34 Die Wärmepumpe (heat pump): Mit einer Wärmepumpe (Abb.19.3) ist es möglich, eine große Menge Wasser oder Luft geringfügig abzukühlen und die dabei bereitgestellte Wärmeenergie z. B. für die Warmwasserversorgung oder für eine Heizung zu verwenden. Die Wärmepumpe entzieht also einem kälteren Körper Wärmeenergie und bringt mit dieser einen bereits wärmeren Körper auf eine noch höhere Temperatur. Sie benötigt dazu allerdings auch elektrische Energie. Die Wirtschaftlichkeit der Wärmepumpe liegt darin, dass für die Bereitstellung einer bestimmten Wärmeenergie nur etwa ein Drittel davon an elektrischer Energie benötigt wird (Abb. 19.4). Braucht man z. B. für das Heizen eines Raumes an einem Tag mit einem elektrischen Heizkörper 12 kWh, so genügen beim Heizen mit einer Wärmepumpe 3–4 kWh, um auf die gleiche Raumtemperatur zu kommen. Eine Wärmepumpe arbeitet im Wesentlichen so wie ein Kühlschrank, bei dem Innen- und Außenraum vertauscht sind (Abb. 19.5). Mit dem Verdampfer wird über einen Wärmetauscher der Außenluft, dem Grundwasser oder dem Erdboden Wärmeenergie entzogen. Diese treten also an die Stelle der Lebensmittel im Kühlschrank. Im Verflüssiger (Kondensator) der Wärmepumpe wird die gewonnene Wärmeenergie meistens an das Wasser eines Warmwasserspeichers abgegeben. Beim Kühlschrank wird beim gleichen Vorgang die Wärmeenergie an die Außenluft abgegeben. Durch den Entzug von Wärmeenergie dürfen Grundwasser und Erdboden allerdings nicht so weit abgekühlt werden, dass ökologisch nachteilige Folgen auftreten. In der Luft, im Grundwasser und im Erdboden stehen große Mengen an Wärmeenergie zur Verfügung. Könnte man z. B. die Weltmeere um 1 °C abkühlen, so würde die dabei gewonnene Wärmeenergie den Energiebedarf der Menschheit für mehrere tausend Jahre decken. Allerdings kann man die Wärmeenergie auf einem so niedrigen Temperaturniveau nicht direkt für Heizzwecke verwenden. Du bist dran – zeige deine Kompetenz: 19.1 Begründe, warum ein Kühlschrank nicht luftdicht eingebaut werden darf. 19.2 Bestimme mit einem geeigneten Thermometer bei dir zu Hause die Temperatur im Kühlschrank bzw. in der Tiefkühltruhe. (Verschließe die Türe während der Messung.) 19.3 Warum vereisen ältere Kühlschränke allmählich? 19.3 Wärmepumpe 19.4 Energiebilanz einer Wärmepumpe. Um das Heizen mit fossilen Brennstoffen stark einzuschränken, gewinnt der Einsatz von Wärmepumpen immer mehr an Bedeutung. Energieabgabe an das Brauchwasser oder an die Heizung Wärmepumpe Energie bedarf des Kompressor - Energieaufnahme aus dem Wärmereservoir (zB Luft, Grundwasser) Energiebedarf des Kompressors 19.5 Prinzip einer Wärmepumpe 50 °C 40 °C 1 °C Verdichten Kondensieren Drosselventil niedriger Druck hoher Druck Erdwärme Entspannen Verdampfen In einem Kühlschrank oder einer Gefriertruhe wird durch Verdampfen eines Kühlmittels den eingelagerten Lebensmitteln Wärme entzogen. Eine Wärmepumpe entzieht der Luft, dem Grundwasser oder dem Erdboden Wärmeenergie und gibt diese an einen auf höherer Temperatur befindlichen Körper weiter. Nur zu Prüfzw cken – Eigentum des Verlags öbv
RkJQdWJsaXNoZXIy ODE3MDE=