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Wärmepumpen

Wärmepumpen Prinzip

Einfaches Prinzip, effektive Wirkung

Die Funktionsweise einer Wärmepumpe ist mit der eines Kühlschranks vergleichbar – nur umgekehrt.

Bei einem Kühlschrank wird die Wärme von innen nach außen geleitet. Eine Wärmepumpe funktioniert genau umgekehrt. Die Wärme aus der Luft oder dem Erdreich wird über das Heizungssystem in den Wohnraum geführt. 
Zur Steigerung der Temperatur wird der Dampf eines Kältemittels verdichtet, sodass sie hoch genug ist für die Heizung und Trinkwassererwärmung. Vitocal 350-G erreicht dabei bis zu 
72 °C, Vitocal 350-A bis zu 65 °C. Damit sind diese Wärmepumpen auch für die Modernisierung einsetzbar, um für die Wohnraumheizung mit Radiatoren eine ausreichend hohe Vorlauftemperatur zu erzielen.

Hohe Effizienz mit Scroll-Verdichter 

Ausschlaggebend für die Effizienz einer Wärmepumpe ist der Verdichtungsprozess. Viessmann setzt dafür einen Compliant Scroll-Verdichter ein. Er zeichnet sich durch einen leisen, vibrationsarmen, wartungsfreien und äußerst langlebigen Betrieb aus. Für die Wärmeerzeugung wird beispielsweise der Umgebungsluft Wärme entzogen und mit ihr ein bei geringer Temperatur siedendes Kältemittel verdampft. Das dabei entstehende Gas wird vom Scroll-Verdichter komprimiert und damit erwärmt. Das so erwärmte Gas gibt die Wärme im Kondensator an das Heizungswasser oder zur Trinkwasseerwärmung ab und verflüssigt sich dabei wieder. Zuletzt wird das noch unter Druck stehende Kältemittel in einem Expansionsventil entspannt, und der Kreislauf beginnt von vorne.

Jahresarbeitszahl

Die Leistungszahl (COP) ist das Verhältnis der Wärmeabgabe zur Leistungsaufnahme. Die Jahresarbeitszahl ist der Durchschnitt aller im Laufe eines Jahres auftretenden COP. Die Leistungszahl dient zur Vergleichbarkeit von Wärmepumpen hinsichtlich der Effizienz – der COP gilt jedoch nur in einem bestimmten Betriebspunkt unter definierten Temperaturbedingungen.

Für die Planung (um beispielsweise die anfallenden Verbrauchskosten einer Wärmepumpe angeben zu können) muss deren Betrieb über das gesamte Jahr hinweg betrachtet werden. Dafür wird die über das Jahr abgegebene Wärmemenge ins Verhältnis gesetzt zu der in diesem Zeitraum von der gesamten Wärmepumpenanlage aufgenommenen elektrischen Arbeit. Dabei werden auch die Stromanteile für Pumpen, Regelungen etc. berücksichtigt. Das Ergebnis wird als Jahresarbeitszahl bezeichnet.

 

Diese Energiequellen kann eine Wärmepumpe nutzen

Luft- und Erdwärme ist eine zeitgemäße und Kosten sparende Alternative zu fossilen Brennstoffen. Sie steht gratis zur Verfügung und macht von der Versorgung mit Öl und Gas unabhängiger. Mit einer Wärmepumpe lässt sich die Energie der Natur besonders effektiv und umweltschonend nutzen. Das Prinzip ist ebenso einfach wie genial: Die in der Umgebungsluft, im Erdreich oder im Grundwasser gespeicherte Sonnenwärme wird zur effizienten Erwärmung des Heiz- und Trinkwassers verwendet.

Sole/Wasser-Wärmepumpen

Die Sole/Wasser-Wärmepumpe nutzt die Wärme aus dem Erdreich. Dort herrscht ganzjährig eine fast gleichmäßige Temperatur. Ein Erd-Kollektor in 1,5 m Tiefe, wie eine Heizschlange verlegt, entzieht der Erde die Wärme. 

Die Alternative zum Erdkollektor ist die Wärmegewinnung mit einer platzsparenden Erdsonde. Die Erdwärme wird dabei mit speziellen Erdsonden entnommen, die bis zu 100 m tief in die Erde führen. Die Temperatur liegt dort ganzjährig konstant bei ca. 10°C.

 

Wasser/Wasser-Wärmepumpen

Die Wasser/Wasser-Wärmepumpe bezieht die Wärme aus dem Grundwasser, dessen Temperatur unabhängig von der Jahreszeit und der Außentemperatur konstant ist. Aus einem Saugbrunnen wird das Grundwasser entnommen und nach der Wärmegewinnung in einen Schluckbrunnen zurückgeführt.

Luft/Wasser-Wärmepumpen

Die Luft/Wasser-Wärmepumpe nutzt die von der Sonne erwärmte Außenluft.

 

Text und Bilder: Viessmann