Themenprospekt: Wärmepumpen (PDF)
Wie funktioniert eine Wärmepume?
Kernstück einer Wärmepumpe ist ein geschlossener Rohrkreislauf, in dem ein Kältemittel fließt. Meistens ist das ein Gemisch aus Wasser und einem Frostschutzmittel. Der Clou an dieser Flüssigkeit ist, dass Sie schon bei sehr geringen Temperaturen verdampft. Das passiert, weil sie die Wärmeenergie ihrer Umgebung aufnimmt und sich dabei selbst erwärmt. Das funktioniert auch in eiskalten Wintern, weil der Siedepunkt des Kältemittels meist zwischen minus 25 und minus 40 Grad liegt. Es nimmt also aus allen höheren Umgebungstemperaturen noch Energie auf und verdampft dabei.
Damit das effektiv geschieht, besitzen Wärmepumpen einen Wärmetauscher, der meist eine spiralförmige Rohrleitung ist. Wichtig ist nur, dass der Wärmetauscher eine große Oberfläche auf geringem Raum besitzt, damit möglichst viel Wärmenergie von außen an das Kältemittel gelangen kann. Das gasförmige Kältemittel wird dann zu einem Kompressor weitergeleitet, der es verdichtet. Dadurch muss sich die im Kältemittel gespeicherte Energie auf ein kleineres Volumen konzentrieren. Das ist physikalisch gesehen nur möglich, indem die Temperatur steigt. Das so erhitzte Kältemittel wird jetzt am anderen Ende des Kreislaufes durch eine so genannte Drossel geleitet. In dieser verflüssigt sich das Kältemittel wieder. Dabei fällt der Druck, wodurch Wärme abgegeben wird. Diese Wärme kann jetzt genutzt werden, um Wasser für einen Heizkreislauf zu erhitzen. Das verflüssigte Kältemittel wird danach wieder zum Wärmetauscher geleitet, wo es neue Wärmeenergie von außen aufnimmt und der Kreislauf von vorne beginnt.
Kältekreisprozess Kern des Wärmepumpenprinzips
Unabhängig davon, welche Wärmequelle zur Wärmeerzeugung genutzt wird, gehört der Kältekreisprozess, der in vier Schritten erfolgt, immer zur Funktionsweise der Wärmepumpe.
Um eine Flüssigkeit verdampfen zu können, muss man Energie zuführen. Das kann man bei Wasser sehr gut beobachten. Wird ein Topf mit Wasser auf 100 Grad Celsius erwärmt (Wärmeenergie zugeführt), beginnt das Wasser zu verdampfen. Wird dann weiter Wärmeenergie zugeführt, steigt die Temperatur des Wassers nicht weiter an. Stattdessen wird das Wasser vollständig zu Dampf umgewandelt.
Wird ein Gas, zum Beispiel Luft, zusammengedrückt (der Druck erhöht), erhöht sich auch die Temperatur. Man kann dieses erfahren, wenn man bei einer Fahrradluftpumpe die Öffnung zuhält und die Luft zusammendrückt – der Zylinder der Luftpumpe wird warm.
Da Energie nicht verloren gehen kann, wird, wenn Wasserdampf kondensiert, die zuvor zum Verdampfen eingesetzte Wärmeenergie wieder freigesetzt.
Wird bei einer unter Druck stehenden Flüssigkeit der Druck schlagartig abgesenkt, sinkt die Temperatur um ein Vielfaches. Dies kann man zum Beispiel an einer Flüssiggasflasche bei einem Campinggaskocher beobachten. Wird das Ventil geöffnet, kann es selbst im Sommer zur Eisbildung an dem Ventil der Flüssiggasflasche kommen. (Hier wird der Druck von etwa 30 bar auf 1 bar abgesenkt.)
Erklärvideo Wärmepumpen:
Unser Vorschlag für eine Luft-Wasser-Wärmepumpe:
Vitocal 150-A Luft-Wasser-Wärmepumpe in Monoblock-Bauweise
Nenn-Wärmeleistung: 2,1 bis 14,9 kW
Bestens für Modernisierung und Neubau geeignet: Vitocal 150-A
Die neue Generation der Wärmepumpen
Mit der neuen, innovativen Wärmepumpentechnik von Viessmann lässt sich Umweltwärme besonders effizient zum Heizen und Kühlen nutzen. Darüber hinaus zeichnet die Wärmepumpen der Vitocal 150-A Serie für Luft/Wasser- Wärmepumpen ein exzellentes Preis-Leistungs-Verhältnis aus. Die Vitocal 150-A Serie mit den kompakten Außeneinheiten A4, A6 und A8 ist für den Neubau konzipiert. Das leistungsstärkere Gerät mit den Außeneinheiten A10 und A13 kommt aufgrund des gut ausgelegten Kältekreises mit dem Kältemittel Propan (R290) auf eine Vorlauftemperatur von 70 °C und empfiehlt sich daher auch für die Modernisierung.
- Geringe Betriebskosten durch hohen COP (Coefficient of Performance)
- Leistungsregelung und DC-Inverter für hohe Effizienz im Teillastbetrieb
- Selbstoptimierende Regelung des Volumenstroms über Viessmann Hydro AutoControl
- Umweltfreundliches, natürliches Kältemittel R290 mit einem besonders niedrigen GWP von 0,02 (GWP = Global Warming Potential)
- Komfortabel durch reversible Ausführung für Heizen und Kühlen
- Besonders leise im Betrieb durch Advanced acoustics design+ (AAD+)
- Internetfähig durch integriertes WLAN oder LAN (Zubehör) oder Service-Link
- Bedienung, Optimierung, Wartung und Service über ViCare App und ViGuide
- Geführte Inbetriebnahme über ViGuide
- Einzelraumregelung mit Komponenten aus ViCare Smart Climate
Lieferumfang/Ausstattung
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Modulierende Wärmepumpe bestehend aus Außen- und Inneneinheit für Heizung, Kühlung und Warmwasser.
Außeneinheit:- Mit DC-Inverter-Technologie zur stufenlosen Leistungsregelung, für einen optimalen Betrieb unter allen Betriebsbedingungen
- Geräusch- und schwingungsarm durch drehzahlgeregelten Doppelrollkolben-Verdichter
- Mit elektronischem Expansionsventil zur Erhöhung der Jahresarbeitszahl und drehzahlgesteuerten Axialventilatoren
- Mit integriertem Wasserfilter zum Schutz des Verflüssigers vor Verunreinigungen
Inneneinheit:
- Mit neuer AutoControl Hydraulik zur Bereitstellung der erforderlichen Abtauenergie und Sicherstellung der erforderlichen Mindest-Umlaufmenge im Wärmepumpen Kreis
- Mit eingebauter Hocheffizienz-Umwälzpumpe für den Heizkreis, Abtaupuffer 16 Liter, Bypassfunktion, Heizwasser Durchlauferhitzer, Ausdehnungsgefäß 18 Liter, 4/3-Wege-Ventil, Sicherheitsventil, Volumenstromsensor, Außentemperatursensor (leitungsgebunden) und steckbarer Anschlussverrohrung aus Kupfer (Glattrohr) und Montageschiene zur Befestigung der Inneneinheit an der Wand.