WIE FUNKTIONIERT EINE WÄRMEPUMPE?

Die Hauptelemente, die die Wärmepumpe zusammensetzen und ihr Funktionieren ermöglichen, sind:

• Kompressor: ermöglicht es, dem Kältemittel Druck zu verleihen und folglich die Temperatur auf ein hohes Niveau zu heben.
• Verdampfer: ist der Wärmeübertrager, der es ermöglicht, dass Energie vom Wärmequelle (Luft, Erde oder Wasser) auf das Kältemittel übertragen wird. Im Verdampfer erwärmt sich das Kältemittel und geht in den gasförmigen Zustand über.
• Kondensator: Wärmeübertrager, der sicherstellt, dass das heiße Kältemittel Wärme an das Heizsystem abgibt. Im Kondensator kühlt sich das Kältemittel ab und kondensiert, kehrt also in den flüssigen Zustand zurück.
• Expansionsventil: verringert auf der einen Seite den Druck und damit die Temperatur des Kältemittels, um Wärme im Verdampfer aufzunehmen. Es reguliert auch den Volumenstrom, sodass der Verdampfer nur so viel Kühlmittel aufnimmt, wie es verdampfen kann.
• Speicher: ermöglicht eine reduzierte Anzahl von Kompressorstarts, gleichmäßige Wassertemperatur (und damit höheren thermischen Komfort in den Räumen), und bei Luft-Wasser-Wärmepumpen dient er auch als Wärmequelle für effizientes Abtauen des Verdampfers.
• Kältemittel: Betriebsflüssigkeit, ein Medium, das für den Wärmetransport, die Stabilität und die Haltbarkeit verantwortlich ist, da es konstante Temperaturschwankungen und den Übergang von flüssig zu gasförmig bewältigt. Kältemittel können giftig und entflammbar sein, es gibt jedoch auch vier natürliche und umweltfreundlichere. In der Adapt-Wärmepumpe haben wir ein spezielles Kältemittel, R452b, verwendet, das die Ozonschicht nicht schädigt und die Treibhausgasemissionen um 68 % reduziert (im Vergleich zu herkömmlichen Wärmepumpen).
• Durchlauferhitzer: mögliche Unterstützung für die Heizung und zur thermischen Desinfektion von Trinkwasser (Legionellenschutz).
• Temperatursensoren: sind am Ein- und Ausgang der Wärmequelle platziert, wo sie gegen Einfrieren und Beschädigung des Plattenwärmetauschers wirken oder als Indikator für den Verbrauch bzw. die Temperaturdifferenz zwischen Ein- und Ausgang der Quelle dienen. Sensoren im Vor- und Rücklauf ermöglichen die Begrenzung der maximalen Temperatur und das Abschalten der Wärmepumpe bei Erreichen einer bestimmten Rücklauftemperatur aus dem Gebäude.

Wärmepumpen arbeiten nach dem Prinzip der Wechselbeziehung zwischen Temperatur, Druck und Volumen des Gases bzw. Kältemittels. Wenn der Druck des Gases abnimmt, sinkt die Temperatur, wenn er erhöht wird, steigt sie. Die Funktionsweise erfolgt mithilfe von drei Kreisläufen: Der erste ist die Wärmequelle (Luft, Erde oder Wasser), der zweite ist der sogenannte Kältekreislauf, der nur die Wärmepumpe umfasst, und der dritte ist das Heizsystem (Fußbodenheizung, Radiatorheizung oder Warmwasserbereiter).

Wärmepumpen übertragen (pumpen) mithilfe elektrischer Energie Wärmeenergie aus der Wärmequelle (Erde, Wasser oder Luft) in das Heizsystem. Dies geschieht in einem geschlossenen Kreislauf, in dem das flüssige Arbeitsmedium (Kältemittel) verdampft, komprimiert und wieder verflüssigt wird. Nur so kann die Wärmeenergie von einem niedrigeren Temperaturniveau auf ein höheres Niveau angehoben werden. Das Kältemittel bleibt im Kreislauf und wird nicht verbraucht oder in die Umwelt freigesetzt.

