General

Wärmepumpen Verbinden Effizienz Mit Gewünschter Flexibilität

Strom kann mit perfektem Wirkungsgrad in Wärme umgewandelt werden, indem einfach Strom durch ein dafür vorgesehenes Widerstandselement geleitet wird. Tatsächlich ist diese allgemeine Art der Umwandlung zwischen zwei Energieformen die einzige, bei der solche ideal erscheinenden Ergebnisse in der Praxis zuverlässig erzielt werden können. Während dies den Anschein erwecken mag, als wäre die Erwärmung eines Hauses oder einer Geschäftsstelle auf diese Weise besonders kostengünstig, könnte nichts weiter von der Wahrheit entfernt sein.

In der Tat kosten Öfen, die fossile Brennstoffe wie Heizöl oder Erdgas verbrennen, oft viel weniger als Systeme, die auf elektrischen Widerstandsheizelementen basieren. Ob dies in einer bestimmten Situation der Fall ist, hängt von den Preisen solcher Kraftstoffe in einem Gebiet ab. In den meisten Fällen wird jedoch mindestens eine Form von leicht verfügbarem Brennstoff eine kostengünstigere Erwärmung ermöglichen als die direkte Umwandlung von Elektrizität in Wärmeenergie.

Es gibt jedoch noch eine andere Option, die diese beiden gängigen Ansätze in Bezug auf den Heizwirkungsgrad übertrifft und gleichzeitig eine Reihe von damit verbundenen Problemen vermeidet. Wärmepumpen transportieren einfach Wärmeenergie von Ort zu Ort und verwenden elektrische Energie, um Wärme zu transportieren, anstatt sie zu erzeugen. Obwohl solche Systeme inhärente, unvermeidbare Einschränkungen aufweisen, erweisen sie sich häufig als die kostengünstigste Methode zum Beheizen von Gebäuden.

Eine solche Wärmepumpe funktioniert nutzt die charakteristischen Phasenänderungen eines sorgfältig ausgewählten Kältemittels, um die Temperatur dieses Mediums strategisch zu erhöhen und zu senken. Wenn ein gasförmiges Kältemittel auf ein kleineres Volumen komprimiert wird, steigt seine Temperatur proportional zum angewendeten Druck an. Wenn dieses Gas dann durch einen speziellen Wärmetauscher gedrückt wird, der als Kondensator bezeichnet wurde, gibt es Wärme effektiv an die Umgebungsluft ab, während es in flüssige Form zurückkehrt.

Dieser Effekt allein würde es einer Wärmepumpe nur ermöglichen, die Temperatur des Zielraums geringfügig zu erhöhen. Das kondensierte Kältemittel im System wird dann jedoch ins Freie oder in den unterirdischen Raum befördert, wo es leicht abgekühlt werden kann. Ein weiterer Wärmetauscher, der dieses Mal mit einem Expansionsventil ausgestattet ist, ermöglicht die Expansion des kondensierten, aber unter Druck stehenden Kältemittels, wodurch dessen Temperatur drastisch gesenkt wird. Dadurch kann das nun gasförmige Kältemittel zusätzliche Wärme aus seiner Umgebung abziehen, wenn es sich durch den Verdampfer bewegt.

Neben der beeindruckenden Effizienz dieses Zyklus bringen entsprechend ausgelegte Wärmepumpen einen weiteren Vorteil auf den Tisch. Eine Wärmepumpe mit zwei Expansionsventilen und einem reversiblen Kompressor kann ebenso zur Kühlung eines bestimmten Raums wie eine spezielle Klimaanlage verwendet werden. Tatsächlich handelt es sich bei der überwiegenden Mehrheit der Klimaanlagen in Privathaushalten und Geschäftsräumen um Wärmepumpen. Aufgrund ihrer Vielseitigkeit und Effizienz sind Wärmepumpen in vielen Gebäuden zu finden oder an ihnen angebracht.