Die Möglichkeiten des Energiesparens - Die Zukunft Unserer Energieversorgung - page 315

zunächst auf den Wert T und anschließend wird das Gas in dem Kondensator wieder in
eine Flüssigkeit zurückverwandelt. Dabei wird die thermische Energie und die Verdamp-
fungswärme Q an die Heizung übergeben. Diese Prozessstufe wandelt die mechanische
Energie des Kompressors in thermische Energie der Heizung. Die sich anschließende iso-
chore Entspannug durch ein Entspannungsventil kühlt die Flüssigkeit auf eine Temperatur
< T , mit der sie in den Verdampfer gelangt. Dann beginnt der Prozess von vorne mit der
Verdampfung der Flüssigkeit durch Aufnahme der Verdampfungswärme aus der Umge-
bung.
In der praktischen Ausführung dieses Kreisprozess geschieht es immer, dass ein Teil
der von der Pumpe geleisteten Exergie durch Erhöhung der Gastemperatur verloren geht,
das heißt, die Exergie wird zum Teil in thermische Energie mit einem Anergieanteil A f
gewandelt. Die tatsächlich vorhandene Exergie ergibt sich aus dem Verhältnis

E f
E i =

E i − A f

E i = −

A f
E i <

(10.9)

und vermindert den tatsächlichen Wirkungsgrad einer Wärmepumpe. Dieser uner-
wünschte Prozess des Exergieverlusts ist in Abb. 10.4 c dargestellt. Bei den üblichen
Wärmepumpen liegt die dadurch verursachte Reduktion des Wirkungsgrads bei ca. 0,5,
der Wirkungsgrad der Wärmepumpe ist entsprechend

η ≈ , η max ≈ , (10.10)

wobei noch nicht mitgerechnet ist, welchen Wirkungsgrad der Kompressor besitzt und wie
groß der Energieverlust durch die Flüssigkeitsentspannung ist. Bei der Bilanzierung einer
WärmepumpemüssenauchdieseVerlustprozessberücksichtigtwerden.ArbeitetderKom-
pressor mit elektrischer Energie, so wird im Allgemeinen eine weitere Reduktion um einen
Faktor 0,5 autreten, die Wärmepumpe besitzt dann nur noch einen Wirkungsgrad von
etwa 3-4. Dies ist aber immer noch wesentlich günstiger, als elektrische Energie direkt in
thermische Energie zu verwandeln. Wurde die elektrische Energie durch Verbrennung von
Erdgas gewonnen, so ist es unter Umständen wirtschatlicher, man erzeugt die von einer
Wärmepumpe benötigte Exergie mithilfe einer Hochtemperaturwärmequelle, etwa einer
Gasflamme. Dies ist das Prinzip der Absorptions-Wärmepumpe, auf deren Arbeitsweise
wir hier nicht weiter eingehen.

Die Heizung mit Wärmespeicher
Um ein Gebäude allein mithilfe von Solarenergie zu beheizen, muss die in der Sommerzeit
gewandelte Wärme bis in die kalten Jahreszeiten hinein gespeichert werden. Wie sich die
Solarenergie mithilfe thermischer Solarzellen in Wärme wandeln lässt, das haben wir in
Abschn. 6.5 besprochen. Wie sich die Niedertemperaturwärme speichern lässt, das haben
wir in Abschn. 8.2.1 besprochen. In diesem Kapitel geht es jetzt darum zu untersuchen, wie
die Heizungsanlage ausgelegt sein muss, um die Beheizung eines Gebäudes über das ganze