Luft-Wasser-Wärmepumpen

Wie funktioniert die Luft-Wasser-Wärmepumpe? Luft ist eine unerschöpfliche Energiequelle und überall verfügbar. Modernste Ausführungen von Luft-Wasser-Wärmepumpen ermöglichen auch das Heizen bei Außentemperaturen von bis zu -25 °C. Selbst bei solch niedrigen Lufttemperaturen sparen Sie immer noch 50 Prozent Energie. Dies ist die kostengünstigste Art von Wärmepumpen, und auch die Installation und Wartung sind einfach und günstig. Luft-Wasser-Wärmepumpen werden normalerweise so dimensioniert, dass sie alle Wärmeverluste des Gebäudes bis zu einer Außentemperatur von -5 °C selbstständig abdecken können. Unterhalb dieser Schwelle kann die Wärmepumpe zusammen mit einer anderen Heizquelle betrieben werden. Dadurch werden mehr als 98 % des Wärmebedarfs des Gebäudes durch den Betrieb der Wärmepumpe abgedeckt. Bei Neubauten wird in der Regel ein elektrischer Heizstab als zweite Heizquelle verwendet, während bei bestehenden Gebäuden mit einer guten konventionellen Heizquelle diese ebenfalls genutzt werden kann. Die elektronische Steuerung ermöglicht eine einfache Einstellung des Umschaltpunkts auf die zweite Heizquelle.

Wasser-Wasser-Wärmepumpen

Wie funktioniert die Wasser-Wasser-Wärmepumpe? Die Wärme des Grundwassers ist eine sehr günstige Energiequelle für die Nutzung mit einer Wärmepumpe. Ihr Vorteil liegt in der relativ konstanten Temperatur, die etwa zwischen +7 und +12 °C liegt. Um Grundwasser nutzen zu können, müssen zwei Bohrungen neben dem Gebäude angelegt werden, eine zum Pumpen und eine zum Zurückführen des Grundwassers. In das Pumpenloch wird ein Rohr mit einer Tauchpumpe eingeführt. Während des Betriebs drückt die Pumpe Wasser durch die Wärmepumpe, die ihm Wärme entzieht und es um etwa 2 bis 4 °C abgekühlt durch das andere, einige Meter (15-20 m) entfernte Bohrloch zurück in das Grundwasser führt. Die Menge an Wasser im Ansaugloch muss ausreichen, um einen kontinuierlichen Betrieb bei maximalen Wärmeanforderungen zu gewährleisten. Für das Pumpen von Grundwasser ist eine Wasserlizenz erforderlich, und das Wasser muss vor Beginn der Arbeiten chemisch analysiert werden. Aufgrund der relativ hohen Temperatur ist das Grundwasser eine ideale Wärmequelle, da damit hohe Leistungszahlen erreicht werden. Die Leistungszahl der Wärmepumpe (COP) ist das Verhältnis zwischen nutzbarer Wärmeenergie und zugeführter elektrischer Energie für den Betrieb des Kompressors und anderer elektrischer Verbraucher in der Wärmepumpe. Hochwertige Luft-Wasser-Wärmepumpen haben eine Leistungszahl von über 3, was bedeutet, dass für 1 Einheit eingesetzter elektrischer Energie 3 Einheiten Wärmeenergie gewonnen werden.

Wasser-Wasser-Wärmepumpen bieten eine hohe Heizleistung bei sehr geringen äußeren Abmessungen. Die robuste und innovative Ausführung wird durch einen speziellen Plattenwärmetauscher aus rostfreiem Stahl zusätzlich verstärkt, mit dem die Wärme von einer Flüssigkeit auf eine andere übertragen wird.

Erd-Wasser-Wärmepumpen

Erd-Wasser-Wärmepumpen nutzen die in Gesteinen oder im Boden gespeicherte Wärmeenergie. Dort ist eine große Menge an Sonnenenergie gespeichert, die für die Beheizung des Hauses und/oder die Erwärmung von Brauchwasser genutzt werden kann. Die Menge an Energie, die der Erde entnommen werden kann, hängt von der Bodenbeschaffenheit, der Leistung der Wärmepumpe und der Art der Nutzung ab. Die Wärmeentnahme erfolgt mithilfe einer Flüssigkeit, die in einem geschlossenen Rohrsystem zirkuliert, das in einer Tiefe von 120–130 cm (horizontaler Kollektor) verlegt ist, oder die Rohre werden in Bohrlöcher von 60–140 m Tiefe eingeführt (vertikale Sonde). Das zirkulierende Wasser gibt Wärme an die Wärmepumpe ab, die es mithilfe zugeführter elektrischer Energie auf ein höheres Temperaturniveau (bis zu 63 °C) umwandelt, und es kehrt um etwa 4 °C abgekühlt zurück.

Kühlung mit einer Wärmepumpe

Obwohl die Temperaturprozesse des Heizens und Kühlens vollständige Gegensätze sind, kombiniert die Wärmepumpe sie. Wärmepumpen bieten neben der primären Heizung auch eine aktive Kühlung (umkehrbare Wärmepumpen, bei denen der Kompressor der Pumpe beim Kühlen arbeitet) und eine passive Kühlung (bei Erd-Wasser-Wärmepumpen und Wasser-Wasser-Wärmepumpen, bei denen nur die primären Pumpen beim Kühlen arbeiten). Auf der sekundären Ebene muss jedoch auch der Transport von kalter Luft in die Räume sichergestellt sein, was durch dynamisches Kühlen (Konvektoren) oder ruhiges Kühlen (Fußboden- oder Wandkühlung) erfolgen kann.

Die effizientesten und kostengünstigsten Heiz- und Kühlsysteme sind umkehrbare Luft-Wasser-Wärmepumpen. Diese ermöglichen im Winter eine wirtschaftliche Beheizung von Räumen und Brauchwasser, im Sommer jedoch die Erwärmung von Brauchwasser und Kühlung. Einige spezielle Ausführungen ermöglichen im Kühlbetrieb auch die Nutzung der Abwärme der Kühlung zur Erwärmung von Brauchwasser oder sogar des Pools. Eine umkehrbare Luft-Wasser-Wärmepumpe, die im Winter effizientes Heizen und im Sommer effizientes Kühlen ermöglicht, bietet in beiden Modi auch die Erwärmung von Brauchwasser. KRONOTERMOVE Luft-Wasser-Wärmepumpen haben serienmäßig die Möglichkeit, sowohl Räume zu heizen als auch zu kühlen.

Viele glauben fälschlicherweise, dass es sich nicht lohnt, Wärmepumpen zu haben, indem sie behaupten, dass sie nur einen Teil des Jahres in Gebrauch sind, nur während der Heizsaison. Eine Wärmepumpe kann das ganze Jahr über genutzt werden und wird auch in den Sommermonaten, wenn keine Heizung benötigt wird, nicht ausgeschaltet. Schon allein aus der Perspektive der Warmwasserbereitung werden Heizwärmepumpen das ganze Jahr über eingesetzt, da wir das ganze Jahr über warmes Wasser benötigen, nicht nur im Winter. Selbst wenn Sie beispielsweise noch andere vorhandene Ressourcen für die Wassererwärmung haben, müssen Sie die Wärmepumpe nicht ausschalten.

Insbesondere wird davon abgeraten, die Wärmepumpe im Falle einer Heizkörperheizung auszuschalten, da das erwärmte Wasser in den Heizkörpern schnell unter 20°C abfallen wird, und in diesem Fall würden die elektrischen Heizungen bei der Wärmepumpenarbeit eingeschaltet. Wärmepumpen sind so konzipiert, dass das Wasser in der Wärmepumpe nicht kälter als 20°C sein darf, um den Kompressor zu schützen. Bei niedrigeren Temperaturen schaltet die Wärmepumpe auf elektrische Heizungen um, und aufgrund ihres konstanten Betriebs kann der Energieverbrauch bis zu 3-mal höher sein.

