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Die Funktionsweise der WP
Eine Wärmepumpe (WP) funktioniert umgekehrt wie ein Kühlschrank. Er transportiert
die Wärme des Innenraums nach außen und senkt dadurch die Innentemperatur.
Bei der WP wird einem Umwelt-Medium (in diesem Fall der Erde) Wärme entzogen
und an ein anderes Medium (Heizungswasser) weitergegeben, wobei sich dessen
Temperatur erhöht.
Einfach, aber genial. |
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Die elektrische Erdwärmepumpe ist das Herz eines Kreislaufs mit tief in
die Erde verlegten Rohren (Erdwärme-Sonden). Eine Wärmeträgerflüssigkeit
(Sole) wird in die Tiefe gepumpt, erwärmt sich dort und gibt dann oberirdisch
ihre Wärme wieder ab. Energie muss dabei lediglich zum Antrieb des Kompressors
zugeführt werden, um den Kreislauf aufrechtzuerhalten.
So wird mit geringem Einsatz ein hoher Nutzen erzielt.
Das Schaubild zeigt die Veränderungen im Kreislaufprozess:
In den Kompressor strömt das Kältemittel in Gasform mit
niedrigem Druck und niedriger Temperatur. Ähnlich einer Fahrradluftpumpe
saugt der Kompressor das gasförmige Kältemittel an und komprimiert es.
Durch Reibung der Moleküle erwärmt sich das Gas auf 80-90°C und der Druck
steigt erheblich.
Beim Durchströmen des Verflüssigers, der vom Heizungswasser
"gekühlt" wird, überträgt das Kältemittel den größten Teil seiner Temperatur
auf das Heizungswasser (Wärmeübergang) und kondensiert dabei. Das immer
noch unter hohem Druck stehende nunmehr flüssige Kältemittel verliert im
Expansionsventil schlagartig seinen Druck, strömt in den
Verdampfer und wird wieder gasförmig. Seine Temperatur
fällt unter den Nullpunkt ab. Dabei nimmt das Gas begierig Wärme aus seiner
Umgebung auf, die Wärmequelle Sole wird abgekühlt.
Der Kreislauf schließt sich, wenn das Kältemittelgas wieder den Kompressor
erreicht hat und der Prozess von Neuem beginnt.
Vorteil – vierfacher Gewinn:
Energie wird lediglich zum Antrieb des Kompressors und damit zur Aufrechterhaltung
des Kreislaufprozesses benötigt. Der Wärmeübergang von der Sole zum Heizungswasser
erfolgt ohne externe Energiezufuhr, so dass mit einer Einheit Antriebsenergie
(Strom) zusätzlich vier Einheiten Erdwärme kostenlos aus der Erde gewonnen
werden (Leistungszahl 1+4 = 5).
Eine überzeugende Bilanz!
Das schont die Umwelt durch Vermeidung von Schadstoffen und spart bares
Geld.
Nach wenigen Jahren hat sich die Investition amortisiert.
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