Kompressions-
wärmepumpe

Großwärmepumpe

Hochtemperatur-
Wärmepumpe

Propan-
Wärmepumpe

CO2-Wärmepumpe

GWP -
Erderwärmungs-
potenzial

Heißgas-
Wärmepumpe

Wärmepumpen-
Puffer

Wärmepumpe in der
Raumlufttechnik

EWKG - SH

Kühlschrank
Gefriergerät

Raumklimagerät

Aufstellung einer
Wärmepumpe

Montage

Frostschutz-
ventil

WP-Anlagen
Livedaten

Inverter-Technik

Zubadan-
Technologie

Betriebsweise-
Wärmepumpen

Adsorptions-
wärmepumpe

Adsorptions-
wärmepumpe

Absorptions-
Kühlschrank

WP-Anlagen
Livedaten

Geschichte der
Wärmepumpe

Prinzip - Luft-Wasser-Wärmepumpe
Quelle: OCHSNER Wärmepumpen GmbH

In Ein- und Zweifamilienhäusern werden meistens Kompressionswärmepumpen mit elektromotorischem Antrieb eingebaut.
Sie arbeiten alle nach dem Prinzip, dass aus der Umgebungswärme (Luft, Sole) auf niedrigem Temperaturniveau im Wärmetauscher (Verdampfer) aufgenommen wird. Dieser wird von einem Kältemittel durchströmt, welches bereits bei niedrigen Temperaturen verdampft. Ein Kompressor komprimiert den Kältemitteldampf, wodurch dieser auf ein höheres Temperaturniveau gebracht wird (ähnlich der Erwärmung einer Luftpumpe). Der Kompressor benötigt Antriebsenergie in Form von elektrischem Strom, Gas oder Dieselkraftstoff. In einem zweiten Wärmetauscher (Kondensator), gibt der nun heiße Kältemitteldampf Wärme an die Heizung oder an die Trinkwassererwärmung ab. Die Abkühlung führt zum Kondensieren des Kältemitteldampfes. In einem Expansionsventil wird das noch unter Druck stehende Kältemittel entspannt, wobei es wieder abkühlt. Der Kreislauf beginnt jetzt von neuem.
Bei diesem Prozess (Kältekreislauf) werden in Abhängigkeit von Wärmequelle und Wärmeverteilsystem Jahresarbeitszahlen von 3 bis 5 erreicht, d. h. nur 1/3 bis 1/5 der gewonnenen Wärme muss als Antriebsenergie bereitgestellt werden, 2/3 bis 4/5 werden aus der Umgebungswärme aufgenommen.
Die Kältemittel sind heute ausschließlich FCKW-freie Kältemittel. Zum Einsatz kommen R410a, R134a, R407c, usw. und Propan (R290).
Kompressionswärmepumpen erreichen aufgrund der eingesetzten Kältemittel maximale Heizwassertemperaturen von ca. 55 °C (Höhere Temperaturen, speziell zur Trinkwarmwasserbereitung, sind mit R134a und R290 erreichbar). Bei dem Heizbetrieb sollten 35 °C möglichst nicht überschritten werden, was Niedertemperaturheizsysteme (Fußboden-, Wand- und/oder Deckenheizungen) voraussetzt.

In Ein- und Zweifamilienhäusern werden meistens Kompressionswärmepumpen mit elektromotorischem Antrieb eingebaut.
Sie arbeiten alle nach dem Prinzip, dass aus der Umgebungswärme (Luft, Sole) auf niedrigem Temperaturniveau im Wärmetauscher (Verdampfer) aufgenommen wird. Dieser wird von einem Kältemittel durchströmt, welches bereits bei niedrigen Temperaturen verdampft. Ein Kompressor komprimiert den Kältemitteldampf, wodurch dieser auf ein höheres Temperaturniveau gebracht wird (ähnlich der Erwärmung einer Luftpumpe). Der Kompressor benötigt Antriebsenergie in Form von elektrischem Strom, Gas oder Dieselkraftstoff. In einem zweiten Wärmetauscher (Kondensator), gibt der nun heiße Kältemitteldampf Wärme an die Heizung oder an die Trinkwassererwärmung ab. Die Abkühlung führt zum Kondensieren des Kältemitteldampfes. In einem Expansionsventil wird das noch unter Druck stehende Kältemittel entspannt, wobei es wieder abkühlt. Der Kreislauf beginnt jetzt von neuem.
Bei diesem Prozess (Kältekreislauf) werden in Abhängigkeit von Wärmequelle und Wärmeverteilsystem Jahresarbeitszahlen von 3 bis 5 erreicht, d. h. nur 1/3 bis 1/5 der gewonnenen Wärme muss als Antriebsenergie bereitgestellt werden, 2/3 bis 4/5 werden aus der Umgebungswärme aufgenommen.

Bewertung_von_Wärmepumpen

Heizkosten mit flexiblen Stromtarifen optimieren
David Grenda, GIEDORF UG

Die Kältemittel sind heute ausschließlich FCKW-freie Kältemittel. Zum Einsatz kommen R410a, R134a, R407c, usw. und Propan (R290).
Kompressionswärmepumpen erreichen aufgrund der eingesetzten Kältemittel maximale Heizwassertemperaturen von ca. 55 °C (Höhere Temperaturen, speziell zur Trinkwarmwasserbereitung, sind mit R134a und R290 erreichbar). Bei dem Heizbetrieb sollten 35 °C möglichst nicht überschritten werden, was Niedertemperaturheizsysteme (Fußboden-, Wand- und/oder Deckenheizungen) voraussetzt.

Kältemittel-Verordnung: Vorschriften, Alternativen und Betreiberpflichten
- Dirk Blank, MVV Energie AG

Funktionsweise Wärmepumpe - Max Weishaupt GmbH
Funktionweise Wärmepumpe- Wolf GmbH
Umsteigen auf die Wärmepumpe - Leitfaden für den Fachhandwerker
VdZ – Wirtschaftsvereinigung Gebäude und Energie e.V.
Was die Installation der Wärmepumpe so komplex macht
Barbara Oberst, Steffen Range - DHZ
Jahresarbeitszahl - JAZ-Rechner
Bundesverband Wärmepumpe (BWP) e.V. und BWP Marketing & Service GmbH

Aufstellung-Wärmepumpen

Themenserie zur Wärmepumpe im HaustechnikDialogNews:

