Wärmepumpe im DLR_School_Lab Hochschule Zittau/Görlitz
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HSZG
Wärmepumpen sind effizienter als Gasheizungen. Warum? Weil sie die Wärme nicht neu erzeugen, sondern lediglich transportieren. Wärme wird von einem Bereich (dem Boden oder der Außenluft) in einen anderen Bereich (den Innenraum) transportiert. Der Außenbereich kühlt sich dann ab, im Fall einer einfachen Wärmepumpenheizung allerdings kaum messbar, und der Innenraum erwärmt sich. Kühlschränke machen das Gleiche: Auch sie transportieren Wärme – und zwar aus ihrem Innenraum in den Bereich hinter dem Kühlschrank.
Wo geht die Wärme hin?
Infrarotaufnahme eines Kühlschranks im DLR_School_Lab Hochschule Zittau/Görlitz. Gelbe Farben entsprechen hoher Temperatur, dunkelblaue Farben geringer Temperatur.
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Auch der Transport von Wärme verbraucht Energie, aber eben deutlich weniger als die direkte Erzeugung. Und wie funktioniert dieser Transport? Das finden die Schülerinnen und Schüler beim Versuch im DLR_School_Lab Hochschule Zittau/Görlitz heraus. Die Verdunstung einer Flüssigkeit und ihre Kondensation spielen dabei eine wesentliche Rolle. Denn die Verdunstung verbraucht Wärme, die Kondensation liefert Wärme. Die Wärmepumpe muss also nur dafür sorgen, dass eine Flüssigkeit am richtigen Ort verdampft bzw. kondensiert.
Ob eine Flüssigkeit verdampft – darüber entscheidet neben der Temperatur der Druck. Die Regulation des Drucks innerhalb der Wärmepumpe ist deswegen entscheidend. Die Schülerinnen und Schüler können dies an ihrer Versuchs-Wärmepumpe ausgiebig untersuchen.
Wärmepumpen gibt es nun schon eine ganze Zeit lang – warum wird immer noch intensiv daran geforscht? Weil der Transport von Wärme nicht nur für Heizungen und Kühlschränke interessant ist. Bei vielen gewerblichen Anwendungen werden große Mengen an Wärme benötigt, allerdings oft mit höheren Temperaturen als den 70 Grad Celsius im Heizkessel. Gleichzeitig muss an anderer Stelle im Betrieb vielleicht sogar gekühlt werden. Für diese Zwecke brauchen wir neuartige Wärmepumpen.
Wärmepumpe im Betrieb
Infrarotaufnahme einer Wärmepumpe im DLR_School_Lab Hochschule Zittau/Görlitz nach einer Stunde Betrieb. Gelbe Farben (Kompressor und Heizkammer) entsprechen hoher Temperatur, dunkelblaue Farben (Kühlkammer) geringer Temperatur.
