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Nochmal für alle: Wärmepumpe Grundlagen. Viel Text.
geschrieben von: Funman ()
Datum: 20. August 2010 11:50

Hallihallo,

So ein Ding, von dem wir gerade reden, nennt man
Wärmepumpe. Ein Kühlschrank, eine Klimaanlage, eine
Hausheizungs-Wärmepumpe, alles Wärmepumpen. Und
sie funktionieren alle auf die gleiche Art und
Weise. Sie alle kühlen und heizen auch gleichzeitig.

Warum heißen sie so? Weil sie Wärme pumpen.
Von A nach B. Z.B. von drinnen nach draußen oder
umgekehrt. Genauso wie eine Wasserpumpe. Oder
wie ein Bagger, der Kies von A nach B schaufelt.

Zuerst mal gibt es dabei keinen Zusammenhang zwischen
dem, was gepumpt wird, und der Antriebsleistung.
In die Wasserpumpe geht Strom, aber sie pumpt Wasser,
mehr oder weniger. Der Bagger verbraucht Diesel
und schaufelt Kies. Wenn er gut ist, mehr für weniger
Diesel. Die Wärmepumpe kann theoretisch beliebig
viel Wärme mit ein bißchen Strom pumpen.

Die gesamte zugeführte Leistung ist dabei Verlust.
Der Wirkungsgrad ist Null, weil nichts übrig bleibt.
Man kann eine Leistungszahl o.ä. angeben, z.B. die
Wasserpumpe pumpt 500 Liter pro KWh. Der Bagger
schaufelt fünf Tonnen pro Liter Diesel. Die
Wärmepumpe pumpt 10 KWh pro Kwh Strom.

Das verwirrende ist dabei, daß die Wärmepumpe
eine Energie pumpt, statt Kies oder Wasser. Im
Prinzip gibt es aber keinen Unterschied, wir
müssen uns merken, daß das eine die Leistungsaufnahme
der Pumpe ist und das andere das Gepumpte. Beides
hat erstmal nix miteinander zu tun. Das Gepumpte
geht vorne rein und hinten unverändert wieder raus.


Jetzt gehen wir eine Stufe weiter: Der Bagger
schaufelt nicht nur von A nach B, sondern A ist
unten und B oben. Damit gibt er ständig Energie
ab. Die ist dann im Kies drin, weil der jetzt höher
liegt. Wieviel, kann man berechnen und messen.

Die Wasserpumpe pumpt jetzt auch in einen hohen Tank,
oder spritzt durch eine Düse. Wir haben einen Durchsatz
und einen Druck, also wird Leistung abgegeben.

Die Wärmepumpe lassen wir jetzt auch den Berg
raufpumpen. Von 10°C draußen ins 30°C warme Badewasser.
Oder von der 27°C warmen LKW-Kabine in die 35°C
warme Außenluft. Oder vom 4°C warmen Kühlschrank in
die 20°C warme Zimmerluft. Auch dabei wird Energie
benötigt. Die muß als Betriebsstrom reingesteckt
werden.

Wieviel elektrische Leistung nötig ist, um eine
bestimmte Wärmemenge zu pumpen, kann man ausrechnen.
Diese Energie geht nicht verloren, sie steckt in der
höheren Temperatur. Man könnte sie theoretisch zu
100% zurückgewinnen.

Jetzt gehen wir noch einen Schritt weiter und sagen,
diese Pumpen haben ja Verluste. Reibung und so.

Die im Kies gespeicherte Energie kann man vergleichen
mit dem Dieselverbrauch. Dann kann man sagen, der
Bagger hat einen Wirkungsgrad von z.B. 50%.

Die mit dem Wasser abgegebene Leistung der Pumpe
können wir vergleichen mit dem Stromverbrauch und
einen Wirkungsgrad ausrechnen.

Und auch unsere Wärmepumpe hat Reibung. Sie verbraucht
mehr Strom als sie idealerweise müßte.

Wie gesagt, bei der Wärmepumpe ist es ein wenig
unübersichtlicher, weil alles Energieformen sind. Wir
müssen unterscheiden:

- Die Wärmeleistung, die gepumpt wird. Die geht
unverändert rein und wieder raus.

- Die Leistung, die nötig ist, um die Wärme auf
die höhere Temperatur zu pumpen. Die ist physikalisch
bedingt und vom Temperaturunterschied abhängig. Je
größer der Unterschied, desto mehr. Ohne Unterschied
prinzipiell nix. Natürlich kann man auch Wärme von
20°C draußen nach 20°C drinnen pumpen.

- Die Verlustleistung. Die kann durch bessere Aggregate
verkleinert werden.

Beispiel: Gepumpte Wärmeleistung 1500 Watt. Leistung
für das Pumpen auf höhere Temperatur: 250 Watt.
Verlustleistung: auch 250 Watt.

Das ergibt eine elektrische Aufnahmeleistung von:
250 + 250 = 500 Watt. Die Kühlleistung ist 1500 Watt.
Die Heizleistung ist 1500 + 500 = 2000 Watt, wovon
ein Teil auch direkt durch die Motorhitze etc.
abgegeben wird.

Jetzt klarer, oder alle noch mehr verwirrt?

Grüße, Hajo



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