11.11.2024: Die Wärmepumpe – politisch gestützt, ökonomisch häufig sinnvoll
13.11.2024: Arten von Wärmepumpen und Marktanteile in Deutschland
15.11.2024: Aktuelle Marktlage von Wärmepumpen angesichts Handwerkermangels und Lieferengpässen
18.11.2024: Technische Voraussetzungen für den wirtschaftlichen Einsatz von Wärmepumpen
20.11.2024: Heizen und Kühlen mit Luft/Luft-Wärmepumpen: Ein Überblick
22.11.2024: Monoblock- vs. Splitgeräte: Die besten Luft/Wasser-Wärmepumpen für Ihr Zuhause
25.11.2024: Wasser/Wasser-Wärmepumpen: Effiziente Heizlösungen aus der Natur
27.11.2024: Geothermische Systeme und ihre Anwendungen
29.11.2024: Wann sind Hybridsysteme mit Wärmepumpen sinnvoll?
02.12.2024: Wärmepumpen in Nahwärmenetzen
04.12.2024: Förderungen für Wärmepumpen
06.12.2024: Praxisbeispiele: Einsatz von Wärmepumpen in eher ungewöhnlichen Objekten

Die VDI 4645 - 2023-04 "Heizungsanlagen mit Wärmepumpen in Ein- und Mehrfamilienhäusern - Planung, Errichtung, Betrieb" wird für kleine und mittlere Wohngebäude oder Gebäude mit wohnähnlicher Nutzung, bei denen eine Wärmepumpe zum Einsatz kommen soll, angewendet. Schwerpunktmäßig werden Heizungsanlagen mit elektrisch angetriebenen Wärmepumpen zur Raumheizung und Trinkwassererwärmung behandelt.
Die Richtlinie bietet Hinweise zu Bilanzgrenzen und Effizienzbetrachtung in Bezug zu den verschiedenen Wärmepumpengruppen, und zeigt die Tätigkeiten im Rahmen der Voruntersuchung und der Grundlagenermittlung auf. Dabei geht sie auch auf etwaige ergänzende Energiesysteme ein. Rollen und Verantwortlichkeiten sowie rechtliche Rahmenbedingungen werden ebenfalls erläutert.
Sie geht detailliert auf alle Aspekte der Anlagenplanung ein und liefert den Anwendenden eine Vielzahl von Werten, Übersichten und Planungshilfen. Diagramme, Tabellen und Grafiken sorgen für mehr Anschaulichkeit. Neben der Planung und Ausführung werden auch die Inbetriebnahme sowie die Inspektion/Wartung thematisiert.
Die Richtlinie VDI 4645 gibt auch unterstützende Hinweise für die Angebotserstellung und die Auftragsvergabe. Sie beinhaltet eine große Zahl praktischer Handreichungen: Checklisten, Ablaufpläne, Beispielrechnungen, Anlagenbuch und vieles mehr finden sich im umfangreichen Anhang.
Quelle: Beuth Verlag GmbH

VDI 4645 - 2023-04 "Heizungsanlagen mit Wärmepumpen in Ein- und Mehrfamilienhäusern - Planung, Errichtung, Betrieb"
Beuth Verlag GmbH
Neue Richtlinie VDI 4645 für Heizungsanlagen mit Wärmepumpen in Ein- und Mehrfamilienhäusern
Eva Brunner, IFB Ingenieure GmbH
Leseprobe zum Download der 4645 - 2023-04
Forum Verlag HerkertT GmbH

Großwärmepumpe
Wärmepumpen mit Leistungen größer als etwa 50 kW werden häufig als Großwärmepumpen (Hochtemperaturwärmepumpe, Industriewärmepumpen)  bezeichnet. Sie können auch Leistungen deutlich über 100 kW haben und bei der üblichen Hintereinanderschaltung in den MW-Bereich kommen.
Im Rahmen der kommunalen Wärmeplanung bzw. kommunalen Wärme- und Kälteversorgung spielen neben Blockheizkraftwerke und Biogasanlagen auch Großwärmepumpen eine entscheidende Rolle. Sie sind ein Bestandteil der Nahwärme-, Fernwärme- und Fernkältesyteme sowie in Industriebetrieben und Rechenzentren.
Zunehmend werden Kohle-, aber auch Gaskraftwerke, durch Großwärmepumpen ersetzt. Diese eignen sich besonders für die Wärme- und Kälteversorgung über Netze. Kommunale Wärme- und Kältenetze bieten eine effiziente und kostengünstige Möglichkeit, kleinere Siedlungen oder ganzen Stadtteile sowie Industriebetriebe mit Wärme und Kälte zu versorgen.
Die Großwärmepumpe kann mit unterschiedlichen Wärmequellen kombiniert werden. Dabei gibt es eine Vielzahl denkbarer Optionen, die im Grunde für jede Art von Objekt nutzbar und miteinander kombinierbar sind.
• Umgebungsluft
• Solathermie auf Freiflächen oder Dächern
• Erdwärme: Erdkollektoren, Erdsonden, Energiepfähle, Erdspeicher, Eisspeicher
• Wasser: Grundwasser, Quellwasser, Flüsse, Seen, Meere, Bergbau-Grubenwasser
• Abwärme bzw. Abluft: Kühlanlagen, Großrechenzentren und andere Industrieprozesse
• Abwasser: Klärwerk, Abwasserleitungen
• Bioenergie- oder KWK-Anlagen

Großwärmepumpe
Bundesverband Geothermie e.V.
Großwärmepumpen in deutschen Fernwärmenetzen
energiewendebauen - Projektträger Jülich | Forschungszentrum Jülich GmbH
Wärme- und Kältekonzepte mit Großwärmepumpen
Bundesverband Wärmepumpe e. V.
Großwärmepumpen -
Eine Schlüsseltechnologie in der nachhaltigen zentralen Wärmeversorgung
Kai Imolauer, Michael Rogoll, Rödl & Partner

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Roll-out von Großwärmepumpen in Deutschland
Agora Endergiewende

Die OCHSNER Energietechnik entwickelt und produziert Großwärmepumpen für hohe Leistungsanforderungen und Temperaturen. Die Hightech-Wärmepumpen nutzen Wärme mit höchster Effizienz und geringster Umweltbelastung. Die Großwärmepumpen eignen sich für eine Vielzahl von Einsatzbereichen und können unterschiedlichste Wärmequellen nutzen.
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Großwärmepumpen:
Wärmepumpen für die IndustrieIndustriewärmepumpen für große Leistungen
OCHSNER Wärmepumpen GmbH

Während in Deutschland die Wärmewende gerade einmal wieder etwas nach hinten geschoben wurde, schaffen unsere nördlichen Nachbarn in Dänemark Fakten. In Esbjerg entsteht gerade die größte Wärmepumpe der Welt. Gebaut mit deutscher Technik und so groß, dass damit 100.000 Menschen mit Wärme versorgt werden können. Dafür kann dann ein Kohlekraftwerk abgeschaltet werden.
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Großwärmepumpe mit grüner Wärme für Esbjerg
Quelle: DIN Forsyning A/S
Weltgrößte Wärmepumpe in Esbjerg
Heimo Fischer, Esbjerg - Orsted Germany GmbH

