Aus dem Facharchiv: Elektropraxis
Kennwerte verstehen und Fehler vermeiden
Große Teile der Bevölkerung diskutieren aktuell über Wärmepumpen, die in Zukunft in großem Umfang u. a. die Beheizung von Wohngebäuden besorgen sollen. Das ist auch für Elektrofachkräfte eine große Chance. Allerdings werden sich viele von ihnen zunächst noch mit der innovativen Technik vertraut machen müssen. Denn spätestens in einem Kundengespräch dürfte die Frage auftauchen, wie eine Wärmepumpe überhaupt funktioniert. Zu beantworten ist möglicherweise auch die Frage, warum es sich wirtschaftlich lohnen könnte, das Wohnhaus mit einer Wärmepumpe zu beheizen. Die ausschlaggebenden Kennwerte sind Leistungszahl und Jahresarbeitszahl.
Viele Bürger werden sich in den vergangenen Monaten im Stillen gefragt haben, was für eine Technik ihnen da in den Medien quasi als die Lösung aller aktuellen Klimafragen angeboten wurde. Eine Wärmepumpe, was soll das sein und wie funktioniert das? Wie der Name schon sagt, pumpt das Gerät Wärme, und zwar von einem niedrigen Temperaturniveau auf ein höheres, zum Beispiel die in der Außenluft enthaltene Wärme mit einer Temperatur von 7 °C auf ein höheres Level von 35 °C. Mit dieser hochgepumpten Wärme lässt sich dann eine Wohnraumbeheizung betreiben.
Und wie funktioniert eine Wärmepumpe? Kunden ohne technische Vorkenntnisse lässt sich die Funktion einer Wärmepumpe leicht anhand des oft gebrauchten Vergleichs mit einem Kühlschrank nahebringen (Bild 1). Dessen Verdampfer, im Inneren des Geräts untergebracht, entzieht dem geschlossenen Kühlraum thermische Energie, womit nutzbare Kälte entsteht. Die entnommene Wärme wird über eine großflächige Lamellenkonstruktion an der Rückseite des Kühlschranks an die Umwelt abgegeben. Nutzte man diese Wärme für Heizzwecke, wäre man schon bei einer Wärmepumpenanlage.
Für Kunden mit technischen Vorkenntnissen käme eine Einführung in die Technik mithilfe der in Bild 2 gezeigten Grafik in Frage. Sie verdeutlicht die Funktion einer Wärmepumpe etwas detaillierter, aber doch übersichtlich: Im linken Bereich ist schematisch ein Wasser- beziehungsweise Solekreislauf dargestellt, der den Wärmequellen – Luft, Erde oder Grundwasser – Wärme relativ niedriger Temperatur entnimmt und zum Verdampfer, einem wichtigen Teil einer Wärmepumpe, transportiert. Im Verdampfer zirkuliert ein Kältemittel, das bei einem bestimmten Druck und einer bestimmten relativ höheren Temperatur seinen Zustand ändert: Es wird gasförmig und entnimmt dabei dem Solekreislauf Wärme (Wärmequelle). Im weiteren Verlauf wird das Kältemittel vom Kompressor angesaugt und komprimiert, wobei es erneut seinen Zustand ändert, nämlich flüssig wird und im Kondensator (Verflüssiger) seine Wärme an einen dritten Kreislauf, nämlich an das Heizungsnetz (Wärmesenke) abgibt. Der Kältemittelkreislauf mit dem – unter relativ hohem Druck stehenden – heißen flüssigen Kältemittel schließt sich am Expansionsventil, wo es entspannt wird und erneut verdampft.
Aus den Antworten wird eines besonders deutlich: Wärmepumpen entziehen der Umwelt kostenfreie thermische Energie und geben sie an ein Heizsystem ab, ohne fossile Energieträger zu verbrennen und damit ohne CO2 auszustoßen. Es gibt hier also zwei Gewinner: der Betreiber der Wärmepumpe und das Klima. Doch während der Gewinn für das Klima eindeutig ist, liegt die Sache beim Käufer einer Wärmepumpe beziehungsweise Wärmepumpenanlage etwas anders. Schließlich kommen auf ihn Investitionskosten zu, die in der Regel gegenüber denen einer konventionellen Heizung, eines Gas-Brennwertkessels beispielsweise, um Etliches höher sein können.
Es sollte also für den Bauherrn einen finanziellen Vorteil geben, wenn er sich für ein Wärmepumpensystem als Heizungsanlage für sein Ein- oder Zweifamilienhaus entscheiden soll. Vor dem Kauf wird sich der Bauherr deshalb vom Händler oder Handwerker vorrechnen lassen, ob und wann sich seine Anschaffung bezahlt macht. Kenngrößen, mit der in Verkaufs- und Beratungsgesprächen häufig argumentiert wird, sind die Leistungszahl und die Arbeitszahl.
Autor: Wilhelm Wilming
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