Eine Absorptionswärmepumpe nutzt Erdgas, um effizient Wärme zu erzeugen. Sie arbeitet ohne mechanische Energie und eignet sich zum Heizen und Kühlen. Lernen Sie in diesem Artikel die Funktionsweise, Vorteile und Anwendungsbereiche dieser Technologie kennen.
Absorptionswärmepumpen nutzen verschiedene Wärmequellen wie Luft, Erdreich und Wasser und bieten eine effiziente Heiz- und Kühlmöglichkeit, besonders in gut gedämmten Gebäuden.
Der Betrieb erfolgt durch einen vierstufigen Prozess: Verdampfen, Absorption, Austreiben und Wärmeübertragung, wodurch eine hohe Effizienz und Flexibilität gewährleistet wird.
Trotz der höheren Anschaffungskosten gibt es Fördermöglichkeiten, die die Investition in Absorptionswärmepumpen wirtschaftlich attraktiv machen.
Eine Absorptionswärmepumpe ist eine spezielle Art der Wärmepumpe, die zur Erhöhung des Temperaturniveaus auf Wärmequellen setzt – anstelle von mechanischer Energie, wie sie bei Kompressionswärmepumpen genutzt wird. Dieser Unterschied macht sie besonders effizient, da der Energieaufwand zur Druckerhöhung geringer ist und lediglich eine Pumpe benötigt wird. Bei der Absorptionswärmepumpe durchläuft das Kältemittel einen geschlossenen Kreislauf, der durch verschiedene Phasen der Verdampfung, Absorption, Desorption und Kondensation gekennzeichnet ist.
Im Kern arbeiten Absorptionswärmepumpen stets mit einem Arbeitsstoffpaar, wobei eines als Kältemittel und das andere als Lösungsmittel dient. Ein häufig verwendetes Paar ist Wasser und Lithiumbromid, wobei Wasser als Kältemittel fungiert. Die Leistungszahl (COP) einer Absorptionswärmepumpe kann über 1 liegen, was bedeutet, dass sie in der Lage ist, mehr nutzbare Wärme zu erzeugen, als die eingesetzte Antriebswärme.
Eine Gaswärmepumpe, auch als Gas-Absorptionswärmepumpe bekannt, nutzt durch die Kombination von Erdgas und Umweltwärme Wärmeenergie. Diese Technik macht sie besonders effizient bei geringen Temperaturdifferenzen und somit ideal für den Einsatz in verschiedenen Heizsystemen. Dank ihrer Fähigkeit, sowohl zum Heizen als auch zum Kühlen genutzt zu werden, stellt die Gaswärmepumpe eine vielseitige Lösung dar, die sowohl in Neubauten als auch in gut gedämmten Altbauten Anwendung finden kann.
Die Funktionsweise einer Absorptionswärmepumpe basiert auf einer vierstufigen Funktion:
Verdampfen
Absorption
Austreiben
Wärmeübertragung
Jeder dieser Schritte spielt eine entscheidende Rolle im Gesamtprozess und trägt zur Effizienz und Funktionalität der Wärmepumpe bei. Der Prozess beginnt mit dem Verdampfen des Kältemittels, gefolgt von dessen Absorption durch ein Sorptionsmittel. Anschließend wird das Kältemittel ausgetrieben und die gewonnene Wärme auf das Heizsystem übertragen.
Dieser komplexe Kreislauf ermöglicht es der Absorptionswärmepumpe, eine Vielzahl von Wärmequellen zu nutzen, einschließlich Luft, Erdreich und Wasser. Durch die Nutzung von Umweltwärme kann die Absorptionswärmepumpe effizienter arbeiten und gleichzeitig die Heizkosten senken. Lassen Sie uns nun jeden dieser Schritte im Detail betrachten.
Im ersten Schritt des Prozesses wird das Kältemittel im Verdampfer durch Aufnahme von Wärme aus der Umgebung erhitzt und verwandelt sich von einem flüssigen in einen gasförmigen Zustand. Diese Wärme kann aus verschiedenen Umweltquellen stammen, wie beispielsweise Luft, Wasser oder Erdreich. Der Verdampfer spielt hierbei eine entscheidende Rolle, da er die notwendige Energie liefert, um das Kältemittel zu verdampfen und den Kreislauf in Gang zu setzen.
Dieser Prozess der Verdampfung ist entscheidend, da er die Grundlage für die nachfolgenden Schritte bildet. Ohne die Umwandlung des Kältemittels in einen gasförmigen Zustand wäre die Absorption durch das Sorptionsmittel nicht möglich. Somit stellt dieser erste Schritt der Verdichtung sicher, dass der gesamte Kreislauf reibungslos funktioniert und die Wärmepumpe effizient arbeiten kann.
