Schon im Jahre 1824 veröffentlichte Nicolas Carnot Grundsätze über die
Wärmepumpe. Seitdem fand eine stetige Weiterentwicklung statt. Als Wärmepumpe bezeichnet man eine Maschine, die durch technische Arbeit aus der Umgebung thermische Energie zieht und auf ein zu heizendes System als Nutzwärme mit einer höheren Temperatur überträgt. Sie nutzt dabei Verflüssigungs- oder Kondensationswärme: Entweder nimmt die Flüssigkeit Wärme von der Umgebung auf und es findet ein Aggregatzustandswechsel von flüssig zu gasförmig statt, dies wird als Verdunstungswärme bezeichnet. Oder die Wärme wird an die Umgebung abgegeben, so dass ein Wechsel von gasförmig zu flüssig geschieht, was als Verflüssigungswärme bezeichnet wird. Wärmepumpen eignen sich somit sowohl zum Heizen als auch Kühlen, deshalb haben Spezialisten der Kälte- und Klimatechnik, wie Rütgers Kälte Klima. ebenfalls Wärmepumpen in ihrem Programm.
Wärmepumpen kann man u.a. nach der Art des angewandten Verfahrens unterteilen: Kompression, Ad- oder Absorption, Magnetokalorischer oder Peltier-Effekt. Primär finden jedoch die drei Erstgenannten in der Praxis Anwendung. Man kann sie aber ebenso gut hinsichtlich ihrer Kälte- bzw. Wärmequelle unterscheiden: Ab- oder Außenluft, Oberflächen- oder Grundwasser, Ab- oder Erdwärme sowie Abwasserwärmerückgewinnung. Darüber hinaus unterscheiden sie sich in Bezug auf Nutzung: Heizen, Kühlen, Gefrieren und zur Warmwasserbereitung. Bis heute haben sich drei Bauformen durchgesetzt, denen unterschiedliche Verfahren zugrunde liegen.
Bei der
Kompressions-Wärmepumpe wird der physikalische Effekt der Verdunstungswärme genutzt. In einem Kreislauf zirkuliert ein Kältemittel, das zwischen den Aggregatzuständen gasförmig und flüssig wechselt und von einem Kompressor angetrieben wird. Die Absorptions-
Wärmepumpe hingegen die bei einer Mischung von zweier Flüssigkeiten bzw. Gase entstehende Reaktionswärme. Der Lösungsmittel- und Kältemittelkreis sorgen dafür, dass das Lösungsmittel immer wieder im Kältemittel gelöst bzw. ausgetrieben wird. Anders verhält es sich bei der
Adsorptions-Wärmepumpe: Das Kältemittel wird am Adsorbens, einem festen Lösungsmittel, zyklisch ad- bzw. desorbiert.
Wärmepumpen nutzen regenerative Umweltwärme, tragen so zu einer Reduktion der Heizkosten bei und können fast überall installiert werden.
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