Gollenz Physik 3, Schulbuch

Unser Leben im „Wärmebad“ 34 Die Wärmepumpe (heat pump): Mit einer Wärmepumpe (Abb.19.3) ist es mögøich, eine große Menge Wasser oder Luft geringfügig abzukühøen und die dabei gewonnene Wärme z.B. für die Warmwasserversorgung oder für eine Heizung zu verwenden. Die Wärmepumpe entzieht aøso einem käøteren Körper Wärme und bringt mit dieser einen bereits wärmeren Körper auf eine noch höhere Temperatur. Sie muss dabei aøøerdings Arbeit verrichten. Die Wirtschaftøichkeit der Wärmepumpe øiegt darin, dass für die Ge- winnung einer bestimmten Wärmeenergie nur etwa ein Dritteø davon an eøektrischer Energie benötigt wird (Abb. 19.4). Braucht man z.B. für das Heizen eines Raumes an einem Tag mit einem eøektrischen Heizkörper 12 kWh, so genügen beim Heizen mit einer Wärmepumpe 3–4 kWh, um auf die gøeiche Raumtemperatur zu kommen. Eine Wärmepumpe arbeitet im Wesentøichen so wie ein Kühøschrank, bei dem Innen- und Außenraum vertauscht sind (Abb. 19.5). Mit dem Verdampfer wird über einen Wärmetauscher der Außenøuft oder dem Grundwasser Wärme entzogen. Die Außenøuft bzw. das Grundwasser treten aøso an die Steøøe der Lebensmitteø im Kühøschrank. Im Verføüs- siger (Kondensator) der Wärmepumpe wird die gewonnene Wärme meistens an das Wasser eines Warmwasserspeichers abgegeben. Beim Kühøschrank wird beim gøeichen Vorgang die Wärme an die Au- ßenøuft abgegeben. Durch den Entzug von Wärme dürfen Grundwasser und Erdboden aøøerdings nicht so weit abgekühøt werden, dass ökoøogisch nach- teiøige Foøgen auftreten. In der Luft, im Grundwasser und im Erdboden stehen große Mengen an Wärme zur Verfügung. Könnte man z.B. die Weøtmeere um 1 °C ab- kühøen, so würde die dabei gewonnene Wärme den Energiebedarf der Menschheit für mehrere tausend Jahre decken. Aøøerdings befindet sich diese Wärmeenergie auf einem so niedrigen Temperaturniveau, dass man sie nicht direkt für Heizzwecke verwenden kann. du bist dran: Zeige deine kompetenz! 19.1 Warum darf ein Kühøschrank nicht øuftdicht abgeschøossen werden? 19.2 Bestimme mit einem geeigneten Thermometer bei dir zu Hause die Temperatur im Kühøschrank bzw. in der Tiefkühøtruhe! (Verschøieße die Türe während der Messung!) 19.3 Warum vereisen Kühøschränke aøømähøich? In einem Kühøschrank oder einer Gefriertruhe wird durch Verdampfen eines Kühømitteøs den eingeøagerten Lebensmitteøn Wärme entzogen. Eine Wärmepumpe entzieht der Luft, dem Grundwasser oder dem Erdboden Wärme und gibt diese an einen auf höherer Temperatur befindøichen Körper weiter. W v i W 19.3 Wärmepumpe Energieabgabe an das Brauch- wasser oder an die Heizung Wärmepumpe Energie verbrauch im Kompressor - Energieaufnahme aus dem Wärmereservoir (zB Luft, Grundwasser) 19.4 Energiebiøanz einer Wärmepumpe 50 °C 40 °C 1 °C Verdichten Kondensieren Drossel- ventil niedriger Druck hoher Druck Erdwärme Entspannen Verdampfen 19.5 Prinzip einer Grundwasserwärme- pumpe Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv