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Was ist eine Wärmepumpe?

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  1. Was ist eine Wärmepumpe?

    Autor: DavidGöhler 26.03.20 - 10:11

    Der Autor schreibt:

    >Eine Wärmepumpe ist ein Gerät, das mit technischer Arbeit thermische Energie aus einem >Reservoir mit niedrigerer Temperatur (in der Regel ist das die Umgebung) aufnimmt und - >zusammen mit der Antriebsenergie - als Nutzwärme auf ein zu beheizendes System mit höherer >Temperatur (Fahrzeugheizung) überträgt.

    Diese Erklärung ist komplex und nutzlos, weil sie mehr Fragen aufwirft, als zu lösen. Wie wäre es hiermit:

    Eine Wärmepumpe entnimmt der Umgebung Wärmeenergie und nutz dazu ein Medium wie Luft oder Wasser. Die Wärme wird dann in einem Wärmetauscher entnommen und das abgekühlte Medium wieder zurückgeführt, auf das es sich wieder erwärmt (durch die Umgebung).

    Beim Wärmetausch wird das Medium oft mit weiterer Energie komprimiert (Kompressor!), um ein Wärmeniveau zu erreichen, das sich nutzen lässt. Je geringer das Wärmeniveau der Umgebung ist, um so mehr Energie muss über den Kompressor in das System einfließen. Wenn die Umgebung sehr kalt ist, kommt quasi alle Energie aus dem Kompressor (was letztlich einer elektrischen Heizung entspricht); wenn die Umgebung sehr warm ist, muss der Kompressor nur wenig Energie aufbringen.

    Eine Wärmepumpe macht vor allem dann Sinn, wenn ein Teilsystem hohe Temperaturen als Abwärme produziert. Dann kann man diese nutzen.

  2. Re: Was ist eine Wärmepumpe?

    Autor: don.redhorse 26.03.20 - 10:44

    Da fehlt aber das Funktionsprinzip. Es funktioniert ja nur mit einem Kältemittel, einem Kompressor und einem Verdampfer und einem Kühler. Das verflüssigte Kältemittel wird komprimiert und durch eine Leitung zum Verdampfer transportiert. Im Verdampfer verdampft das Kältemittel durch Expansion und entzieht der Umgebung Wärme. Es wird wieder abgepumpt, komprimiert, verflüssigt, dabei gibt es die Wärme im Kühler wieder ab und der Kreislauf beginnt von neuem. Das ganze funktioniert als Wärmepumpe, wie auch als Kältemaschine. Deswegen haben (bessere Klimaanlagen) auch einen Wärmepumpen“Modus“ und andersherum kann man einige Wärmepumpen fürs Haus auch zum Kühlen benutzen. Bei den einen heißt der Kühler halt Heizung.
    Wirkungsgrade von 1:3 oder 1:4 sind typisch (1kW elektrische Energie, 3kW Wärme). Genau genommen ist der Betrieb von reinen E-Heizungen mit Heizwiderständen ein Verbrechen...
    Als Kältemittel wurden früher FCKWs verwendet, heute Y123 in Altanlagen, in neueren das brennbare Y1234, teilweise auch CO2. Dazu, in Großanlagen z.b. Ammoniak. In Großanlagen ist es krass zu sehen, dass dicke Leitungen noch dicker isoliert sind, aber die Ventile, Stellglieder etc. mehr oder minder frei liegen, isoliert durch eine Eisschicht.

  3. Re: Was ist eine Wärmepumpe?

    Autor: JouMxyzptlk 26.03.20 - 10:57

    Viel zu viel Text ;).
    TL:DR Gas wird komprimiert, wird wärmer, und gibt diese Wärme ab. Danach wird es dekomprimiert, wird kälter und nimmt Wärme aus der Umgebung auf.

    Reales Beispiel: Eine Wärmepumpe wird in einem Kühlschrank dazu genutzt das innere kühler zu machen und wärmt hinten den Radiator auf. Wenn man den Kühlkreislauf anders aufbaut, oder die Pumpe rückwärts laufen könnte, würde er innen heizen statt kühlen.

  4. Re: Was ist eine Wärmepumpe?

    Autor: metafoo 26.03.20 - 11:58

    Haha, das war auch exakt mein erster Gedanke. Der Autor weiß es schonmal nicht, der hat's nämlich aus Wikipedia kopiert ^^...

  5. Re: Was ist eine Wärmepumpe?

    Autor: Ach 26.03.20 - 17:26

    Leider immer noch recht kompliziert formuliert.

    Noch einfacher ist die Erklärung mit einem PC-Lüfter :]. Im Prinzip stellt schon so ein PC-Lüfter eine Wärmepumpe dar, indem er ein erwärmtes Wärmetransportmedium - in dem Fall die Raumluft - aus dem zu kühlenden PC-Inneren heraus bläst und mit sich im Raum abkühlt habender Luft ersetzt. Man könnte auch sagen, dass der Lüfter die PC-Wärme mit Hilfe der Luft aus dem Gehäuse "pumpt", daher der Begriff "Wärmepumpe".