Hochtemperatur-Wärmepumpe
Konventionelle Wärmepumpen bzw. Niedertemperatur-Wärmepumpen sind typischerweise für Heizsysteme mit Temperaturen bis etwa 50 °C ausgelegt, während Hochtemperatur-Wärmepumpen 80 °C Vorlauftemperatur oder höher erreichen. Dadurch ergeben sich vielseitige Einsatzmöglichkeiten. Hochleistungswärmepumpen werden oft in der Industrie oder im Gewerbe eingesetzt. Bestimmte industrielle Wärmepumpen schaffen sogar Höchsttemperaturen von mehr als 100 °C.
Es ist ebenfalls möglich, eine Hochtemperatur-Wärmepumpe in Wohngebäuden für Heizzwecke zu verwenden. Insbesondere dann, wenn das vorhandene System hohe Vorlauftemperaturen für Heizkörper benötigt. Bei der Heizungsmodernisierung gewinnen hochtemperaturfähige Wärmepumpen für Altbauten heutzutage stärker an Relevanz, weil eine Erneuerung der vorhandenen Heizflächen (Heizkörper, Konvektoren) nur mit viel Aufwand und Kosten durchzuführen sind.
Normalerweise liegt die physikalische Grenze für den Verdichtungsprozess des Kältemittels bei etwa 50 – 55 °C, damit eine klassische Wärmepumpe ein Gebäude effizient heizt. Hochleistungswärmepumpen steigern die Temperaturen im Heizungskreislauf auf ein besonders hohes Niveau, indem sie das Kältemittel noch stärker komprimieren.
Das ist technisch umsetzbar, indem die Anlage mit einem zweistufigen Kreisprozess arbeitet. Zwar schaffen zweistufige Wärmepumpen nochmal deutlich höhere Verflüssigungstemperature, jedoch weisen die Anlagen physikalisch bedingt eine schlechtere Leistungszahl auf und sind technisch komplexer aufgebaut.
Diese Zweikreis-Hochtemperatur-Wärmepumpe arbeitet mit zwei hintereinander geschalteten Heizkreisläufen. Der erste Kreislauf funktioniert wie bei einer herkömmlichen Wärmepumpe: Die der Luft, dem Erdreich oder Grundwasser entzogene Wärme wird dabei auf eine Temperatur auf etwa 40 °C erhöht. Im zweiten Kreislauf wird die Temperatur weiter erhöht, wobei ein anderes Kältemittel verwendet wird, das für die höhere Eingangstemperatur ausgelegt ist. Die dampfförmige Wärme wird dabei immer stärker verdichtet. Am Ende des Kreislaufs wird das Heizungswasser auf die gewünschte Vorlauftemperatur von 70 bis 90 °C erwärmt. Mit diesen Temperaturen ist es möglich, auch Heizungsanlagen, die mit den früher üblichen Temperaturen ausgelegt wurden, und für den Einsatz herkömmlicher Wärmepumpen nicht geeignet sind, ausreichend zu erwärmen.

Funktion - Niedertemperatur-Kreislauf und Zweikreis-Hochtemperatur-Wärmepumpe
Quelle: Bosch Thermotechnik GmbH
Hochtemperatur-Wärmepumpe für Altbau: Kosten und Stromverbrauch
Bosch Thermotechnik GmbH

Hochtemperatur-Wärmepumpe: Kosten, Vor- und Nachteile
Lea Wrobel, co2online gemeinnützige Beratungsgesellschaft mbH
Hochtemperatur-Wärmepumpe: Funktion und Einsatz
Alexander Rosenkranz, Viessmann Climate Solutions SE
Hochtemperatur-Wärmepumpe für den Altbau: Lohnt sie sich?
Mein EigenHeim - J. Fink Verlag GmbH & Co. KG

Andere Hochtemperatur-Wärmepumpen

Eine Propan-Wärmepumpen erreicht aufgrund der thermodynamischen Eigenschaften des Kältemittels (R290) mit nur einem Kältekreis eine hohe Vorlauftemperatur. Propan (C3H8) gehört zu den Kohlenwasserstoffen und ist ein farbloses, nahezu geruchloses Gas, das schwerer als Luft ist, ein sogenanntes Flüssiggas. Das bedeutet, es verflüssigt sich unter Druck. Es hat einen Siedepunkt von -42 °C und eine Verflüssigungstemperatur von 70 °C bei 26 bar.
Bei der Aufstellung einer Propan-Wärmepumpe muss beachtet werden, dass das Kältemittel R290 brennbar (leicht entflammbar) und schwerer als Luft ist. Deshalb muss die Außeneinheit einer R290-Wärmepumpe so aufgestellt werden, dass bei einer Leckage Kältemittel weder in das Gebäude noch in die Kanalisation oder in das Heizungswasser gelangen kann. Wenn Propan in das Heizwassersystem gelangt, dann kann es durch die Entlüftungeinrichtungen in die Räume austreten.
Das in der Natur vorkommende Gas fällt als Bestandteil bei der Gewinnung von Erdöl an. Propan ist ein alltägliches, bekanntes Mittel zur Verbrennung, dessen Umgang erprobt ist und als sicher gilt. Es wird nicht nur in Kältemitteln (unter dem Namen R290), sondern auch zum Beispiel in Gaskochern, Gasfeuerzeugen, Gasflaschen und Flüssiggastanks für Gasheizungen eingesetzt..

Propan-Wärmepumpe mit R290: Das natürliche Kältemittel
Bosch Thermotechnik GmbH

Bei der CO₂-Wärmepumpe, die vorwiegend in der Industrie zum Einsatz kommt, wird CO₂ als Kältemittel R744 verwendet. Mit dieser Art von Wärmepumpe können aus einer Eingangstemperatur von 35 °C Vorlauftemperaturen von bis zu 90 °C erzeugt werden. Industrielle Abwärme, Kühl- oder Abwässer dienen dabei als Wärmequellen für die CO₂-Wärmepumpe, die eine effiziente Wärmerückgewinnung ermöglicht. Aufgrund des hohen Isentropenexponenten des CO2 kann das aus dem Verdichter austretende Druckgas, je nach Auslegung der Anlagenkomponenten, bis zu 150 °C betragen.
Bei der Verwendung als Wärmepumpen-Kältemittel hat CO₂ in geschlossenen Kreisläufen einen vernachlässigbaren direkten Treibhauseffekt (GWP* = 1). Es ist nicht brennbar, chemisch inaktiv und schwerer als Luft.
CO₂ als Kältemittel in Wärmepumpen zeichnet sich durch eine ganze Reihe physikalischer Eigenschaften besonders im Hinblick auf die Energieeffizienz aus. CO₂ hat einen vergleichsweise hohen Wert bei der spezifischen Verdampfungsenthalpie. Das ist die Wärmemenge, die erforderlich ist, um 1 kg Kältemittel bei gleichbleibender Temperatur zu verdampfen. Auch lassen sich aus der volumetrischen Kälteleistung, die von den stofflichen Eigenschaften des CO₂ abhängt, erhebliche Abweichungen in der Heizleistung ableiten. Die volumetrische Kälteleistung stellt dar, wie viel Kälteleistung mit 1 m³ Kältemittel theoretisch realisiert werden kann. Je größer dieser Wert ist, umso weniger Kältemittel muss für eine bestimmte Heizleistung umgewälzt werden. Das heißt wiederrum, dass dadurch auch Energieverluste in Anlagenkomponenten der Wärmepumpe sinken.
Da der Einsatz von CO₂ in Wärmepumpen einen höheren technischen Aufwand gegenüber synthetischen Kältemitteln erfordert und damit auch zu höheren Kosten führt, wird CO₂ hauptsächlich in Großwärmepumpen mit einer Heiz- bzw. Kälteleistung über ca. 100 kW eingesetzt. In dieser Größenordnung rechtfertigen die Effizienzvorteile den notwendigen erhöhten Investitionsbedarf. Meist amortisieren sich die Kosten innerhalb von zwei bis fünf Jahren gegenüber Wärmepumpen mit synthetischen Kältemitteln.

