Modul 4 (Wärmepumpen)

Energiequellen, Wärmepumpenprozess, Kältemittel, Bauteile einer Wärmepumpe usw.

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Sandro Zbinden

Lernen

Sandro Zbinden

Über diese Lernkartei

Diese Lernkarten vertiefen Funktionsweise, Komponenten und Betriebsarten von Wärmepumpen, insbesondere Luft/Wasser- und Sole/Wasser-Systeme. Sie erklären Kältemittelkreislauf, Verdichtertypen, Leistungsregelung und Einbindung ins Heizsystem, inklusive Pufferspeicher und Regelungstechnik. Ideal für Lernende in der Berufslehre, die technische Grundlagen und Praxiswissen zur effizienten Wärmepumpenplanung und -wartung erwerben möchten.

Karten

Lernende

Sprache

Deutsch

Kategorie

Technik

Stufe

Berufslehre

Erstellt / Aktualisiert

27.11.2017 / 13.04.2026

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Was ist zu beachten bei aussen Aufgestellten Luft/Wasser WP?

Abstand zu den anderen Häusern

Schlafzimmer in der Richtung vermeiden

Das sie nicht eingeklemmt ist.

Was ist zu beachten bei innen Aufgestellten Luft/Wasser WP?

Das die Aussenluftfassung horizontal angeordnet werden.

Wie gross sollte die Spreizung beim Sekundärkreis der Wärmepumpe betragen und wieso?

Zwischen 5 und 10K.

Damit wird erreicht, dass der Verflüssiger mit einer effizienten mittleren Verflüssigungstemperatur betrieben werden kann.

Nennen Sie die zwei verschiedenen Betriebsarten die beim Trinkwasserbetrieb eingesetzt werden!

- Boilervorrangschaltung mit Nachladung (während der Ladezeit wird der Heizbetrieb gesperrt).

- Parallelbetrieb (Sperrzeiten müssen beachtet werden)

Nennen sie 4 Vorschläge wie eine WP in das Heizsystem eingbunden werden kann!

- Mit Pufferspeicher oder ohne Pufferspeicher

- Pufferspeicher in Serie oder parallel geschalten

- Monovalente oder bivalente Wärmeerzeugung

- Mit oder ohne Regulierung der Vorlauftemperatur Heizkreis.

Wann ist ein Pufferspeicher nicht notwendig? Nennen sie 3 Beispiele!

- Wenn nur 1 Heizkreis vorhanden ist

- Die Vorlauftemperatur der Heizung gleich der Vorlauftemperatur der WP sein darf.

- Die Leistung der WP jederzeit während Mindestlaufzeit an das Heizsystem abgegeben werden kann.

Kältemittel (Verboten) Ozonschädlichkeit

R12 R22

Erlaubte Kältemittel (ohne Einschränkungen)

Natürliche Kältemittel

Welchem natürlichen Kältemittel gibt es?

Zum Beispiel:

- Propan R290 C3H8 (brennbar)

- Ammoniak

- CO2

Ab welche tiefe hat es im Erdreich eine konstante Temperatur?

Ab zwei Meter hat es eine Temperatur zwischen 7 c°- 13c°

Bevor an einem Standort eine Grundwassernutzung in Erwägung gezogen wird, muss geprüft werden ob eine Grundwasserentnahme am vorgesehenen Standort.

- Aus Sicht des Gewässerschutzes nicht verboten ist.

- Überhaupt die Wahrscheinlichkeit für Grundwasser vorhanden ist.

- Grundwasser ausreichender Menge vorhanden ist (Pumpversuch zwingend)

WP Luft/Wasser -Wärmetauscher hat ein grosses Luftvolumen wie viel in etwa?

3000-4500m3/h (je nach Leistung)

Was ist einen Summenhäufigkeitsdiagramme?

Dieses Diagramm erlaubt sowie die Ortsbezogenen Abschätzung der benötigten Wärmemenge pro Jahr, als auch die Abschätzung der Betriebsstunden je Temperaturbereich.

Was ist eine Monovalente Betriebsweisse?

Die WP deckt als alleiniger Wärmeerzeuger die gesamte Heizlast des Gebäudes und der Warmwasserbereitung ab.

Was ist eine Bivalente Betriebsweisse?

Neben der WP ist ein zweiter Wärmeerzeuger notwendig, dieser stellt entweder einen Teil der Wärmeleistung oder der erforderlichen höheren Systemtemperatur bereit.

Auf was sollte man bei der Auslegung der Heizfläche achten?

Das eine Absenkung der Vorlauftemp. um 1K kann den COP um bis zu 2,5% verbessern.

Welche Volauftemperatur kann mit einem herkömmlichen Kältemitel erreicht werden

55-65°C

Wann treten Hochdruckstörungen auf?

Wenn die Wärme nicht abgegeben werden kann.

Welche Temp. muss erreicht werden um den hygienischen Anforderungen eines TWW Speichers zu erfüllen

60°C

Wieso werden Angaben gemacht über Einschaltzeiten oder max. Anläufe pro Zeit

Dass der Verdichter Störungsfrei betrieben werden kann.

Welche Eigenschaften sollte ein geeignetes Kältemittel erfülle?

