Wärmepumpe

Eine Wärmepumpe ist eine Maschine zur Wärmebereitstellung. Sie arbeitet nach dem linksläufigen Clausius-Rankine-Prozess. Durch mechanische oder thermische Energiezufuhr wird Wärme von einem niedrigen auf ein höheres Temperaturniveau gehoben und zum Heizen genutzt.

Wärmepumpen werden in Kompressionswärmepumpen und Sorptionswärmepumpen unterteilt. Beide führen ein Kältemittel im Kreis.

Eine Kompressionswärmepumpe besteht im Wesentlichen aus vier Bauteilen, einem Kompressor, einem Kondensator, einer Drossel und einem Verdampfer. Das Kältemittel wird im Kompressor mechanisch verdichtet. Dadurch steigt die Temperatur des Kältemittels an. Anschließend gibt es die Wärme im Kondensator an die Umgebung ab. Nachdem es durch die Drossel entspannt wird und im Verdampfer verdampft ist, wird es erneut dem Kompressor zugeführt.

Eine Sorptionswärmepumpe besteht aus einem Absorber bzw. einem Adsorber, einem Desorber, einem Kondensator, einer Drossel, einem Verdampfer und je nach Anlagentyp einer Pumpe. Unter Wärmeabgabe wird das Kältemittel im Absorber absorbiert bzw. im Adsorber am Adsorptionsmittel angelagert. Im Desorber wird das Kältemittel auf ein höheres Temperaturniveau gehoben und im Kondensator wieder abgekühlt. Durch die Abkühlung im Kondensator wird technisch nutzbare Wärme frei, die an einen Heizkreislauf abgegeben werden kann.

Zur Beurteilung einer Wärmepumpe wird die Leistungszahl verwendet. Diese stellt den Quotienten aus der abgegebenen Wärmeleistung und der eingesetzten Leistung dar.

Zur Beurteilung der eingesetzten Energie und der erzeugten Wärmemenge über ein Jahr wird die Jahresarbeitszahl berechnet. Typische Jahresarbeitszahlen liegen in Abhängigkeit von der verwendeten Wärmepumpe etwa zwischen 3 und 5.

Die Betriebsweise einer Wärmepumpe ist entweder monovalent oder bivalent. Im monovalenten Betrieb deckt die Wärmepumpe allein den gesamten Heizbedarf ab. Im bivalenten Betrieb wird zusätzlich ein zweites Heizsystem genutzt.

Unterteilt werden Wärmepumpen unter anderem in Kompressionswärmepumpen, Luft-Wasser Wärmepumpen, Sole-Wasser Wärmepumpen, Wasser-Wasser Wärmepumpen und Sorptionswärmepumpen. Letztere wird des Weiteren in Absorptionswärmepumpen und Adsorptionswärmepumpen unterteilt.

Englische Übersetzung(en):

heat pump