CO2-Wärmepumpen-Technik im Überblick
energie-experten.org - Greenhouse Media GmbH

* GWP (Global Warming Potential [Erderwärmungspotenzial]) ist die Richtgröße der Klimawirksamkeit von Kohlendioxid (GWP von CO₂ ist gleich 1) und die Treibhauspotenziale anderer Stoffe bemessen sich relativ zu CO₂. Der GWP-Wert/CO₂-Äquivalent (CO₂e) gibt das Treibhauspotenzial eines Stoffes an und damit seinen Beitrag zur Erwärmung der bodennahen Luftschicht. Das GWP berücksichtigt die Emissionen während des gesamten Lebenszyklus der Wärmepumpe, einschließlich Herstellung, Transport, Installation und Betrieb.
Das GWP wird üblicherweise für verschiedene Zeiträume berechnet, typischerweise für 20, 100 und 500 Jahre. Der gewählte Zeitraum beeinflusst das GWP, da Treibhausgase unterschiedliche Verweilzeiten in der Atmosphäre haben. Einige Gase (z. B. Schwefelhexafluorid [SF₆]), haben extrem hohe GWP-Werte, die in die Tausende oder sogar Zehntausende gehen können.
Beispiele für CO₂-Äquivalente verschiedener Kältemittel
Kohlendioxid CO₂ = 1 CO₂e
Methan CH₄ = 25 CO₂e
Lachgas N₂O = 298 CO₂e
Fluorchlorkohlenwasserstoffe FCKWs = >1 000 CO₂e
Schwefelhexafluorid SF₆ = 23 500 CO₂e
Daraus ergibt sich, dass z. B. 1 Kg Methan 25 mal mehr zum Klimawandel bei als ein Kg CO₂ beiträgt. Das stärkste Treibhausgas Schwefelhexafluorid ist um 23 500 Mal klimaschädlicher als CO₂.

Treibhauspotential (GWP)
Boris Stippe, TiRo CheckEnergy GmbH
Kältemittelrechner
Öko-Recherche · Büro für Umweltforschung und -beratung GmbH

Die Heißgas-Wärmepumpe ist eine spezielle Form der Hochtemperatur-Wärmepumpe, bei der ein Teil des komprimierten Kältemittels direkt vom Verdichter abgeleitet und über einen zusätzlichen Wärmetauscher auf 70 °C erhitzt wird. Diese Wärme wird anschließend in einen Pufferspeicher eingebracht, der das Wasser für den Gebrauch erwärmt. Die Heißgas-Wärmepumpe ist besonders für Neubauten geeignet, bei denen die Vorlauftemperatur bereits niedrig genug für herkömmliche Wärmepumpen ist, jedoch eine zusätzliche Erwärmung des Trinkwassers erforderlich ist. Sie wird weniger für Altbauten mit hohen Vorlauftemperaturen empfohlen.
Durch die ausgekoppelten Wärmemenge und der etwas geringeren durchschnittlichen Temperatur verringert sich zwar die Leistung und die Leistungszahl für den Heizbetrieb minimal, aber dieser Effekt wird jedoch aufgewogen, indem die Laufzeit mit hohen Temperaturen für die Trinkwassererwärmung reduziert und damit die Gesamteffizienz der Wärmepumpe erhöht wird.
Die Entladung des Heißgases, das zwischen Verdichter und Verflüssiger fließt (Heißgasleitung), stellt in diesen Anwendungsfällen, in denen unterschiedlich hohe Temperaturen, mit einem Schwerpunkt auf der Bereitstellung von niedertemperierter Heizwärme, benötigt werden, daher eine gute Option dar, die Effizienz der Wärmepumpe bei einem kombinierten Heiz- und Trinkwassererwärmungsbetrieb zu erhöhen.
Die Heißgasauskopplung realisiert bei der Trinkwasserwassererwärmung Temperaturen von häufig über 70 °C, sodass z. B. das Nachheizen mit einem direktelektrischen Heizstab entfällt. Damit werden zugleich auch die gängigen Normen und Verordnungen bezüglich der Wasserhygiene und Legionellenvermehrung im Bereich Trinkwarmwasser erfüllt. Auch Zirkulations- und Verteilverluste insbesondere in Mehrfamilienhäusern können so reduziert werden.
Durch die Heißgasauskopplung bedingte ruhigere Betriebsweise der Wärmepumpe vermindert sich zudem der Verschleiß des Verdichters, sodass die Lebensdauer der Wärmepumpe ansteigt.

Das Geheimnis der Heißgas-Wärmepumpe: Prinzip & Technik einfach erklärt
energie-experten.org - Greenhouse Media GmbH
Heißgasladetechnik
Andreas Bachler, IDM Energiesysteme GmbH
sbz-online.de - Alfons W. Gentner Verlag GmbH & Co. KG

Wärmepumpen-Puffer

Trennpuffer
Der Trennpuffer übernimmt die Aufgabe einer hydraulische Weiche, der es der Wärmepumpe ermöglicht, ihr Wasser am Verbraucherkreis vorbei zu führen. Inwieweit hierbei eine Durchmischung stattfindet, hängt stark vom inneren Aufbau des Pufferspeichers ab. Sofern die Anschlüsse für Wärmepumpenvorlauf (rot) und Verbrauchervorlauf (orange) direkt nebeneinander liegen, gelangt (bei gleicher Pumpenleistung von Primär- und Sekundärpumpe) nur wenig (kühleres) Wasser aus dem Pufferspeicher in den Verbrauchervorlauf. Sofern die Anschlüsse aber auf jeweils entgegengesetzten Seiten des Puffers liegen und sogar (wie im Beispiel) die Anschlüsse gegenläufig sind (d.h. Rücklauf und Vorlauf fließen in entgegengesetzte Richtungen), so ist eine Durchmischung ebenfalls unvermeidlich. Dieser Aufbau ist die häufigste Variante; sofern der Pufferspeicher vom Hersteller durch einen entsprechenden inneren Aufbau (z.B. Trenngitter zwischen Vor- und Rücklauf) und optimale Position der Anschlüsse für diesen Zweck gebaut wurde, sind die Verluste meist tolerierbar.

