Die Adsorptionswärmepumpe und ihre Vorteile

Wie funktioniert eine Adsorptionswärmepumpe?

Auch wenn Sorptionswärmepumpen grundsätzlich mit Umweltenergie heizen, unterscheiden sie sich in Aufbau und Funktion doch deutlich von einer konventionellen Wärmepumpe. So besteht die Technik im Kern aus einem porösen Gestein. Dieser sogenannte Zeolith saugt das dampfförmige Kältemittel aus dem ersten Wärmeübertrager (Verdampfer) und ermöglicht den für die Heizung nötigen Temperaturhub der Umweltwärme. Diesen realisiert wiederum eine effiziente Brennwertzelle, die das Kältemittel mithilfe von thermischer Energie erwärmt und aus dem Zeolith austreibt. Der gesamte Prozess läuft dabei in zwei Phasen ab. Der Ad- und der Desorption.

Adsorption - Befeuchtung des porösen Materials

Im ersten Schritt der Funktionsweise einer Adsorptionswärmepumpe strömt flüssiges Kältemittel über einen Wärmeübertrager. Dieser versorgt das Medium mit Wärme aus der Umwelt, wobei es durch einen sehr niedrigen Betriebsdruck allmählich verdampft. Im Anschluss daran adsorbiert das poröse Material den entstandenen Kältemitteldampf. Dabei saugt es das Medium wie ein Schwamm in seine Oberfläche auf und treibt den Prozess voran.

Desorption - Entfeuchtung mithilfe von Brennwerttechnik

Wenn der Zeolith vollständig gesättigt ist und kein Kältemittel mehr aufnehmen kann, startet die Brennwertzelle. Sie verbrennt Gas mit einem besonders hohen Wirkungsgrad und erwärmt das Kältemittel weiter. Da dieses durch die Umweltenergie bereits eine höhere Temperatur hat, arbeitet die Adsorptionswärmepumpe besonders sparsam. Der Dampf strömt anschließend aus dem Gestein und gibt die thermische Energie über den zweiten Wärmeübertrager an das Heizsystem ab. Dabei sinkt seine Temperatur, das Kältemittel wird wieder flüssig und der Vorgang kann erneut beginnen.

Energiequellen der Adsorptionswärmepumpe

Geht es um die Art der Umweltenergiequelle, eignen sich hier vor allem Erdsonden oder Solarthermiekollektoren. Im Vergleich zu konventionellen Anlagen sind die Anforderungen an diese jedoch niedriger, wodurch die Kosten der Erschließung sinken.

Wo eigenen sich Adsorptionswärmepumpen am besten?

Wie konventionelle Wärmepumpen arbeiten auch Sorptionsgeräte besonders effizient, wenn sie die Temperatur der Umweltwärme nur wenig anheben müssen. Denn das entlastet die Brennwertzelle, senkt den Gasverbrauch und damit auch die Heizkosten. Voraussetzung dafür ist jedoch der Einsatz in einem energiesparend gebauten oder sanierten Haus. Optimal ist darüber hinaus die Kombination mit einem Niedertemperaturheizsystem wie der Flächenheizung. Denn diese überträgt die Heizwärme über große Flächen am Boden, an der Decke oder an den Wänden eines Raumes und kommt daher mit niedrigen Vorlauftemperaturen aus. Günstig ist außerdem die Kombination mit einer Solaranlage zur Warmwasserbereitung. Dieses entlastet die  Wärmepumpe  zusätzlich und sorgt ebenfalls für sinkende Heizkosten.

Vorteile der Adsorptionswärmepumpe

Eine Adsorptionswärmepumpe deckt die Grundlast der Gebäudeheizung mit kostenloser Umweltwärme. Das integrierte Brennwertmodul hält dabei den Prozess am Laufen und deckt Bedarfsspitzen zuverlässig ab. Aus dem speziellen Aufbau und der Betriebsweise ergeben sich dabei verschiedene Vorteile.

Hoher Wirkungsgrad durch Umweltwärme und Brennwerttechnik

Einer davon ist der hohe Wirkungsgrad der Adsorptionswärmepumpe. Denn während die  Brennwerttechnik  schon bis zu 98 Prozent der Energie der Brennstoffe nutzen kann, steigt der Wert bei einer Sorptionsanlage auf über 120 Prozent. Das entlastet die Umwelt und sorgt für niedrige Heizkosten.

Energiekosten sind geringer als bei elektrischen Wärmepumpen

Durch den Betrieb mit Gas bleiben die Energiekosten in der Regel unter denen einer konventionellen elektrisch betriebenen Wärmepumpe. Grund dafür sind die hohen Stromkosten. Denn selbst Wärmepumpenstrom ist mit etwa 18 Cent pro Kilowattstunde deutlich teurer als Gas, das es heute für weniger als sechs Cent je Kilowattstunde gibt.

Zuverlässige und wartungsarme Technik der Wärmepumpenart

Neben dem Zeolith-Modul, das selbst keine beweglichen Teile enthält, kommen ausschließlich Standardkomponenten zum Einsatz. Diese arbeiten bereits seit Langem zuverlässig und sind wartungsarm. Geht es um Installation und Montage, kann ein erfahrener Installateur die Adsorptionswärmepumpe schnell aufbauen und in Betrieb nehmen. Der Aufwand ist dabei kaum höher als bei einer konventionellen Gastherme.

Wasser als Kältemittel in der Adsorptionswärmepumpe

Durch den speziellen Aufbau und den niedrigen Betriebsdruck des Sorptionsmoduls arbeitet die Wärmepumpenart mit Wasser als Kältemittel. Dieses ist nicht giftig und vollkommen umweltverträglich. Das heißt, dass schwerwiegende Folgen für Mensch und Natur auch dann ausbleiben, wenn das Medium bei einem Defekt einmal auslaufen sollte.