Wärmepumpe

Schaubild des Wärmeflusses (große Pfeile) und des Kältemittels (kleine Pfeile) einer Kompressionswärmepumpe (vgl. Kompressionskältemaschine):

Eine Wärmepumpe ist eine Maschine, die unter Aufwendung von technischer Arbeit thermische Energie aus einem Reservoir mit niedrigerer Temperatur (z.B. der oberflächennahe Untergrund) aufnimmt und – zusammen mit der Antriebsenergie – als Nutzwärme auf ein zu beheizendes System mit höherer Temperatur (Raumheizung) überträgt.

Der verwendete Prozess ist im Prinzip die Umkehrung eines Wärme-Kraft-Prozesses, bei dem Wärmeenergie mit hoher Temperatur aufgenommen und teilweise in mechanische Nutzarbeit umgewandelt und die Restenergie bei niedrigerer Temperatur als Abwärme abgeführt wird, meist an die Umgebung.

Das Prinzip der Wärmepumpe verwendet man auch zum Kühlen (so beim Kühlschrank), während der Begriff „Wärmepumpe“ nur für das Heizaggregat verwendet wird. Beim Kühlprozess ist die Nutzenergie die aus dem zu kühlenden Raum aufgenommene Wärme, die zusammen mit der Antriebsenergie als Abwärme an die Umgebung (Im Falle des Kühlschranks die Raumluft) abgeführt wird. 

Wärmepumpen werden in der Regel mit Fluiden betrieben, die bei niedrigem Druck unter Wärmezufuhr verdampfen und nach der Verdichtung auf einen höheren Druck unter Wärmeabgabe wieder kondensieren. Der Druck wird so gewählt, dass die Temperaturen des Phasenübergangs einen für die Wärmeübertragung ausreichenden Abstand zu den Temperaturen von Wärmequelle und Wärmesenke haben. Je nach verwendetem Fluid liegt dieser Druck in unterschiedlichen Bereichen. Das Bild zeigt das Schaltbild mit den vier für den Prozess erforderlichen Komponenten: Verdampfer, Verdichter (Kompressor), Kondensator und Drossel.

Erdwärmepumpen (früher ergekoppelte Wärmepumpe) nutzen die als Erdwärme, also unterhab der Oberfläche der Festen Erde gespeicherte Energie.

Literatur:

  • Bayerisches Staatsministerium für Wirtschaft, Verkehr und Technologie (Hrsg): Wärmepumpen. Hinweise zum Energiesparen 44. München : 1996
  • Brandenburgische Technische Universität Cottbus & Projektträger BEO/Forschungszentrum Jülich GmbH (Hrsg.): Erdgekoppelte Wärmepumpen zuim Heizen und Klimatisieren von Gebäuden - Tagungsband OPET-Seminar. Cottbus : 1999. - ISBN 393257019
  • Energieagentur NRW (Hrsg.): Wärmepumpe - Systemlösungen aus einer Hand. Ein Leitfaden. Wuppertal : 2000
  • Informationszentrale der Elektrizitätswirtschaft (Hrsg.): Der Trick mit der Wärmepumpe, Strombasiswissen Nr 127. Frankfurt am Main, 1997
  • Informationszentrale der Elektrizitätswirtschaft (Hrsg.): Der Trick mit der Wärmepumpe, Strombasiswissen Nr 127. Frankfurt am Main, 1997
  • Informationszentrale der Elektrizitätswirtschaft (Hrsg.): Der Trick mit der Wärmepumpe, Strombasiswissen Nr 127. Frankfurt am Main, 1997
  • Kruse, H. & Heidelck, R.: Heizen mit Wärmepumpen. BINE-Info-Paket. Köln : Verlag TÜV Rheinland, 1997. - ISBN 3824901188
  • Schubert, A. & Höferle, R.: Geothermische Dublette Riem für die kommunale Fernwärmeversorgung. In:: Geothermische Vereinigung (Hrsg.): Die neue Rolle der Geothermie mit 5. Symposium Erdgekoppelte Wärmepumpen. Landau in der Pfalz : 2005
  • VDI 4640: Thermische Nutzung des Untergrundes, erdgekoppelte Wärmepumpenanlagen. VDI-Richtlinien 4640, Bd. Blatt 2. Aufl. Berlin : Beuth Verlag, 2001

Weitere Literatur siehe unter Literaturdatenbank und/oder Konferenzdatenbank.

Weblinks: