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Eine Wärmepumpe entzieht einem Medium Wärme die dann wiederum zum Heizen genutzt werden kann. Jeder Kühlschrank funktioniert so. Die Wärme kann dem Erdreich, dem Grundwasser oder der Umgebungsluft entzogen werden. Im letzten Fall handelt es sich dann um eine Luftwärmepumpe.

Aufbau und Funktion einer Luftwärmepumpe

Eine Luftwärmepumpe besteht aus folgenden Komponenten: Wärmetauscher (Verdampfer), Verdichter (gegebenenfalls mit Motor), Kondensator, Expansionsventil und Kältemittel. Im Verdampfer wird das Kältemittel durch die Wärme aus der Umgebungsluft verdampft. Es gibt unterschiedliche Bauarten von Verdampfern, im Allgemeinen wird bei einer Luftwärmepumpe die Umgebungsluft mithilfe eines Ventilators über den Verdampfer geleitet. Dann wird dieser Dampf verdichtet, das heißt, Temperatur und Druck steigen an. Die Wärme wird dann in einem zweiten Wärmetauscher an das Heizungssystem abgegeben. Hier verflüssigt sich das Gas wieder und wird erneut dem Verdampfer zugeführt. Zwischen den beiden Wärmetauschern befindet sich das Expansionsventil, um den Druck des Kältemittels anzupassen und dafür zu sorgen, dass es auch komplett verdampft wird.

Bauweisen einer Luftwärmepumpe

Zwei verschiedene Arbeitsweisen sind zu unterscheiden. Die Luft-Wasser-Wärmepumpe wird zur Beheizung des Heizungswassers genutzt. Bei Luft-Luft-Wärmepumpen wird die erwärmte Luft direkt über ein Lüftungssystem im Gebäude genutzt. Außerdem sind direkte und indirekte Systeme zu unterscheiden. Bei direkten Systemen wird die Luft ohne zwischengeschalteten Sole-Kreislauf über den Verdampfer geleitet. Bei indirekten Systemen erfolgt die Erwärmung über den Sole-Kreislauf. Sowohl Luft-Luft- wie auch Luft-Wasser-Wärmepumpen werden als Außengerät, Innengerät oder Splitgerät (mit Innen- und Außenteil) angeboten.

Wirkungsgrad sowie Vor- und Nachteile

Unterschieden wird zwischen monovalentem und bivalentem Betrieb. Beim monovalenten Betrieb deckt die Wärmepumpe den gesamten Bedarf. Im häufiger vorkommenden bivalenten Betrieb wird die Luftwärmepumpe zusammen mit einer anderen Heizung genutzt. Der Wirkungsgrad einer Wärmepumpe wird durch die in DIN EN 255 festgelegte Leistungszahl ausgedrückt, die das Verhältnis zwischen eingebrachter Energie (zum Beispiel Strom für den Verdichter) zum Wärmeertrag darstellt. Eine Leistungszahl von 3 bedeutet mit anderen Worten, dass bei 1 kW Antriebsleistung 3 kW Heizenergie erreicht werden. Die sogenannte Jahresarbeitszahl drückt den Wirkungsgrad einer Luftwärmepumpe besser aus, da die Schwankungen im Jahresverlauf berücksichtigt werden. Eine Luftwärmepumpe ist vergleichsweise einfach zu installieren, Erdarbeiten sind nicht notwendig. Sie ist daher nicht nur für Neubauten wie Niedrigenergiehäuser oder Passivhäuser geeignet, sondern auch zur Modernisierung einer Heizungsanlage im Altbau. Allgemein wird davon ausgegangen, dass erst ab einer Jahresarbeitszahl von 3 ein wirtschaftlicher Betrieb erreicht wird. Damit Luftwärmepumpen diesen Wert erreichen, müssen sie genau geplant und ausgelegt werden. Gerade Luftwärmepumpen haben außerdem den Nachteil, dass sie bei niedrigen Außentemperaturen ineffizient arbeiten, wenn der Bedarf am höchsten. Daher können Pufferspeicher notwendig werden, die wiederum Platz benötigen und zusätzliche Kosten verursachen.

Kategorien: Wirtschaft
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