Im zweiten Schritt wird das gasförmige Kältemittel vom Sorptionsmittel im Absorber aufgenommen. Dieser Prozess der Absorption ist ein wesentlicher Bestandteil der Funktionsweise der Absorptionswärmepumpe, da er den Druck im System senkt und die Effizienz steigert.
Die entstandene Lösung ermöglicht es, die aufgenommene Wärmeenergie weiter zu nutzen und den nächsten Schritt des Prozesses vorzubereiten.
Um das Kältemittel vom Sorptionsmittel zu trennen, wird im dritten Schritt ein Gasbrenner eingesetzt, der die Temperatur erhöht. Der Erdgasbrenner erhitzt das Kältemittel, wodurch der Druck und die Temperatur steigen und das Kältemittel sich von der Lösung trennt und gasförmig wird.
Dieser Schritt ist entscheidend, um das Kältemittel wieder in seinen ursprünglichen Zustand zu versetzen und den Kreislauf fortzusetzen.
Im letzten Schritt des Prozesses strömt das Kältemittel zum Verflüssiger, wo es die aufgenommene Wärme an das Heizsystem abgibt und sich wieder verflüssigt. Die entstandene Wärme wird an das Heizsystem weitergeleitet, während das Kältemittel durch ein spezielles Ventil wieder in seinen ursprünglichen Zustand versetzt wird, um den Kreislauf erneut zu starten.
Dieser kontinuierliche Kreislauf ermöglicht eine effiziente Nutzung der Wärmeenergie und sorgt für eine konstante Wärmeversorgung.
Absorptionswärmepumpen finden in einer Vielzahl von Einsatzgebieten Anwendung und bieten flexible Lösungen für unterschiedliche Anforderungen. Sie werden häufig in kleinen und mittleren Industrieanlagen eingesetzt und eignen sich sowohl für neue als auch für alte Gebäude. Besonders geeignet sind sie für:
Einfamilienhäuser
Mehrfamilienhäuser
Schwimmbäder
Hotels
Krankenhäuser
Bürokomplexe
Gas-Wärmepumpen sind besonders gut für Neubauten und gut gedämmte Altbauten geeignet und können Abwärme aus industriellen Prozessen effizient nutzen. Lassen Sie uns die spezifischen Einsatzmöglichkeiten der Absorptionswärmepumpe näher betrachten.
Die Absorptionswärmepumpe wird hauptsächlich im Leistungsbereich bis 40 kW eingesetzt und kann in Niedertemperatursysteme wie Fußbodenheizungen und traditionelle Heizkörper bis 70 °C integriert werden. Sie kann problemlos in bestehende Heizsysteme integriert werden und ist besonders in gut gedämmten Altbauten umsetzbar. Eine Gas-Wärmepumpe eignet sich nicht nur zum Heizen, sondern auch zur Warmwasserbereitung und bietet somit eine vielseitige Lösung für unterschiedliche Anforderungen.
Für die Klimatisierung stehen sowohl Gasmotor-Wärmepumpen als auch Absorptions-Wärmepumpen zur Verfügung, die eine effiziente Kühlung ermöglichen. Diese Flexibilität macht Absorptionswärmepumpen zu einer attraktiven Option für verschiedene Gebäudetypen und Anwendungen, von Wohnhäusern bis hin zu kommerziellen Gebäuden.
Absorptionswärmepumpen und Gas-Absorptionswärmepumpen bieten eine effektive Lösung für die Warmwasserbereitung in Wohn- und Geschäftsräumen. Durch ihre hohe Effizienz und die Möglichkeit, sowohl Erdgas als auch Umweltwärme zu nutzen, können sie eine konstante und zuverlässige Warmwasserversorgung gewährleisten.
Dies macht sie zu einer idealen Wahl für Haushalte und Unternehmen, die auf eine nachhaltige und kosteneffiziente Warmwasserbereitung Wert legen.
Absorptionswärmepumpen sind in der Lage, eine Vielzahl von Energiequellen zu nutzen, was ihre Flexibilität und Effizienz erhöht. Zu den Hauptquellen gehören Umweltenergiequellen wie Luft, Erdreich und Wasser. Darüber hinaus können auch Solarwärme, Abwärme und Biomasse als Wärmequellen genutzt werden, was die Effizienz der Absorptionswärmepumpen weiter steigert.
