Herstellung von Verdichtern und Kompressoren in Wärmepumpen

Die Aufgabe des Verdichters in einer Wärmepumpe

Der Verdichter ist eine wichtige Komponente in einer Wärmepumpe und hat die Aufgabe, den Druck des Kältemittels in der Wärmepumpe zu erhöhen.

Das Kältemittel wird vom Verdampfer aufgenommen und in den Verdichter geleitet. Dort wird das Kältemittel komprimiert, wodurch seine Temperatur und sein Druck steigen. Die erhöhte Temperatur des Kältemittels wird dann genutzt, um Wärme aus der Umgebung aufzunehmen, die in einem Kondensator abgegeben wird.

Durch den Verdichter wird also die Energie des Kältemittels erhöht und somit die Wärmeaufnahme- und Abgabefähigkeit der Wärmepumpe verbessert. Ohne den Verdichter würde die Wärmepumpe nicht in der Lage sein, ausreichend Wärme aufzunehmen und abzugeben, um ein Gebäude zu heizen oder zu kühlen.

Welche Bauarten von Wärmepumpenverdichtern gibt es?

Es gibt verschiedene Bauarten von Verdichtern, die in Wärmepumpen und anderen Kälte- und Klimaanlagen eingesetzt werden. Einige der gebräuchlichsten Bauarten von Verdichtern sind:

1. Scroll-Verdichter: Diese Art von Verdichter verwendet eine Spirale und eine feste Platte, um das Kältemittel zu komprimieren. Die Spirale rotiert und bewegt sich gegen die feste Platte, wodurch das Kältemittel komprimiert wird.
2. Kolbenverdichter auch Hubkolbenverdichter: Diese Art von Verdichter verwendet einen Kolben, der in einem Zylinder auf und ab bewegt wird, um das Kältemittel zu komprimieren.
3. Schraubenverdichter: Ein Schraubenverdichter hat zwei gegenläufige, rotierende Schrauben, die das Kältemittel zwischen den Schrauben komprimieren.
4. Scroll-Booster: Dies ist eine spezielle Art von Scroll-Verdichter auch Spiralverdichter, der in Kombination mit einem anderen Verdichter eingesetzt wird, um den Druck des Kältemittels weiter zu erhöhen.
5. Turbokompressor: Diese Art von Verdichter verwendet eine Turbine, um das Kältemittel zu komprimieren und wird in größeren Wärmepumpen und Kälteanlagen eingesetzt.

Die Wahl der Bauart hängt von der Größe der Wärmepumpe, der Anforderung an die Leistung, dem Einsatzbereich und anderen Faktoren ab. Jede Bauart hat Vor- und Nachteile in Bezug auf Energieeffizienz, Lautstärke, Zuverlässigkeit und Kosten. Auch an die hohen Anforderungen bei der Herstellung im Umfeld Rohrlasern und Rohrbiegen bzw. der Software und Steuertechnik, sei erinnert. So gibt es derzeit nicht viele Firmen in Deutschland, die Verdichter in hohen Stückzahlen bauen können. Der jüngste Auftrag an die Firma Rheinmetall ist dafür ein Indiz.

Welche Bauformen von Wärmepumpenverdichtern gibt es ?

Offene Verdichter und hermetische Verdichter sind zwei grundlegend unterschiedliche Bauarten von Verdichtern, die in Kälte- und Klimaanlagen eingesetzt werden.

Ein offener Verdichter ist eine Bauart, bei der der Verdichter und der Motor getrennt voneinander sind und beide Komponenten in der Regel durch eine Welle verbunden sind. Der offene Verdichter hat eine sichtbare Kurbelwelle und Lager, die von außen zugänglich sind. Die offenen Verdichter sind in der Regel größer und werden oft in großen industriellen Kälteanlagen eingesetzt. Offene Verdichter erfordern in der Regel mehr Wartung und sind weniger effizient als hermetische Verdichter.

Ein hermetischer Verdichter ist eine geschlossene Bauart, bei der der Verdichter und der Motor in einem hermetisch abgeschlossenen Gehäuse untergebracht sind. Diese Bauart ist typischerweise kleiner als offene Verdichter und wird oft in kleineren Kälte- und Klimaanlagen eingesetzt, wie z.B. in Kühlschränken und Klimaanlagen für Wohngebäude. Hermetische Verdichter sind sehr effizient und benötigen im Allgemeinen wenig Wartung, da sie versiegelt sind und kein Austausch von Kühlmitteln erforderlich ist.

Insgesamt ist der Hauptunterschied zwischen offenen und hermetischen Verdichtern die Art und Weise, wie sie gebaut sind. Offene Verdichter sind größer und erfordern mehr Wartung, während hermetische Verdichter kleiner und effizienter sind und im Allgemeinen wenig Wartung benötigen.

Weiter gibt es noch halbhermetische Verdichter.

Vollhermetische Verdichter eigenen sich für hohe Betriebsstunden, die gerade bei Wärmepumpen erreicht werden sollen, die auf 15 Jahre Betriebszeit ausgelegt werden. In diesem Zusammenhang sei erwähnt, dass oft bei Investitionsrechnungen davon ausgegangen wird, dass die Wärmepumpe 20 Jahre Standzeit hat. Dies halten wir für illosorisch. Leider kann man bei einer Wärmepumpe aufgrund de immer komplexer werdenden Steuerungstechnologie und der eingebauten Smart Technologie nicht davon ausgehen, dass die Wärmepumpe mehr als 5 Jahre einsatzfähig ist, da es warscheinlich ist, dass die Steuersoftware vom Hersteller nicht nachgeführt wird.

Nicht jede Wärmepumpe wird mit elektrischem Strom angetrieben

Eine gasmotorische Wärmepumpe ist eine Art von Wärmepumpe, die als Antrieb einen Verbrennungsmotor nutzt, der mit einem Gas betrieben wird. Die Wärmepumpe nutzt die Abwärme des Verbrennungsmotors und wandelt sie in Wärmeenergie um, die zur Beheizung eines Gebäudes oder zur Erzeugung von Warmwasser genutzt werden kann.

Die gasmotorische Wärmepumpe nutzt die gleiche Technologie wie eine elektrisch betriebene Wärmepumpe, jedoch anstelle von elektrischer Energie, um den Verdichter anzutreiben, wird hier Gas als Brennstoff eingesetzt, um den Verbrennungsmotor anzutreiben. Die Abwärme des Motors wird dann genutzt, um das Kältemittel der Wärmepumpe zu erwärmen und zu verdampfen, wodurch die Wärmeenergie aus der Umgebung aufgenommen wird.

Gas-betriebene Wärmepumpen sind im Allgemeinen sehr energieeffizient und können auch bei niedrigeren Temperaturen noch effektiv arbeiten, wodurch sie besonders für den Einsatz in kälteren Klimazonen geeignet sind. Sie haben jedoch auch einige Nachteile, wie zum Beispiel höhere Anschaffungskosten und Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen. Dennoch können gasmotorische Wärmepumpen eine interessante Alternative zu elektrisch betriebenen Wärmepumpen darstellen, insbesondere in Fällen, in denen keine ausreichende Stromversorgung vorhanden ist oder der Einsatz von fossilen Brennstoffen aus anderen Gründen bevorzugt wird.

In anbetracht dessen, dass die Bundesregierung fleissig LNG Terminals baut, ist es unter Umständen ratsam darüber nachzudenken eine gasmotorische Wärmepumpe mit Flüssiggastank anzuschaffen. Denn eines ist sicher, das Deutsche Stromnetz ist auf viele Jahre nicht geeignet, Wärmepumpen in einer großen Anzahl zu versorgen.