Tastatur-Befehle:

= drehen,

= vor-/rückwärts,

= scrollen

Möglichst niedrigen Siedepunkt
Ein kleines Dampfvolumen
Hohe volumenbezogene Kälteleistung
Es darf keine Bauteile oder Schmierstoffe angreifen
Es sollte möglichst ungiftig sein
Nicht explosiv
Nicht brennbar

Was bedeutet ODP und GWP

Tastatur-Befehle:

= drehen,

= vor-/rückwärts,

= scrollen

ODP = Ozone deplation potential

GWP = Global warming potential

Was bedeutet Halogiert?

Tastatur-Befehle:

= drehen,

= vor-/rückwärts,

= scrollen

Halogiert bedeutet, dass in dem Molekühl neben Kohlenstoff sogenannte Halogene, also Fluor, Clor , Brom oder Jod enthalten sind.

Welche Sicherheitseinruchtungen werden auf der Hoch- und Niederdrucksseite eingebaut?

Tastatur-Befehle:

= drehen,

= vor-/rückwärts,

= scrollen

Es wird auf beiden Seiten je ein Pressostat eingebaut.
Magnetventil um den Kältestrom abzusperren, wenn der Verdichter ausgeschalten wird
Elektrische Motorschutzeinrichtungen
Herstellerspezifische Komponenten

Was bedeutet EVI

Tastatur-Befehle:

= drehen,

= vor-/rückwärts,

= scrollen

Enhanced Vapourized Injection

Welche Regelung ist die mitbenutze bei den Verdichtern?

Tastatur-Befehle:

= drehen,

= vor-/rückwärts,

= scrollen

Leistungsregelung des Verdichters mit Inverter Technologie (Drehzahlregelung mit Frequenzumformer)

Was bewirkt ein EVI

Tastatur-Befehle:

= drehen,

= vor-/rückwärts,

= scrollen

Es kühlt den verdichteten Kältemitteldampf so können höhere Temperaturen am Vorlauf erreicht werden. Durch das kann so auch bei niedriger Wärmequellentemperatur eine Vorlauftemperatur von 65°C erreicht werden. (am häufigsten zu Treffen bei Luft-Wasser WP.)

Welche Aufgabe hat das Expansionsventil?

Tastatur-Befehle:

= drehen,

= vor-/rückwärts,

= scrollen

Das Expansionsventil hat im Wärmepumpenkreislauf die Aufgabe, nach der Übergabe der Wärme an das Heizsystem das flüssige, aber noch unter hohem Druck stehende Kältemittel zu entspannen.

Wo ist der Betriebspunkt?

Tastatur-Befehle:

= drehen,

= vor-/rückwärts,

= scrollen

Der Betriebspunkt ist die Vorlauf Temperatur und die Eintritts Temperatur von der Wärmequelle (Luft, Wasser, Sole)

Was ist der COP?

Tastatur-Befehle:

= drehen,

= vor-/rückwärts,

= scrollen

Der COP gibt das Verhältnis der Wärmeleistung zur Leistungsaufnahme bei eine Betriebspunkt

Was ist das wichtigste bei einem Verdichter?

Dass er nur 100% gasförmiges Kältemittel verdichtet sonst nimmt er schaden

Nenne 3 Verdichter Typen

-Scroll-Verdichter

-Rollkolben-Verdichter

-Hubkolben-Verdichter

-Schrauben-Verdichter

Warum eignet sich Grundwasser besser als Oberflächenwasser für eine Wärmepumpe?

Grundwasser hält eine konstantere Temperatur. Selbst an kalten Tagen hält sich diese zwischen 7 und 12 °C.

Warum muss Grundwasser die Grenzwerte des WP-Herstellers einhalten?

Plattenwärmetauscher innerhalb der WP reagieren empfindlich auf schwankende Wasserqualität.

Bis zu welcher Temp. Kann eine moderne Luft/Wasser WP Heizwärme erzeugen?

-20°C

Welche Faktoren sind bei einer WP abhängig von der Aussentemp. ?

Wärmequellen und Wärmenutzung

In der Fachliteratur wird thermodynamischen Systeme für Energie normal die Einheit KJ verwendet

1Ws = 1J

1Wh = 3600J

1KWh = 3600KJ

Welche zwei Physikalische Bestandteil sind bei einer WP eingesetzt.

Verflüssigen und Verdampfen sind die Zwei zentrale Prozesse, die in einer WP stattfinden.

Wieviel Energiemenge von 1kg benötigt es bis zum Siedepunkt zu erwärmen.

Um 1 Liter Wasser von 0°C auf 100°C zu erhitzen benötigt 166Wh/kg,

weitere 627Wh sin nötig, um das Wasser vollständig zu verdampfen.

(Sattdampf-Punkt).

Das Grundprinzip eines Kältekreises.

Das Grundprinzip der WP ist es, Wärme durch Verdampfung bei relativ niedriger Temperatur aufzunehmen und auf einem höheren Temperaturniveau durch Kondensation wieder abzugeben.

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Was ist eine Bivalente Betriebsweisse?

Neben der WP ist ein zweiter Wärmeerzeuger notwendig, dieser stellt entweder einen Teil der Wärmeleistung oder der erforderlichen höheren Systemtemperatur bereit.

Auf was sollte man bei der Auslegung der Heizfläche achten?

Das eine Absenkung der Vorlauftemp. um 1K kann den COP um bis zu 2,5% verbessern.

Welche Volauftemperatur kann mit einem herkömmlichen Kältemitel erreicht werden

55-65°C

Wann treten Hochdruckstörungen auf?

Wenn die Wärme nicht abgegeben werden kann.

Welche Temp. muss erreicht werden um den hygienischen Anforderungen eines TWW Speichers zu erfüllen

60°C

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