verflüssiger (Kondensator)
ein Entspannungsventil vorgeschaltet.

Schritt 3: Im Verflüssiger gibt der heiße Kältemitteldampf über einen Wärmetauscher
Wärme an die Heizung ab. Dabei verflüssigt sich unter hohem Druck das Kältemittel
und wird dem Kreislauf erneut zugeführt.

Dieser Prozess gewinnt an Effektivität, je geringer das Temperaturniveau ist.
Aus diesem Grund arbeitet die Wärmepumpe am besten
mit Niedertemperatur-Heizsystemen (wie auch Gas-Brennwert-Geräte)

Absorptionswärmepumpen arbeiten nach einem ähnlichen Prinzip.
Hier wird das Kältemittel jedoch nicht durch Motorkraft bewegt,
sondern mittels einer Trägerflüssigkeit.
Diese wird dem Kältemittel im Kreislauf zugeführt und wieder ausgetrieben,
dies geschieht zumeist mittels thermischer Einwirkung durch einen Brenner