Die Nutzung von Abwärme ermöglicht eine Wärmerückgewinnung und senkt den Energieverbrauch, während Biomasse organische Stoffe wie Holzpellets umfasst, die durch Verbrennung Wärme erzeugen. Lassen Sie uns die spezifischen Energiequellen im Detail betrachten.
Die Nutzung von Luft als Wärmequelle für Absorptionswärmepumpen kann herausfordernd sein, insbesondere während der Heizperiode, wenn die Temperaturen niedrig sind.
Dennoch bietet sie eine zugängliche und weit verbreitete Wärmequelle, die durch die exotherme Reaktion bei der Absorption des Kältemitteldampfes durch das Lösungsmittel effizient genutzt werden kann.
Zur Erschließung der Wärmequelle Erdreich werden Sondenbohrungen oder Flachkollektoren eingesetzt. Ein Vorteil der Gas-Wärmepumpen ist, dass sie weniger tiefere Bohrungen im Erdreich benötigen und die Kollektorfläche für Sonnenwärme kleiner ist.
Dies macht die Nutzung des Erdreichs besonders effizient und nachhaltig, obwohl Herausforderungen wie Größe, Komplexität und höhere Anschaffungskosten bestehen.
Grundwasser ist eine der effektivsten Wärmequellen für Absorptionswärmepumpen, da es tendenziell die höchsten Temperaturen aufweist. Diese hohe Temperatur ermöglicht eine effiziente Wärmeübertragung und macht Wasser zu einer bevorzugten Wahl für viele Anwendungen.
Die Nutzung von Wasser als Wärmequelle trägt zur Effizienz und Nachhaltigkeit der Absorptionswärmepumpen bei.
Wie jede Technologie hat auch die Absorptionswärmepumpe ihre Vor- und Nachteile.
Zu den Vorteilen gehören:
Die hohe Effizienz.
Die Möglichkeit, Erdgas nahezu vollständig im Heizprozess zu nutzen.
Die Schonung von Ressourcen, da sie ohne Strom betrieben werden können.
Die Einspeisung der Abwärme des Betriebs ins Heizsystem.
Auf der anderen Seite gibt es jedoch auch einige Nachteile, wie höhere Anschaffungskosten und die Notwendigkeit einer sorgfältigen Installation.
Ein großer Vorteil der Absorptionswärmepumpen liegt in ihrer Effizienz. Sie nutzen Erdgas nahezu vollständig im Heizprozess, was zu einer besseren Effizienz im Vergleich zu elektrischen Wärmepumpen führt. Die Wärmeproduktion einer Gaswärmepumpe beträgt 1,2 bis 1,6 kWh Wärme pro kWh Erdgas. Dies führt zu einer erheblichen Reduktion der CO₂-Emissionen um 20 bis 30 % im Vergleich zur Erdgas-Brennwerttechnik. Diese Technik kann also bis zu 25 % weniger CO₂-Emissionen im Vergleich zu herkömmlichen Gasbrennwertheizungen verursachen.
Ein weiterer Vorteil ist der geräuscharme Betrieb, der zu einem angenehmen Wohnklima beiträgt. Aufgrund der geringen Anzahl mechanisch bewegter Teile ist der Wartungsaufwand gering, was zu zusätzlichen Kosteneinsparungen führt.
Die Flexibilität der Gaswärmepumpen, sowohl effiziente Heiz- als auch Kühlmöglichkeiten zu bieten, macht sie zu einer attraktiven Option für viele Anwender. Diese Vorteile tragen dazu bei, dass die Nutzung von Gaswärmepumpen sowohl umweltfreundlicher als auch kosteneffizienter ist.
Allerdings gibt es auch einige Nachteile, die bei der Nutzung von Absorptionswärmepumpen berücksichtigt werden müssen. Zu den Hauptnachteilen zählen die höheren Anschaffungskosten, die aufgrund zusätzlicher Komponenten wie Absorber und Desorber sowie spezieller Materialien anfallen. Diese höheren Kosten sind auch auf die Größe und Komplexität der Absorptionswärmepumpen zurückzuführen, die mehr Platz benötigen als Kompressionswärmepumpen.
Darüber hinaus erfordert die Wartung von Absorptionswärmepumpen eine sorgfältige Standortwahl sowie regelmäßige Wartung, was zusätzlichen Aufwand bedeutet. Eine fachgerechte Installation und Schulung des Betriebspersonals sind ebenfalls wichtige Anforderungen, um die Effizienz und Langlebigkeit der Wärmepumpe zu gewährleisten.
Trotz dieser Nachteile überwiegen in vielen Fällen die Vorteile, insbesondere im Hinblick auf Effizienz und Umweltfreundlichkeit.