Unsere Wärmepumpe ADAPT passt sich beispielsweise automatisch den Wärmebedürfnissen des Gebäudes an und schaltet sich bei Bedarf automatisch wieder ein oder aus. Es besteht auch keine Sorge, dass Wärmepumpen im Ruhezustand zu viel Strom verbrauchen, da sie ihn nur für den Betrieb benötigen.

Jetzt, da Sie wissen, wie eine Wärmepumpe funktioniert, sollten Sie sorgfältig darüber nachdenken, welche für Ihren Haushalt geeignet wäre. Dass Wärmepumpen manchmal nicht den Wünschen der Benutzer entsprechen, liegt nicht an der Wärmepumpe selbst, sondern an der falschen Auswahl des richtigen Typs oder der Wärmeleistung der Wärmepumpe. Dies hängt weitgehend von der Heizfläche ab, wobei die gesamte Fläche berücksichtigt werden muss, auch wenn wir beispielsweise Gänge nicht heizen oder einen Raum nur selten heizen. Die richtige Wahl der Wärmepumpe hinsichtlich der Heizleistung hängt auch von der Isolierung des Gebäudes (Dach, Fassade) und den isolierenden Eigenschaften der eingebauten Fenster ab.

Es ist wichtig zu betonen, dass es notwendig ist, dem Anbieter die richtigen Bedürfnisse vorzustellen. Wenn Sie es im Winter gerne wärmer haben (z. B. 24-26 °C oder anders), müssen Sie dies berücksichtigen und mitteilen. Ebenso wichtig ist die Information zu Ihrer Lebensweise – zum Beispiel, wenn an Wochenenden eine zusätzliche vierköpfige Familie im oberen Stockwerk zu Besuch ist, den Sie sonst nicht heizen, benötigen Sie größere Mengen an Warmwasser, usw. Diese sind grundlegende Informationen zur Bestimmung der benötigten Leistung, wobei auch die Projekttemperatur für einen bestimmten Ort berücksichtigt wird. Die Tatsache darf nicht vernachlässigt werden, dass bestimmte Wärmepumpen auf dem Markt nicht für den Betrieb in unserem Klima bestimmt sind. Wir haben die Wärmepumpen ausdrücklich für den Betrieb in unseren klimatischen Bedingungen konzipiert, und sie funktionieren auch bei -25 Grad Celsius.

Was ist jedoch, wenn der Strom ausfällt? Das ist eine Frage und eine Sorge, die wir oft hören. Völlig unbegründet, denn wenn der Strom ausfällt, funktionieren auch Gas- oder Ölheizungssysteme nicht. Das Einzige, was das Zuhause während Stromausfällen heizen kann, ist der Kamin. In der heutigen Zeit sind Stromausfälle selten und werden extrem schnell behoben, außerdem kühlen Gebäude (insbesondere gut isolierte) nicht so schnell ab.

Wärmepumpen sind so konzipiert, dass immer auch die Möglichkeit einer zusätzlichen Energiequelle besteht. Bei einem elektrischen Ausfall schaltet sich der Betrieb in der Zwischenzeit (wenn ein Fehler gemeldet wird) auf eine zusätzliche Energiequelle um. Diese kann einfach in den Menüeinstellungen des Steuergeräts der internen Einheit der Wärmepumpe für die Zeit bis zur Fehlerbehebung eingestellt werden. Fehler werden von KRONOTERM äußerst schnell behoben, da wir einen eigenen Service mit schneller Reaktionszeit überall in Slowenien haben und Ersatzteile immer verfügbar sind. Darüber hinaus lösen wir fast 50 % der Fehler ferngesteuert über unsere intelligente Cloud.KRONOTERM-Anwendung, ohne einen Vor-Ort-Besuch.

Wenn Sie ein sorgenfreies Heizsystem für Ihr Zuhause wünschen, zusätzliche Informationen benötigen oder persönliche Beratung wünschen, kontaktieren Sie uns unter info@kronoterm.com .