    Besondere Wärmtransportmedien in Form von Flüssigkeiten oder speziellen Gasen, so wie das Komprimieren von Gasen, bzw. das Überbrücken von Aggregatzuständen eines Mediums, das alles fällt unter : "technische Extras mit denen sich die Wirkung einer Wärmepumpe verstärken lässt". :]

  6. Re: Was ist eine Wärmepumpe?

    Autor: Klausens 26.03.20 - 18:13

    > Im Prinzip stellt schon so ein PC-Lüfter eine Wärmepumpe dar

    Nein

  7. Re: Was ist eine Wärmepumpe?

    Autor: dieser_post_ist_authentisch 26.03.20 - 18:17

    Ach schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Noch einfacher ist die Erklärung mit einem PC-Lüfter :]. Im Prinzip stellt
    > schon so ein PC-Lüfter eine Wärmepumpe dar, indem er ein erwärmtes
    > Wärmetransportmedium - in dem Fall die Raumluft - aus dem zu kühlenden
    > PC-Inneren heraus bläst und mit sich im Raum abkühlt habender Luft ersetzt.
    Nein, ein PC-Lüfter kann man beim besten Willen nicht als Wärmepumpe bezeichnen. Du hast das Prinzip nicht verstanden. Wie würde ich denn mit einem PC-Lüfter das PC-Innere unter die Raumtemperatur kühlen?

  8. Re: Was ist eine Wärmepumpe?

    Autor: Ach 26.03.20 - 19:10

    dieser_post_ist_authentisch schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------

    > Nein, ein PC-Lüfter kann man beim besten Willen nicht als Wärmepumpe bezeichnen. Du hast
    > das Prinzip nicht verstanden. Wie würde ich denn mit einem PC-Lüfter das PC-Innere unter die
    > Raumtemperatur kühlen?

    Na wo genau steht denn geschrieben, dass sich eine Wärmepumpe durch das anheben des Temperaturniveaus definiert als zuallererst durch den plumpen Transport der Wärmeenergie?

  9. Re: Was ist eine Wärmepumpe?

    Autor: norbertgriese 26.03.20 - 20:15

    Du bist auf dem Holzweg, aber sowas von:

    https://de.m.wikipedia.org/wiki/W%C3%A4rmepumpe

    Was du meinst, ist ein Ventilator oder ein Wärmetauscher.

    Norbert

  10. Re: Was ist eine Wärmepumpe?

    Autor: Ach 26.03.20 - 21:18

    Ok, das Ändern des Temperaturniveaus ist tatsächlich Teil der Definition einer Wärmepumpe. :]

    Auf dem Holzweg bin ich trotzdem in keinster Weise, vielmehr fehlt es wohl nicht Wenigen an der Beobachtung, wie nahe eine ganz normale Kreislaufkühlung konstruktiv doch an einer Wärmepumpenkühlung dran ist, in Form eines klitzekleinen (Überdruck-)Ventils an der richtigen Stelle im Kreislauf.

    Aus diesem Grund erklärt sich die Funktion einer Wärmepumpe auch am einfachsten über den Umweg des einfachen und druckneutralen Transport der Wärme durch ein Medium. Dieser Erklärung fügt man dann hinzu, was mit der Wärmemenge eines Gasvolumens passiert, wenn man dieses Volumen komprimiert, bzw. was beim Aggregatzustandswechsel so los ist, und definiert in dem beobachtetem Verhalten die Wärmepumpenfunktion. Als praktische Beispiele eignen sich z.B. Luftpumpe, Kältespray, oder eiswürfelgekühlter Longdrink :].

    PS : Wenn der Zuhörer dir auf die Frage antworten kann, wo im Kreislauf das Überdruckventil platziert sein müsste, um welchen Kühlungs-/Erwärmungseffekt zu erreichen, dann kann man davon ausgehen, dass es "klick" gemacht hat. Übrigens glaube ich kaum, dass sich das Wärmepumpenprinzip in einem einzigen Satz erklären lässt, einfach weil es mindestens zwei physikalische Effekte sind, die in der Wärmepumpe interagieren.



    2 mal bearbeitet, zuletzt am 26.03.20 21:38 durch Ach.

  11. Re: Was ist eine Wärmepumpe?

    Autor: Kaliumpermanganat 27.03.20 - 00:01

    Uff, erklären müssen was ne Wärmepumpe ist...

    Naja, so habe ich mir den typischen itler ungefähr vorgestellt.
    Macht doch Mal ne Serie, wo ihr erklärt was Strom oder ein Verbrennungsmotor ist.

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