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Wärmepumpen Bauarten Kompressions- Wärmepumpen

Kompressions-Wärmepumpen gelten als Stand der Technik und sind deshalb am weitesten verbreitet. Ihre Arbeitsweise entspricht der von üblichen Kühlschränken – nur mit veränderter Zielvorgabe (Heizen statt Kühlen). Unterschieden wird in zwei Arten einmal die Elektro-Kompressions-Wärmepumpe und die Gasmotorische- Kompressions- Wärmepumpe. Der Unterschied besteht nur darin das die Gasmotorische Pumpe mit einem Verbrennungsmotor betrieben wird und durch die Abwärme des Verbrennungsprozesses mehr Ausnutzung für die Primärenergie vorhanden ist.

Des Weiteren werden jetzt die Grundlagen der Kompressions- Wärmepumpen erklärt.

Bei der Wärmeaufnahme aus der Umwelt befindet sich das flüssige Arbeitsmedium (Kältemittel) bei geringem Druck auf der Primärseite (kalte Seite) im Verdampfer. Das außen am Verdampfer anstehende Temperaturniveau der Umweltwärme ist höher als die dem Druck entsprechende Siedetemperatur des Arbeitsmediums, so dass das Arbeitsmedium verdampft und der Umgebung dabei Wärme entzieht.
Das Temperaturniveau kann dabei durchaus unterhalb von 0°C liegen. Der Verdichter saugt das verdampfte Arbeitsmedium aus dem Verdampfer ab und verdichtet es, dabei steigen Druck und Temperatur des Dampfes (analog einer Fahrradluftpumpe beim Druckaufbau). Vom Verdichter gelangt das dampfförmige Arbeitsmedium auf der Sekundärseite (warme Seite (Heizsystem)) in den Verflüssiger, der vom Heizwasser umspült ist. Die Temperatur des Heizwassers ist niedriger als die Kondensationstemperatur des Arbeitsmediums, so dass der Dampf abgekühlt und dabei wieder verflüssigt wird. Die im Verdampfer aufgenommene Wärme sowie die zusätzlich durch das Verdichten zugeführte Energie werden dabei an das Heizwasser abgegeben. Danach wird das Arbeitsmedium über ein Expansionsventil in den Verdampfer zurückgeführt. Dabei wird es vom hohen Druck des Kondensators auf den niedrigen Druck des Verdampfers entspannt und kühlt ab. Der Kreislauf ist geschlossen. Bestimmte Kältemittel z. B. R 407C sind Drei-Stoff-Gemische. Jeder Stoff hat dabei seine eigene Verdampfungstemperatur. Durch den Einsatz eines Sauggas-Wärmetauschers wird eine 100%-ige Verdampfung jedes Teilstoffes garantiert. Damit werden Flüssigkeitseinträge in den Verdichter vermieden und die Leistungszahl des Kältekreislaufes verbessert. Das Prinzip beruht darauf, dass ein Teil der im Arbeitsmedium hinter dem Verflüssiger noch enthaltenen Wärme über einen zusätzlichen Wärmetauscher auf die Dampfseite (vor dem Verdichter) übertragen wird. Dadurch werden auch die restlichen Flüssigkeitstropfen verdampft. Diese Wärmeübertragung führt auf der kalten Seite zu einer Druckerhöhung und auf der warmen Seite zu einer Druckminderung. Die Absenkung des Differenzdruckes zwischen beiden Seiten hat zur Folge, dass eine geringere Verdichterarbeit aufgebracht werden muss. Der Stromverbrauch sinkt und die Leistungszahl der Wärmepumpe steigt um bis zu 5%. Moderne mit Strom betriebene Wärmepumpen beziehen etwa drei Viertel der zum Heizen erforderlichen Wärme aus der Umwelt, das restliche Viertel wird als Strom für den Antrieb des Verdichters bezogen. Da diese elektrische Energie letztlich auch in Wärme umgewandelt wird, kann sie für Heizzwecke genutzt werden. Bei Verwendung von Regenerativerzeugtem Strom, den Energieversorger teilweise speziell für Wärmepumpen anbieten, kann die Heizwärme vollständig regenerativ erzeugt werden. In diesem Fall stellt die Wärmepumpe neben der Solartechnik das einzige Heizsystem dar, das eine CO2-freie Erzeugung von Wärme ermöglicht.

Von Georg am 2.09.08 4:27 | | Kommentare (0) | TrackBacks (0)

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