Was ist eine Wärmepumpe?
Die Aufgabe einer Wärmepumpe besteht darin, der Umgebung - das kann die Luft, das Grundwasser oder das Erdreich sein - Wärmeenergie zu entziehen. Das ist auch dann möglich, wenn sich die Umgebung im Winter eher kalt anfühlt, weil auch dann noch eine erhebliche potenzielle Wärmeenergie darin vorhanden ist. Verwendet werden Wärmepumpen meistens zur Beheizung von Häusern, Büros, Hotels, Industrieanlagen und sogar von Schwimmbädern, wobei diese Anlagen als "inverser Kühlschrank" aufgefasst werden können und daher eine ständige Stromversorgung benötigen.
Aufbau und Funktionsweise
Im Grunde genommen haben wir es hierbei tatsächlich mit einer Art Kühlschrank zu tun, allein die Richtung des Kältemittelflusses wurde hierbei umgedreht. Dass dies möglich ist, wird vielleicht plausibel, wenn es gelingt, den Kühlschrank zu Hause einmal hinten zu berühren. Dort ist sofort eine erhebliche Abwärme zu spüren, eben weil der Kühlschrank die Wärme aus der Luft in seinem Innenraum nach außen „pumpt“.
So besteht auch eine Wärmepumpe wie jeder Kühlschrank aus drei Hauptkomponenten: Verdampfer, Kompressor und Kondensator. Der Verdampfer nimmt die Wärme aus der Luft, dem Grundwasser oder dem Erdreich (Quelle) auf. Der Kompressor komprimiert dann das Kältemittel. Mit der Druckerhöhung geht eine Temperaturerhöhung einher, sodass das spezielle Kältemittel bereits bei moderater Temperatur verdampft. Der Kondensator gibt die entstandene Wärme schließlich an die Raumluft im Inneren des Gebäudes ab.
Kurzer Ausflug in die Physik
Physikalisch wird bei dieser Technik der Carnot-Prozess ausgenutzt. Einer Plausibilität können wir uns aber auch mit dem Verständnis der latenten Verdunstungswärme nähern. Wer schon mal einen Topf Wasser zum Kochen brachte, hat gewiss bemerkt, dass es stets erstaunlich lange dauert, bis das nahezu 100 Grad heiße Wasser endlich richtig zu kochen beginnt. Dies liegt daran, dass der Übergang vom flüssigen zum gasförmigen Aggregatzustand eine ordentliche Portion Energie erfordert.
Der Gärtner besprüht seine Rosen im Herbst, wenn Frostnächte drohen, am Abend mit Wasser. Bei der Vereisung der Wassertropfen wird umgekehrt latente Wärme wegen des Übergangs der Aggregatzustände frei, die die Rosen schützen kann.
Enormes Einsparpotenzial
Eine Wärmepumpe braucht für ihren Betrieb deutlich weniger elektrische Energie als sie an Wärmeenergie zur Beheizung des Gebäudes zur Verfügung stellt. Das hat nichts mit einem „Perpetuum Mobile“ zu tun, sondern das liegt am Wärmeinhalt der jeweils angezapften Quelle. Die Energieeffizienz dieser Technik wird durch den „Coefficient of Performance“ (COP) beschrieben. Dieser gibt an, wie viel Wärmeenergie ein solches Gerät im Verhältnis zur verbrauchten elektrischen Energie erzeugt. COP-Werte um 4 sind hier typisch.
Aufgrund der gesetzten Klimaziele wird die Wärmepumpentechnik finanziell gefördert, da es sich hierbei, wie bei Solar- oder Windenergieanlagen, um die Nutzung erneuerbarer Energiequellen handelt. Unser großer Planet birgt in der Tat ein unerschöpfliches Potenzial an Wärmeenergie. Um möglichst viele Hausbesitzer zur Installation dieser Technik zu bewegen, müssen die Stromversorger extra einen vergünstigten Wärmepumpentarif anbieten, der mit getrenntem Zähler abgerechnet wird.
Dieses Produkt bietet z.B. die Karl Hüsing GmbH an.
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