Funktionsweise einer Wärmepumpe

 

Zum Beheizen eines Gebäudes werden in der Regel meist Elektro-Kompressions-Wärmepumpen verwendet. Allerdings kommen auch Absorptions- bzw. Adsorptionspumpen Verwendung. Vergleich ist das ganze Prinzip mit einem Kühlschrank – innen wird gekühlt und außen geheizt. Viele dieser Systeme können auch umgekehrt ebenfalls zur Kühlung eingesetzt werden. Vor dem Anschluss muss in der Regel das Energieversorgungsunternehmen benachrichtigt werden, da die Wärmepumpen zum Großteil erhebliche Anlaufströme haben, welche zu Netzrückwirkungen, so genannten Spannungseinbrüchen, kommen kann. Die Genehmigung wird in der Regel unter gewissen Auflagen wie Anlaufstrombegrenzung und Anläufe pro Stunde erteilt.

Das verdichtete Kältemittel kondensiert im Verflüssiger. Dies ist ein Wärmeübertrager, der auf der Gegenseite mit einem Wärmeträger, in den meisten Fällem Wasser oder ein Wasser-Sole-Gemisch (Frostschutz), beaufschlagt wird. Die frei werdende Wärme, welche vom Wärmeträger aufgenommen wird und an die Heizkörper und Heizflächen übertragen. Die Wärmeleistung die sich auf die eingesetzte elektrische Leistung des Verdichtmotors bezieht, am Verflüssiger eingesetzt werden kann, steigt mit sinkendem Unterschied zwischen der Verdampfungs- und der Verflüssigungstemperatur im Kältemittelkreislauf der Wärmepumpe.

Das Verhältnis der Wärmeleistung zur elektrischen Leistung wird als Leistungszahl einer Wärmepumpe (engl. Coefficient of Performance, abgekürzt COP) bezeichnet.

 

 

Insbesondere in Fußbodenheizungen kann eine niedrige Wärmtemperatur (Vorlauftemperatur) umgesetzt werden, da hier die Wärmeübertragungsfläche sehr groß ist. Darüber hinaus muss eine sehr gute Wärmedämmung für das zu beheizende Gebäude erstrebt werden, um bei geringerem Wärmebedarf eine geringere Vorlauftemperatur des Wärmeträgers fahren zu können.

Das Verhältnis der Heizfläche zu einer mittleren Übertemperatur von dem Heizkörper oder einer Fußbodenheizung hat eine exponentielle Veränderung. Dies ist vergleichbar mit der veränderten Abgabe der Leistung von Boilern bei steigenden Primärtemperaturen. Die zu erzeugende Warmwassertemperatur ist abhängig von dem maximalen Verdichter-Hochdruck. Bei der Boiler-Beheizung mit Hilfe von Erdsonden muss darauf geachtet werden, dass die Erdsonde nicht mit über 100W(therm.)/m Sonde belastet wird, um eine übermäßige Vereisung der Sonde zu verhindern. Da Eis ein schlechter Wärmeleiter ist, vermindert sich die Temperatur der Sonde zu weit ab und die Leistungszahl fällt in den unwirtschaftlichen Bereich von unter 2,5.