Wärmepumpen

Im Bereich Wärmepumpentechnik arbeiten wir zusammen mit der Firma Waterkotte. WATERKOTTE ist ein expandierender Hersteller innovativer Wärmepumpen-Systemlösungen. Die Waterkotte GmbH ist hervorgegangen aus der Pionierleistung ihres Gründers, Klemens Oskar Waterkotte, der 1968 die bis dato unbekannte Wärmepumpen-Heiztechnik entwickelte. 


PAC Waterkotte EcoTouch

Naturwärme

Natürliche Wärmequellen gibt es überall: Nicht nur die Sonne, auch Luft, Erde und Wasser verfügen über ein Wärmepotential. Das lässt sich aber in den meisten Fällen nicht direkt nutzen, weil die Temperaturen zu niedrig sind. Um diese Energiequellen für die Gebäudeheizung oder die Warmwasseraufbereitung einsetzen zu können, muss ihr Temperaturniveau angehoben werden.

Die Funktionsweise der Wärmepumpe ist im Prinzip identisch mit einem Kühlschrank nur umgekehrt: Während der Kühlschrank seinem Innenraum die Wärme entzieht und nach aussen abgibt, entzieht die Wärmepumpe dem Aussenbereich die Wärme und gibt sie als Heizenergie an das Gebäude ab. Wärmepumpen sind somit der ideale Partner um die natürlichen Wärmequellen nutzbar zu machen.


Wie funktioniert das ?

Wärmepumpen werden in der Regel mit Fluiden betrieben, die bei niedrigem Druck unter Wärmezufuhr verdampfen und nach der Verdichtung auf einem höheren Druck unter Wärmeabgabe wieder kondensieren.

Das Verdichten: Ein elektrisch angetriebener Kompressor verdichtet das Trägergas, wodurch dessen Temperatur ansteigt. Einige Wärmepumpen haben bereits an dieser Stelle einen ersten Wärmetauscher, der dem über 60°C heizen Gas etwas Energie entzieht und diese für die Warmwasseraufbereitung zur Verfügung stellt.

Die Verflüssigung: Der heisse unter Hochdruck stehender Dampf wird in einem Wärmetauscher, der Kondensator genannt wird, abgekühlt und verflüssig. Die auf diese Weise gewonnene Wärme liegt bei 30 bis 35° C und wird für die Gebäudeheizung genutzt.

Das Expandieren: Das Fluid steht weiterhin unter hohem Druck und wird nun schlagartig expandiert, wodurch dessen Temperatur stark sinkt.

Der Übergang in den gasförmigen Zustand: Das sehr kalte Fluid wird in einen weiteren Wärmetauscher, auch Verdampfer genannt, geleitet wo sie unter Aufnahme von Wärme aus der Umgebung in den gasförmigen Zustand übergeht. Der Kreislauf kann von vorne beginnen.

Die Effizienz: Für den Vergleich des Wirkungsgrades von Wärmepumpen wird oft die Leistungszahl (auch COP (Coefficient Of Performance) genannt) herangezogen, die dem Verhältnis von der in den Heizkreis abgegebene Wärmeleistung zur zugefügten elektrischen Verdichter-Leistung entspricht. Generell ist die Leistungszahl und somit der Wirkungsgrad  umso geringer je grösser der Unterschied zwischen der Naturwärme und der genötigten Heizwärme ist. Da die Leistungszahl nur für einen bestimmten Betriebszustand angegeben wird, ist es besser die sogenannte Jahresarbeitszahl für einen objektiven Anlagenvergleich heranzuziehen. Sie ist einfach zu berechnen: Sie entspricht dem Verhältnis zwischen der Wärmemenge, die für die Warmwasseraufbereitung und Gebäudeheizung produziert wird und der für den Betrieb der Wärmepumpe notwendigen Strommenge. Je nach System liegt diese Zahl zwischen 3,5 und 5.0. In letzterem Fall bedeutet dies, dass 1 kW Strom 5 kW Wärme für das Gebäude erzeugt.


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