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Das Prinzip der Wärmepumpe

Das Erdreich, das Wasser und die Umgebungsluft speichern Sonnenenergie und können somit als Wärmequelle dienen. Für uns Menschen ist diese Temperatur in den meisten fällen zu niedrig, mit einer Wärmepumpe können diese niedrigen Temperaturen auf ein höheres Niveau „gepumpt“ werden.

Hauptbestandteile der Wärmepumpe sind:

  • Der Verdampfer
  • Der Verdichter / Kompressor
  • Der Verflüssiger / Kondensator
  • Das Entspannungsventil / Expansionsventil

Als Arbeitsmedium wird eine Flüssigkeit verwendet, die schon bei niedrigen Temperaturen verdampft. (z. B. Propan R290, R407c, 410a R134a…). Entscheidend für die Kältemittelwahl ist der Verwendungszweck in Verbindung mit den entstehenden Drücken. Das Prinzip der Wärmepumpe ist mit dem eines Kühlschrankes zu vergleichen. Durch eine Pumpe bzw. einem Ventilator wird die geringe Temperatur, die die Wärmequelle gespeichert hat, dem Verdampfer (1) zugeführt. Dort wird flüssiges Kältemittel durch einen Druckunterschied im System verdampft, wobei es abkühlt: eine Wärmeströmung entsteht. Dabei nimmt das Kältemittel wärme auf! Anschließend wird das Kältemittel im Verdichter (2) verdichtet und damit auf eine höhere Temperatur gebracht. Das gasförmige Arbeitsmedium durchströmt den Verflüssiger (3) und gibt hier die Wärme in das zentrale Heizsystem ab. Bei diesem Vorgang kondensiert das Kältemittel und wird flüssig. Zuletzt wir das mittel im Entspannungsventil (4) verdampft und nimmt dabei erneut Wärme auf. Der Kreislauf beginnt erneut.


Die Lebensdauer einer Wärmepumpe

Die Lebensdauer einer Wärmepumpe hängt wesentlich von der Auslegung ab. Wir sind immer versucht, die Anlagen so auszulegen, dass so wenig wie möglich, aber so viel wie nötig gepumpt wird, denn pumpen kostet Geld und oft verringert sich die Lebensdauer!

Sicherlich würde eine Wärmepumpe am längsten im „Deutschen Museum“ in München leben, dort wird sie gehegt und gepflegt. In einem Wohnhaus, welches die Wärmepumpe alleine beheizen soll, wird diese Maschine zwischen 1800 und 2500 Heizstunden im Jahr arbeiten.

Wichtig für die Lebensdauer sind zwei Faktoren

Zum einen die Temperaturdifferenz, welche die Wärmepumpe überbrücken muss:
Bekommt die Wärmepumpe eine Temperatur von + 5°C und pumpt diese auf 35°C, so wird sie je nach Kältemittel mit 2,5 bar beginnen und auf 14 bar verdichten. Muss dagegen die Wärmepumpe eine Temperatur von -15°C auf + 60°C hochpumpen, so wird sie je nach Kältemittel mit 0,7 bar beginnen und auf 23 bar verdichten! Die elektrische Leistung ist wesentlich höher, aber auch die Lebensdauer wird sich verkürzen, die Heizkosten würden sich in einem so beschriebenen Betriebszustand verdoppeln!!!

Der zweite und genauso wichtige Faktor ist die Schalthäufigkeit:
Jeder Start benötigt eine höhere Stromspitze und das Material wird stärker beansprucht. Die Angaben der Hersteller, wie viele Startvorgänge möglich sind, gehen weit auseinander. Manche geben 150000 Startvorgänge an, andere sprechen nur von der Hälfte. Eine hierzu bezogene neutrale Studie ist nicht bekannt.

Wichtig: Der gute Techniker ist gefragt und entscheidet über künftige Kosten!