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Wie funktioniert eine Luftwärmepumpe?

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Eingestellt 24, Feb 2014 in Solare Wärme, Heizen von Anonym
   

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Beantwortet 24, Feb 2014 von Klaus Hying (930 Punkte)

Eine Luft-Wärmepumpe funktioniert praktisch wie ein umgekehrter Kühlschrank.

Wie beim Kühlschrank gibt es auch bei einer Wärmepumpe ein 'Kältemittel'.

Das kühle, flüssige und entspannte (d.h. bei niedrigem Druck vorliegende) Kältemittel wird in flüssiger Form durch die Umgebungsluft erwärmt, wodurch es im verdampft. Das Kältemittel wird so ausgewählt, dass es bei den vorliegenden Umgebungstemperaturen und den im Verdampfer vorherrschenden Druck verdampft. Beim Verdampfen nimmt das Kältemittel von der Umgebungsluft Energie auf => der Umgebungsluft wird Energie entzogen und das Kühlmittel verdampft.

(Wenn ich Wasser verdampfen – also kochen – will, muss ich ja auch aus der Umgebung z.B. über eine heiße Herdplatte Energie zuführen. Nur findet der Vorgang beim Wärmepumpenprinzip schon bei niedrigen Temperaturen statt. )   

Im nächsten Schritt des Wärmpumpenkreislaufes wird das jetzt gasförmige Kältemittel mit Hilfe einer elektrisch betriebenen Pumpe verdichtet.

Bei einer Fahrradluftpumpe werden Sie sicher schon einmal festgestellt haben, dass sich die Luft beim Pumpen und Verdichten sehr stark erwärmt. Genau das passiert auch in der Wärmepumpe. Das 'Kältemittel' oder besser gesagt Heizmedium kann diese hohe Temperatur nun in einem Nachgeschalteten Wärmetauscher an das Heizwasser für die Heizung und für das Brauchwasser zum Duschen etc. abgeben. Dadurch kühlt sich das Kältemittel ab und wird wieder flüssig. Im Wärmetauscher wird Wärmeenergie an das Heizwasser abgegeben. Das das Kältemittel schon bei der immer noch etwas erhöhten Temperaturen kondensiert und flüssig wird, liegt an dem noch hohen Druck, den die Wärmepumpe aufgebaut hat. Daher wird das Kühlmittel im nächsten Schritt wieder entspannt - d.h. der Druck sinkt stark ab. Das ist praktisch die Umkehrung zu dem Schritt in der Wärmepumpe. Beim Entspannen kühlt sich das Kühlmittel stark ab. Das jetzt wider kalte Kältemittel kann im nächsten Schritt im Verdampfer wieder Energie aus der Umgebungsluft aufnehmen und verdampft erneut. Der Kreislauf ist geschlossen!

Die Wärmpumpentechnologie kann man hervorragend mit Erneuerbarer Energie aus seiner eigenen Photovoltaikanlage kombinieren, die die Wärmepumpe mit Strom versorgt. Das heiße Wasser ist dabei auch eine Art thermischer Energiespeicher. Das Heizwasser, das tagsüber von der Wärmepumpe mit PV-Strom erwärmt wurde, kann in den Abend- und Nachtstunden zum Duschen, Kochen und zum Heizen der Wohnung verwendet werden. Gleichzeitig erhöht sich so der Eigenverbrauch der Photovoltaikanlage wie gewünscht deutlich.

Darum bieten Firmen wie z.B. Viessmann Photovoltaikanlage und Wärmepumpe als Komplettlösung aus einer Hand an.

http://www.viessmann.de/de/ein-_zweifamilienhaus/produkte/Waermepumpen/Waermepumpe_Photovoltaik.html

Klaus Hying

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