Reihenpuffer
Die energetisch günstigste Lösung ist die Einbindung als Reihenpuffer (manchmal auch Gleitpuffer oder 3-Punkt-Anbindung genannt). Hierbei wird der Pufferspeicher nur in den Rücklauf eingebunden, der Vorlauf kann ungehindert in den Verbraucherkreis strömen. Sofern der Durchfluss im Verbraucherkreis reduziert ist, öffnet graduell ein Differenzdruckventil, welches den Wärmepumpenkreis kurzschließt und es somit ermöglicht, dass die Pumpe das warme Wasser in den Pufferspeicher drücken kann. Für diesen Aufbau wird nur eine Pumpe benötigt, sie spart also Stromkosten. Aber natürlich muss die eingebaute Primärpumpe stark genug für den Verbraucherkreis sein. Dieser Aufbau ist insbesondere für Häuser mit reinen Fußbodenheizungen zu empfehlen. Auch ist diese Art der Einbindung die einzige, bei der der innere Aufbau des Pufferspeichers irrelevant ist, weil das Wasser im Speicher auf jeder Höhe die gleiche Temperatur hat.

Parallelpuffer
Ist der Pufferspeicher allerdings nur ein "großer Topf" (was z.B. oft der Fall ist, wenn ein vorhandener Solarthermie-Pufferspeicher verwendet werden soll), so können die Verluste minimiert werden, indem er als Parallelpuffer eingebunden wird. Hierbei werden außerhalb des Puffers T-Stücke verbaut, welche das Wasser aus dem Vorlauf und Rücklauf jeweils in den Pufferspeicher abzweigen. Auch hier schließt der Pufferspeicher den Wärmepumpenkreis kurz, allerdings muss das Wasser nur dann durch den Pufferspeicher, wenn die Leistung der beiden Pumpen tatsächlich unterschiedlich ist. Wasser aus dem Pufferspeicher gelangt nur dann in den Verbraucherkreis, wenn die Wärmepumpe abgeschaltet ist.

Hydraulische Weiche
Die energetisch schlechteste Lösung ist, einen sehr kleinen (15 Liter) Speicher oder direkt eine sogenannte hydraulische Weiche zur Trennung von Wärmepumpenkreis und Verbraucherkreis zu realisieren. Diese ermöglicht es der Wärmepumpe bei reduzierten Verbrauchern, ihr Wasser direkt zurück in den größeren Pufferspeicher zu drücken (hier violett). Durch das geringe Volumen ist dabei allerdings eine Durchmischung des Wärmepumpenvorlaufs (rot) mit dem Verbraucher-Rücklauf (blau) nahezu unvermeidlich. Dadurch senkt sich die Temperatur des Verbraucher-Vorlaufs (orange) ab, d.h. die Wärmepumpe muss mehr Wärme erzeugen als die Verbraucher benötigen. Es ist eine sehr sorgfältige Anpassung der beiden Pumpenleistungen notwendig, um diesen Effekt zu reduzieren. Da eine solche Weiche ja aber eingebaut wird um unterschiedliche Pumpenleistungen zu kompensieren, wird diese Angleichung in der Praxis kaum gemacht.
Quelle: Thomas Rinneberg, Europaeische Energiewende Community e. V.

Pufferspeicher für Wärmepumpen: Vor- und Nachteile
Thomas Rinneberg, Europaeische Energiewende Community e. V.
Wärmepmpen - Leitfaden Hydraulik
Martin Sabel, Bundesverband Wärmepumpe (BWP) e. V.
Optimierung einer Wärmepumpe mit Pufferspeicher in Heizkörperanlagen
Greenhouse Media GmbH

Wärmepumpenspeicher
Wärmepumpen benötigen einen möglichst konstanten Durchfluss und LWWP einen Energiespeicher zum Abtauen, der bei der Auslegung festgelegt wird. Deswegen bestehen viele Wärmepumpenhersteller auf den Einbau eines Wärmepumpen-Puffer.
Der Wärmepumpenspeicher ohne Wärmetauscher bzw. Lastausgleichsbehälter (LAB) wird zur Ansammlung bzw. Pufferung von warmen, heißem oder kaltem Wärmeträger, der von einer Wärmepumpe oder einen Öl-Niedertemperaturkessel erzeugt wird, eingesetzt. Er kann auch in Heizsystemen als kleiner Pufferspeicher eingesetzt werden und wirkt auch als hydraulischer Ausgleich und verhindert das häufige Ein- und Ausschalten (Takten -Kuhschwanzheizung) der Wärmepumpe oder des Ölkessels durch die Vergrößerung des Anlagenvolumens (z. B. bei einer Systemtrennung im Primärkreislauf).

ThermoFlux Wärmepumpenspeicher WPPS ohne Wärmetauscher
ThermoFlux Deutschland GmbH
ThermoFlux Wärmepumpenspeicher WPPS 80 | ohne Wärmetauscher
ThermoFlux Deutschland GmbH

Wärmepumpe in der Raumlufttechnik
Anfang 2024 tritt das neue Gebäudeenergiegesetzes (GEG § 68 Wärmerückgewinnung) in Kraft. Dann wird die Abwärme in einer lüftungstechnischen Anlage nur noch dann als regenerative Energie anerkannt, wenn sie mit einer Wärmepumpe genutzt wird.

Eine Wärmepumpe bietet sich nicht nur in Passivhäusern zur Erwärmung und zum Abkühlen der Zuluft an. In großen Gebäuden mit lüftungstechnischen Anlagen ist die Wärmepumpe für Lüftungsgeräte eine sinnvolle und energieeffiziente Ergänzung. Je nach Anwendungsfall gibt es verschiedene Möglichkeiten, die Zuluft mit Wärmepumpentechnologie zu temperieren.
Bei der Auswahl der richtigen Wärmepumpentechnik für ein Lüftungsgerät für eine bestimmte Anwendung müssen mehrere grundsätzliche Fragen geklärt werden:
• Mit welcher Toleranz muss die Zulufttemperatur geregelt werden?
• Ist die Luftmenge konstant oder wird diese auf Basis des Bedarfs geregelt?
• Sind Zu- und Abluftmengen identisch oder unterschiedlich groß?
• Welche Art der Wärmerückgewinnung soll im RLT-Gerät eingesetzt werden?
• Wird ausschließlich mit Außenluft belüftet oder sind Misch- oder Umluftbetrieb zu berücksichtigen?
• Soll im Sommer neben der Kühlung auch eine Entfeuchtung der Luft erfolgen?
• Wie sind die Platzverhältnisse zur Innen- oder Außenaufstellung des Geräts?
• Welche Schallgrenzwerte sind gemäß der TA-Lärm (Technische Anleitung zum Schutz gegen Lärm) einzuhalten?