Die Anschaffungskosten für eine Absorptionswärmepumpe können je nach Modell und Leistung variieren. Sie liegen in der Regel zwischen 18.000 und 42.000 €. Die Installationskosten betragen zusätzlich zwischen 6.000 und 10.000 €.
Trotz der hohen Anschaffungskosten gibt es verschiedene Förderprogramme, die Hausbesitzern helfen können, die Investitionskosten zu senken. Zuschüsse von bis zu 35 % der förderfähigen Kosten sind möglich, und eine Austauschprämie von 10 % wird beim Tausch einer Ölheizung gegen eine Absorptionswärmepumpe gewährt.
Die Gesamtinvestitionskosten für eine gasbetriebene Wärmepumpe betragen zwischen 20.000 und 30.000 €. Eine Gas-Absorptionswärmepumpe für ein Einfamilienhaus hat Kosten von etwa 15.000 €. Diese Investition ist wichtig für eine effiziente Heizlösung. Diese Kosten beinhalten die Anschaffung der Wärmepumpe selbst sowie die Installation und den Gasanschluss.
Trotz dieser hohen Kosten können die langfristigen Einsparungen bei den Heizkosten und die verfügbaren Förderungen die Investition lohnenswert machen.
Seit 2009 sind Absorptionswärmepumpen marktreif und es gibt eine Vielzahl etablierter Hersteller, die zuverlässige und effiziente Lösungen anbieten. Zu den bekanntesten Anbietern zählen Viessmann und Robur, die jeweils innovative Produkte im Bereich der Gas-Absorptionswärmepumpen anbieten.
Viessmanns Vitosorp 200-F kombiniert beispielsweise einen Brennwertkessel mit einem Zeolith-Wärmepumpenmodul, um die Effizienz zu steigern. Diese Hersteller bieten eine breite Palette an Modellen, die verschiedene Anforderungen und Leistungsbereiche abdecken.
Absorptionswärmepumpen bieten eine effiziente und umweltfreundliche Möglichkeit, sowohl Wärme als auch Kälte zu erzeugen. Sie nutzen Erdgas und Umweltwärme, um eine hohe Effizienz zu erreichen und gleichzeitig die CO₂-Emissionen zu reduzieren. Die Flexibilität bei der Wahl der Wärmequellen und die Möglichkeit, sowohl zum Heizen als auch zur Warmwasserbereitung und Kühlung eingesetzt zu werden, machen sie zu einer vielseitigen Lösung für verschiedene Anwendungen.
Obwohl die Anschaffungskosten und die Komplexität der Installation höher sind als bei anderen Wärmepumpenarten, überwiegen die langfristigen Vorteile. Die verfügbaren Förderprogramme tragen ebenfalls dazu bei, die Investitionskosten zu senken. Insgesamt stellt die Absorptionswärmepumpe eine zukunftsweisende Technologie dar, die sowohl ökologisch als auch ökonomisch sinnvoll ist. Wenn Sie auf der Suche nach einer effizienten und nachhaltigen Heiz- und Kühllösung sind, könnte die Absorptionswärmepumpe die richtige Wahl für Sie sein.
Der wesentliche Unterschied liegt in der Art der Energiequelle: Eine Absorptionswärmepumpe verwendet Wärmequellen zur Temperaturniveauerhöhung, während eine Kompressionswärmepumpe mechanische Energie nutzt. Daher sind die Betriebsweisen und Anwendungen dieser beiden Systeme unterschiedlich.
Eine Gas-Absorptionswärmepumpe bietet hohe Effizienz, Umweltfreundlichkeit, geräuscharmen Betrieb und niedrigen Wartungsaufwand. Diese Eigenschaften machen sie zu einer attraktiven Heizlösung.
Absorptionswärmepumpen können verschiedene Energiequellen wie Luft, Erdreich, Wasser, Solarwärme, Abwärme und Biomasse nutzen. Diese Vielfalt ermöglicht eine flexible und umweltfreundliche Wärmeversorgung.
Die Anschaffungskosten für eine Gas-Absorptionswärmepumpe liegen typischerweise zwischen 18.000 und 42.000 €, je nach Modell und Leistung. Dies ist eine wichtige Investition, die sorgfältig abgewogen werden sollte.
Für die Installation von Absorptionswärmepumpen gibt es Zuschüsse von bis zu 35 % der förderfähigen Kosten sowie eine Austauschprämie von zehn % beim Austausch einer Ölheizung. Nutzen Sie diese Förderungen, um Ihre Investition zu optimieren.
