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 Mutschler GmbH & Co. KG
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Wärmepumpen
 
Wärmepumpen
Die Wärmepumpe funktioniert im Prinzip wie ein Kühlschrank. Sie besteht aus einem Kreislauf mit Verdampfer, Verdichter, Verflüssiger und Expansionsventil.

Das System ist mit einer Flüssigkeit gefüllt, das schon bei niedrigen Temperaturen den Siedepunkt erreicht hat und verdampft. Dieses sogenannte Kältemittel wird im Kreislauf nacheinander verdampft, verdichtet, verflüssigt und wieder entspannt.

Der Verdampfer befindet sich in der Praxis dort, wo Wärme von außen aufgenommen werden soll. Dies kann Wärme aus der Erde, der Luft oder aus Wasser sein, wobei jede Wärme aus Sonnenenergie hervorgeht.

Auf alle Fälle sind die Rahmenbedingungen vorab zu prüfen, die für einen wirtschaftlichen Einsatz der Wärmepumpenanlage erforderlich sind. Dies sind im wesentlichen eine ausreichende Verfügbarkeit der Energiequelle, eine kostengünstige Erschließung, ein möglichst hohes Temperaturniveau und eine ausreichende Regenerierungsmöglichkeit.

Diese Wärme nimmt das Kältemittel in der Anlage auf und verdampft.

Anschließend wird das Kältemittel mit dem Verdichter aus dem Verdampfer abgesaugt und der Druck erhöht. Durch die Druckerhöhung steigt auch der Siedepunkt des Kältemittels.


Im Verflüssiger (Kondensator) gibt das verdichtete Kältemittel seine Wärme wieder ab und verflüssigt sich (kondensiert). Diese Wärme ist die Energie, die uns für die Beheizung zur Verfügung steht.
Das flüssige, verdichtete Kältemittel wird anschließend über das Expansionsventil entspannt und an den Verdampfer weitergeleitet. Der Kreislauf schließt sich.


Wärmegewinnung aus dem Erdreich:
Das Erdreich hat den Vorteil, dass es die Wärme der Sonnenenergie über einen längeren Zeitraum speichern kann und die Temperatur unterhalb der Frostgrenze im Boden über das Jahr gesehen relativ konstant bleibt. Dies führt zu einem hohen Wirkungsgrad (Leistungszahl) der Wärmepumpe.

Die Wärmeaufnahme im Erdreich erfolgt entweder durch waagrecht verlegte Erdkollektoren oder durch Bohrungen mit senkrecht eingebauten Erdsonden.





Waagrechte Erdkollektoren sind in der Leistung durch die zur Verfügung stehende Fläche begrenzt.
Senkrechte Erdsonden sind in der Einbringtiefe gesetzlich begrenzt. Sie dürfen nur in oberflächennahes Grundwasser eingebracht werden. Entscheidend für die Leistung der Erdwärmeanlage ist auch die Bodenbeschaffenheit.

Erdwärmeanlagen sind genehmigungspflichtig.


Wärmegewinnung aus dem Wasser:
Wasser ist ein ähnlich guter Wärmespeicher wie das Erdreich. Das Grundwasser hat ebenfalls wie das Erdreich eine annähernd gleichmäßige Jahresdurchschnitts-Temperatur von +7 - +12°C.
Allerdings ist Grundwasser nicht überall in der erforderlichen Menge und in ausreichender Qualität verfügbar.

Oberflächenwasser in Seen und Flüssen eignen sich nur bedingt für die Wärmegewinnung.

Nähere Auskünfte über die Nutzung von Wasser geben die Wasser-Wirtschaftsämter. Eine Nutzung des Grundwassers muß genehmigt werden.

Wärmegewinnung aus der Luft:
Umgebungsluft als Energiequelle ist leicht für jeden in großer Menge erschließbar.


Die Außenluft ist jahreszeitlich bedingt jedoch großen Temperaturunterschieden unterworfen, womit die Energieausbeute der Wärmepumpe starken Schwankungen ausgesetzt ist.

Die Verwendung von Luft aus innenliegenden Räumen ist in Privathäusern wirtschaftlich nicht sinnvoll. In der Industrie ist die Nutzung von Abwärme verursacht durch Maschinen eine Lösung, die Energiekosten zu senken. Die Abwärme ist hier ein Abfallprodukt und kann als kostenlos zur Verfügung stehende Energie für die Erwärmung anderer Prozesse verwendet werden.