Um das Ziel der Gebäudeklimatisierung, jahreszeitlich angepasst Zuluft mit konstant angenehmer Temperatur bereitzustellen, gibt es vier Systeme:
1. Ein integrierter Kälteerzeuger mit externem Kondensator zur Kühlung der Zuluft.
2. Eine integrierte reversible Wärmepumpe mit internem Verdampfer sowie einem internen Kondensator zum Heizen und Kühlen.
3. Eine externe Split-Wärmepumpe zum Heizen und Kühlen. 
4. Eine externe Monoblock-Wärmepumpe (Kalt-/Warmwassersatz), die über einen Wasserkreislauf mit Pufferspeicher Heiz- und Kühlenergie für die Lüftungsanlage bereitstellt.

Lufttemperierung "WRG plus Wärmepumpe"
Dr. Manfred Stahl, Wolf GmbH, cci Dialog GmbH
RLT-Anlagen mit Wärmepumpen
Alexander Mörwald, Wolf GmbH

EWKG - SH
Mit dem "Gesetz zur Energiewende und zum Klimaschutz in Schleswig-Holstein (Energiewende- und Klimaschutzgesetz" - EWKG) bekommt nach § 9 (Nutzungspflicht von Erneuerbaren Energien in der Wärme- und Kälteversorgungfür beheizte Wohn- und Nichtwohngebäude im Gebäudebestand; Verordnungsermächtigung) der bevollmächtigte Bezirksschornsteinfeger ein neues Geschäftsfeld.
Nach Absatz 11 nehmen bevollmächtigten Bezirksschornsteinfegerinnen und Bezirksschornsteinfeger die aus den Absätzen 3 und 5 bis 8 hervorgehenden Aufgaben als Beliehene (natürliche männliche bzw. weibliche oder juristische Person, der von der öffentlichen Verwaltung hoheitliche Aufgaben übertragen bekommt) wahr. Die Beliehenen unterliegen der Aufsicht des für Bauen zuständigen Ministeriums. Dieses kann die Aufsicht auf nachgeordnete Behörden übertragen.

Wenn ein Austausch oder nachträgliche Einbau einer Heizungsanlage geplant ist, müssen Verbraucher ihren Bezirksschornsteinfeger informieren. Dieser überwacht und überprüft auch die Umsetzung der durchgeführten Maßnahmen, die spätestens 12 Monate nach Inbetriebnahme nachzuweisen sind. Den Bezirksschornsteinfegern sind auch die Lieferverträge über Erneuerbare Energien und der individuelle Sanierungsfahrplan vorzulegen.

Wer sich vor dem 01. Juli 2022 noch für die Anschaffung einer Gas- oder Ölheizung entscheidet, sollte mit seinem Installateur eine Vereinbarung schließen, die bei nicht termingerechtem Einbau einen Rücktritt von dem Auftrag beinhaltet. Als Termin ist spätestens das Datum sechs Monate nach Veröffentlichung der Durchführungsverordnung festzulegen. Mögliche Schadensersatzforderungen, z. B. Zusatzkosten durch die Beauftragung anderer Handwerker, sind durch den Rücktritt nicht ausgeschlossen.
Die Landesverordnung zur Umsetzung des Energiewende- und Klimaschutzgesetzes - Schleswig-Holstein wurde am 17. November 2022 veröffentlicht und tritt zum 18. November in Kraft. Der Einbau muss dementsprechend bis zum 18. Mai 2023 erfolgen.

FAQ - Häufige Fragen zu Erneuerbare Energien
Schleswig-Holstein Netz AG
Energiewende- und Klimaschutzgesetz
Schleswig-Holstein Netz AG

Die Aufgaben der bevollmächtigten Bezirksschornsteinfegerinnen und Bezirksschornsteinfeger nach dem EWKG SH

(zum Vergrößern - anklicken)

Kaskadenmessung - PV - HH - WP
Wenn man den Strom für die Wärmepumpe durch einen günstigen Wärmepumpenstromtarif bezieht und zusätzlich noch eine PV-Anlage besitzt, der möchte auch seinen eigenen Strom für die Wärmepumpe verwenden. Hier kann eine Kaskadenmessung eingesetzt werden.

Die Kaskadenmessung ist noch nicht so weit verbreitet und wird von vielen Netzbetreibern nicht mal wirklich angeboten. Hier ist aber wichtig zu wissen, dass die Auswahl vom Messkonzept definitiv beim Anlagenbetreiber liegt. Der Netzbetreiber hat wiederum die Verpflichtung, das gewählte Messkonzept auf Konformität mit dem EEG, KWKG und den Technischen Anschlussbedingungen zu prüfen. Die Kaskadenmessung ist definitiv ein konformes Messkonzept und wird hoffentlich in Zukunft noch mehr Aufmerksamkeit bekommen, damit diese auch als offizielles Messkonzept angesehen wird und auch die Umsetzung kein Problem mehr darstellt.

FAQ - Häufige Fragen zu Erneuerbare Energien
Schleswig-Holstein Netz AG
Die Kaskadenmessung: PV Anlage mit Wärmepumpe
Photovoltaikforum GmbH

Kompressor-Kühlschrank
Auch der Kühlschrank und ein Gefriergerät ist eine "Wärmepumpe"
Ein Kühlschrank ist ein dezentrales steckerfertiges Kühlgerät, in dem alle Komponenten (Verdichter, Verflüssiger, Expansionsventil [Drosselorgan] und Verdampfer) integriert sind. Der Kältemittelkreislauf ist ein hermetisch geschlossenes System, das mit einem Kältemittel (Kohlenwasserstoffe [R290, R600a, R1270, R170 und R1150], Kohlendioxid [R744] und Ammoniak [R717]) befüllt wird. Sie werden hauptsächlich für die Lagerung von Lebensmitteln, Medikamenten und Chemikalien verwendet. In den meisten Geräten sind alle Verbindungen der kältemittelführenden Bauteile gelötet teilweise auch geschweißt. Einfache Geräte werden ohne Serviceventile hergestellt. Hochwertige Geräte haben in der Regel Serviceventile. Diese können bei einer Störung oder bei einem Kältemittelverlust (z. B. durch einen Transportschaden) gewartet werden. Die Geräte mit oder ohne Serviceventil werden mit der für den ordnungsgemäßen Betrieb erforderlichen Kältemittelfüllmenge geliefert. So muss der Kältemittelkreislauf zur Inbetriebnahme nicht geöffnet werden.

Betriebsweisen von Wärmepumpen

Da die Außentemperaturen in den Übergangszeiten und im Winter in unseren Breiten relativ kalt sind, ist die Wärmequelle "Luft" für Wärmepumpen nur in begrenztem Rahmen voll einsetzbar. Anders sieht es bei den Wärmequellen "Grundwasser" und "Erdreich" aus.

