Wie eine Wärmepumpe funktioniert oder das Prinzip des Wärmeaustauschs
Das Prinzip der Wärmepumpen ist seit über 100 Jahren bekannt, und die ersten Erwähnungen dieser Technologie reichen bis in die Mitte des 19. Jahrhunderts zurück. Die realen Grundlagen der Nutzung einer Wärmepumpe als Wärmequelle sind mit dem Namen des slowakischen Physikers Aurel Stodola verbunden, der aus Liptovský Mikuláš in der Slowakei stammt. Seine erste Wärmepumpe vom Typ Wasser - Wasser ist heute noch in Genf in Betrieb und beheizt das Rathaus.
Das Grundprinzip einer Wärmepumpe besteht darin, die Niedertemperatur-Energie der natürlichen Umgebung in eine höhere, nutzbare Ebene umzuwandeln. Erde, Luft oder Wasser sind natürliche Quellen mit unerschöpflichem Energiepotenzial, und die Wärmepumpentechnologie kann diese Energie effektiv nutzen. Ihr großer Vorteil liegt in der hohen Effizienz und wirtschaftlichen Betriebsweise. Obwohl sie elektrische Energie benötigen, liegt das Verhältnis, in dem sie Wärme "produzieren", im Vergleich zum verbrauchten Strom sehr interessant. Eine Wärmepumpe kann bei 1 kW verbrauchter elektrischer Energie 3 bis 6 kW Wärme produzieren, was bereits erhebliche Einsparungen für unsere Geldbörsen bedeutet. Ein weiterer Vorteil von Wärmepumpen ist, dass sie bei ihrem Betrieb keine nennenswerte Wärmeabdrücke hinterlassen, die beim Verbrennen fossiler Brennstoffe deutlich sind, und somit die Umwelt schonen.
Wärmepumpen finden Anwendung in der Beheizung von Gebäuden, Wohnungen, aber auch Schwimmbädern und Industriegebieten. Heizen, Kühlen und die Warmwasserbereitung stellen eine echte Notwendigkeit für jeden Haushalt dar, und angesichts des gleichzeitigen Anstiegs der Gas-, Festbrennstoff- und Strompreise sind Wärmepumpen besonders für Neubauten eine interessante Alternative, können aber auch effektiv ältere Heizsysteme ersetzen.
Funktionsprinzip der Wärmepumpe:
Antwort auf die Frage Wie funktioniert eine Wärmepumpe? - Das Schema einer Luft-Wasser-Wärmepumpe ist in der Abbildung dargestellt.
Die Antwort auf die Frage, wie eine Wärmepumpe funktioniert, wird durch das Schema einer Luft-Wasser-Wärmepumpe auf dem Bild erklärt. Die Außenluft wird in den Verdampferbereich eingeführt, wo das Kältemittel erhitzt und verdampft wird. Die Dämpfe dieses Mediums werden dann mithilfe des Kompressors in den Kondensator transportiert, wo es zu einer "Addition" der thermischen Energie des Kältemitteldampfes und der Energie kommt, die während des Kompressionsprozesses - also des Verdichtens - freigesetzt wird. Die gesamte thermische Energie im Kondensatorbereich wird dem Transportmedium - in diesem Fall Wasser - übergeben und anschließend in das Heizsystem verteilt, das Heizung oder die Erwärmung des Trinkwassers gewährleistet. Das "Kühlmittel" bewegt sich dann vom Kondensator zum Drosselventil, wo es zu einem Druckabbau - Dekompression, anschließender schneller Abkühlung des Mediums und der gesamte Zyklus kann wiederholt werden. Dies ist das grundlegende Funktionsprinzip einer Wärmepumpe.
Was ist eine Wärmepumpe: Schema
Wärmepumpenheizung - Wärmekomfort und Einsparungen
Das Heizen mit einer Wärmepumpe wird zu einem integralen Bestandteil von Neubauten, nicht nur aufgrund der erhöhten Anforderungen an ihre Energieeffizienz, sondern auch als effektive Möglichkeit, die Kosten für Heizung und Warmwasserbereitung erheblich zu senken. Neben der Warmwasserbereitung und Heizung ist auch das Kühlen bereits eine ziemlich übliche Funktion von Wärmepumpen. Die Wärmepumpe funktion - dann im reversen Modus und kann in den warmen Sommermonaten als Klimaanlage dienen. Wärmepumpen werden auch in älteren Gebäuden mit unzureichender Isolierung oder bei der Renovierung von Heizungsanlagen eingesetzt.
Die Kombination von Wärmepumpe und Photovoltaik wird mit dem Wachstum des Marktes immer relevanter und wirtschaftlicher. Bei ordnungsgemäßer Dimensionierung beider Systeme ist die Kombination von Wärmepumpe und Solarenergie eine interessante Möglichkeit, durch natürliche Ressourcen maximalen thermischen Komfort und Einsparungen zu erzielen.