Immer wieder oder noch wird die britische Wärmeeinheit "BTU" (British Thermal Unit) als Maßeinheit für die Energie bei der Strom- und Dampferzeugung und für die Kühlleistung einer Wärmepumpe verwendet, obwohl diese Einheit seit der gesetzlichen Einführung der SI-Einheiten (Internationale Einheitensystem [Système international d’unités]) im Jahre 1978 des letzten Jahrhunderts nicht mehr verwendet werden "darf" und durch die Einheit "Joule" (J) ersetzt wurde. Dabei entspricht die britische Wärmeeinheit "BTU" der Energiemenge, die für die Erwärmung von einem Pfund Wasser um ein Grad Fahrenheit benötigt wird.

1 BTU = 1,055 kJ
1 BTU/h = 0,293 W

Einen entscheidenden Einfluss auf die Wirtschaftlichkeit hat die Betriebsweise einer Wärmepumpenanlage. Bei der Auslegung der Wärmepumpe wird die Temperatur ermittelt, ab wann eine zweite Wärmequelle (E-Heizstab, Öl, Gas, Holz, Solar, Geothermie, Mini-KWK) zugeschaltet werden muss, um die Heizlast des Gebäudes bei den entsprechenden Außentemperaturen zu gewährleisten und die Anlage mit einer guten Jahresaufwandszahl zu betreiben. Diese Temperatur wird als Bivalenzpunkt oder Dimensionierungspunkt bezeichnet.

•   Monovalenter Betrieb
•   Monoenergetischer Betrieb
•   Bivalenter Betrieb

Bei einer monoenergetisch betriebenen Luft-Wasser-Wärmepumpe wird der Heizbedarf bis zum Bivalenzpunkt gedeckt. Darunter wird eine Zusatzheizung notwendig. Hier kann ein Heizstab oder auch ein noch vorhandener Wärmeerzeuger (Gasgerät, Ölkessel, Festbrennstoffkessel) eingesetzt werden. Bei einem bivalenten Betrieb wird besonders bei höheren Systemtemperaturen der Bivalenzpunkt höher angesetzt.

Der Deckungsanteil der Wärmepumpe sollte  möglichst hoch sein, damit die Betriebskosten möglichst gering sind und die Jahresarbeitszahl möglichst hoch ist. In der Regel sind die Anzahl der Tage mit Außentemperaturen unter -5 °C sehr gering und deshalb wird der Bivalenzpunkt um diese Temperatur festgelegt bzw. ermittelt. So ist dann z. B. der Anteil der Zusatzheizung bei -10 °C AT ca. 1 % und bei -16 °C ca. 4 % der gesamten Wärmemenge.

Aquarea Club - Effiziente Betriebsweise - Wärmepumpen-Heizung - Manfred Adler

Planungshilfe Wärmepumpen - Solarbayer® GmbH

Erdwärmepumpe: Funktion und Preise

Dimensionierung von Wärmepumpen + Betriebskosten für Wärmepumpen - Glen Dimplex Deutschland GmbH
Das SG Ready-Label für Wärmepumpen – das sollten Sie wissen
Arne Gonschor, wegatech greenergy GmbH

Frostschutzventil für Wärmepumpen
Wenn bei einer Monoblock-Wärmepumpen- oder Hydrosplit-Wärmepumpenanlage für den Heizkreis keine Frostfreiheit gewährleistet werden kann, entleeren Frostschutzventile die Rohrleitungen. Sofern der Wärmepumpenmanager und Heizungsumwälzpumpe betriebsbereit sind, arbeitet die Frostschutzfunktion des Wärmepumpenmanagers. Bei Außerbetriebnahme oder Stromausfall ist die Anlage zu entleeren und gegebenenfalls auszublasen, denn der Betrieb mit einem Frostschutzmittel (in der gesamten Anlage oder durch einen Trenntauscher mit zusätzlicher Umwälzpumpe) würde die Effizienz verringern.

Frostschutzventil - Serie 108
Caleffi Armaturen GmbH
Frostschutzventil - Montageanleitung
AFRISO-EURO-INDEX GmbH
Frostschutzventil für Monoblock Wärmepumpen
Giacomini GmbH

Livedaten - Wärmepumpenanlagen

Aktuelle Messwerte - Anlagenübersicht - Jan Meyer, Schweiz

Wärmepumpenanlagen

144 Wärmepumpenanlagen

Hydraulik und Steuerung -Solar-WP - Familie Güttinger Honegger

wer kennt andere Anlagendaten-Live?

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Leider musste ich viele Links wieder rausnehmen, weil die Links nicht mehr funktionierten. Warum ist das so?

Aquarea Club - Effiziente Betriebsweise - Wärmepumpen-Heizung - Manfred Adler

Wärmepumpen Verbrauchsübersicht

Absorptionswärmepumpe

Die Absorptionswärmepumpe nutzt den physikalischen Effekt der Reaktionswärme bei Mischung zweier Flüssigkeiten bzw. Gase. Sie verfügt über einen Lösungsmittelkreis und einen Kältemittelkreis. Das Lösungsmittel wird im Kältemittel wiederholt gelöst bzw. ausgetrieben.

Ein "thermischer Kompressor" treibt die Absorptionswärmepumpe an. Diese Wärmepumpenart wird auch als Camping- oder Appartement-Absorberkühlschrank eingesetzt.  Die Absorptionswärmepumpen haben kaum  bewegliche Teile. Dadurch haben sie eine hohe Lebensdauer. Als Antriebsenergie bei Absorptionswärmepumpen wird kein Strom, sondern Erdgas zur Erzeugung der thermischen Antriebsenergie verwendet. Der Wärmepumpenprozess wird durch die Verbrennung auf hohem Temperaturniveau aufrechterhalten.
Das kältemittelarme Absorptionsmittel (Ammoniak/Wasser- oder Lithium/Bromid/Wasser-Gemisch) und Kältemittel kommen im Absorber zusammen, dabei löst sich des Kältemittel im Lösungsmittel auf. Die dabei entstehende Kondensations- und Lösungswärme wird vom Heizungswasser aufgenommen. Die mit dem Kältemittel angereicherte Lösung wird von einer kleinen Lösungsmittelpumpe im flüssigen Zustand auf das höhere Druckniveau des Kondensators gebracht und in den Austreiber gefördert. Hier wird die angereicherte Lösung "ausgekocht" und das Kältemittel wird wieder freigesetzt.  Das Heizungswasser nimmt auch die Kondensationswärme auf. In einem Expansionsventil wird die "arme" Lösung auf einen geringeren Druck entspannt, nimmt im Verdampfer wieder Wärme aus der Umwelt bei einem geringeren Temperaturniveau auf und fließt erneut dem Absorber zurück.
Als Kältemittel werden Ammoniak (R 717) und Lithium/Bromid verwendet: Da Ammoniak toxisch wirkt, sind besondere Sicherheitsanforderungen an den Wärmepumpenaufstellraum und an die Sicherheitsvorkehrungen während des Betriebes und für Wartungsarbeiten gestellt. Es sind die UVV VBG 20 sowie DIN 8901, Ausgabe Februar 2002, DIN 8975 T1-T8, Ausgabe Februar 1989, EN 378, Ausgabe September 2000 zu beachten.
Das Verhältnis aus der abgegebenen Nutzwärmeleistung für die Heizung und Trinkwassererwämung zur Brennerbelastung des Austreibers (Gasverbrauch) wird bei Absorptionswärmepumpen als Heizzahl bezeichnet.  Bei den Gas-Absorptionswärmepumpen ist eine Abgaskondensation möglich, so wie es von Brennwertgeräten bekannt ist.

Absorptionskühlschrank
Der Camping- oder Appartement-Absorberkühlschrank arbeitet mit einem Kältemittel (Ammoniak - NH₃) nach dem Absorptionsprinzip.
Das Kältemittel gelangt in einem Verdampfer. Dort verdampft das Kältemittel und entzieht dem Raum (Kühlschrank) Wärme, die über das Ammoniakgas in den Absorber geleitet wird. Im Absorber befindet sich Wasser, welches das gasförmige Ammoniak aufnimmt (Absorption). Das ammoniakhaltige Wasser wird nun in den Kocher geleitet, wo es mit Hilfe einer elektrischen Heizung erhitzt wird. Dadurch wird der Druck erhöht und das Ammoniak wird als Dampf freigesetzt, der dann in den Kondensator weiter geleitet wird. Das nun ammoniakfreie Wasser fließt durch einen Nebenkreislauf in den Absorber zurück. In dem Kondensator gibt das Gas seine Wärme an die Umgebung ab. Dies geschieht über die Lamellen des Kondensators hinter dem Gerät. Daraufhin verflüssigt sich das Ammoniak und es gelangt anschließend wieder in den Verdampfer und der Kreislauf beginnt von vorne.
Der Absorberkühlschrank arbeitet geräuschlos und kann mit unterschiedlichen Energiearten betreiben werden, so z. B. mit 230 V Gleich- oder Wechselspannung, 12 V Gleichspannung, mit dem Kfz-Bordnetz oder Propangas.

So funktioniert der Absorberkühlschrank im Caravan
Caravaning.de - Motor Presse Stuttgart GmbH & Co. KG

DIN EN 378-1:2017-03 - Kälteanlagen und Wärmepumpen -
Sicherheitstechnische und umweltrelevante Anforderungen

Adsorptionswärmepumpe

Die Adsorptionswärmepumpe bzw. Adsorptionskältemaschine arbeitet mit einem festen Lösungsmittel, dem "Adsorbens", an dem das Kältemittel ad- bzw. desorbiert wird. Dem Prozess wird Wärme bei der Desorption zugeführt und bei der Adsorption entnommen. Da das Adsorbens nicht in einem Kreislauf umgewälzt werden kann, kann der Prozess nur diskontinuierlich ablaufen, indem zwischen Ad- und Desorption zyklisch gewechselt wird.

Funktionsprinzip einer Adsorptionskältemaschine
Eine Adsorptionskältemaschine besteht aus zwei mit Sorptionsmittel (Zeolithe, Silikagel, Aktivkohle) gefüllten Arbeitskammern, einem Kondensator und einem Verdampfer. Als Sorptionsmittel wird Silicagel und als Kältemittel Wasser eingesetzt. Der Prozeß arbeitet mit Unterbrechungen und geschlossen.
Ein Arbeitszeitraum hat folgende Arbeitstakte:
1. Das an das Silicagel angelagerte Wasser wird im Wärmeübertrager unter Wärmezufuhr ausgetrieben.
2. Das Wasser wird im Kondensator verflüssigt und Wärme an das Kühlwasser abgeführt.
3. Das Kondensat wird in den Verdampfer eingesprüht und bei starkem Unterdruck verdampft. Dabei wird Wärme aus dem Kaltwasser entnommen und dieses dabei auf die für die Anlage erforderliche Temperatur abgekühlt.
4. Im Wärmeübertrager wird der Wasserdampf adsorbiert und die entstehende Wärme an das Kühlwasser abgeführt.
Durch einfaches Umkehren des Heiz- und Kühlwasserkreislaufs zwischen den Wärmeübertragern werden die Funktionen Austreiber und Adsorber am Ende eines Arbeitszeitraumes vertauscht und der Prozess beginnt von neuem. Im Auslegungszustand dauert ein Arbeitszeitraum 400 Sekunden.
Zwischen zwei Arbeitszeiträumen liegt noch eine Umschaltphase von 20 Sekunden, so dass der Gesamtzeitraum sieben Minuten dauert. Während der Umschaltphase werden beide Kammmern in Reihe durchströmt, so dass auch noch Wärme zurückgewonnen wird.
Im Normalfall wird hierbei nur die sensible Wärme für die Kammeraufheizung zurückgewonnen. Wenn jedoch nur ein geringer Temperaturhub erforderlich ist, beginnt die Adsorption bereits in der Umschaltphase, so daß nicht nur sensible Wärme, sondern auch Adsorptionsenthalpie zurückgewonnen werden kann.

Das Arbeiten an kältemittelführenden Klimaanlagen darf nach der ChemKlimaschutzV § 5 nur durch zertifierte Personen (Sachkundebescheinigung), die in einem nach nach ChemKlimaschutzV § 6 zertifizierten Betrieb beschäftigt sind, durchgeführt werden.
Eine Klimaanlage installieren dürfen nur zertifizierte Fachleute. Kälte- und Klimatechniker als auch andere Mechatroniker mit einer entsprechenden Zertifizierung dürfen in den Kältekreislauf einer ortsfesten Kälte- oder Klimaanlage eingreifen.

Arbeiten an und in elektrotechnischen Anlagen dürfen nur von Installationsbetrieben durchgeführt werden, die in das Installateurverzeichnis eines Energieversorgerunternehmens (EVU) bzw. Verteilungsnetzbetreibers (VNB) eingetragen sind. Eine Elektrofachkraft (EFK) darf im eingeschränktem fachbezogenen Bereich Bauteile anschließen.

Die Errichtung einer Trinkwasserinstallation und wesentliche Änderungen an diesen dürfen nur von Installationsbetrieben durchgeführt werden, die in das Installateurverzeichnis eines WVU eingetragen sind.

Alle Arbeiten an Gasinstallationen dürfen nur von Vertrags-Installationsunternehmen (VIU) gemäß § 13 der NDAV (Verordnung über Allgemeine Bedingungen für den Netzanschluss und dessen Nutzung für die Gasversorgung in Niederdruck) durchgeführt werden.

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