Das Expansionsventil der Wärmepumpe
Aufgabe, Funktionsweise, Arten
Eine Wärmepumpe nutzt die Umgebungswärme aus der Luft, dem Grundwasser oder dem Erdreich. Um Ihre Wohnräume mit der gewonnenen Energie zu beheizen, benötigt sie lediglich etwas Strom. Das Expansionsventil der Wärmepumpe übernimmt dabei eine grundlegende Aufgabe. Erfahren Sie im Folgenden, wie das Expansionsventil funktioniert und welchen Einfluss es auf die Effizienz der Heizung ausübt.
Aufgabe des Expansionsventils in der Wärmepumpe
Das Expansionsventil ist eines der wichtigsten Bauteile in der Wärmepumpe. Ohne das Expansionsventil kann der Kältemittelkreislauf und damit die Wärmepumpe nicht funktionieren. Seine Funktion lässt sich am besten verstehen, wenn man sich mit dem Kältemittelkreislauf der Wärmepumpe vertraut macht. Das Kältemittel transportiert die Wärme von einem Speicher in die Heizung.
Die Bezeichnung „Kältemittel” stammt aus der Zeit der Erfindung der Technik. Damals benötigte man die Kälte, um Lebensmittel frisch zu halten. Die dabei entstehende Wärme wurde ungenutzt an die Umgebung abgegeben. Auch heute noch arbeiten Kältemaschinen nach dem gleichen Prinzip. Der Unterschied zur Wärmepumpe besteht lediglich darin, dass diese andersherum arbeitet und die Wärme an Ihre Wohnräume verteilt.
Der Kältemittelkreislauf
Die Wärmepumpe setzt sich aus dem Verdampfer, dem Verdichter, dem Verflüssiger und dem Expansionsventil zusammen. Das Kältemittel durchströmt die Bauteile kontinuierlich in einem geschlossenen Kreislauf. Dabei ändert es an jeder Station seinen Zustand, der durch die physikalischen Größen „Druck” und „Temperatur” sowie durch den Aggregatzustand gekennzeichnet ist.
Der Verdampfer
Die Wärmeaufnahme aus der Umgebung erfolgt im Verdampfer bei sehr niedrigem Druck. Dieser Zustand hat eine entsprechend niedrige Siedetemperatur des Kältemittels zur Folge. Liegt diese unter der Umgebungstemperatur, strömt Wärme aus der Umgebung in den Verdampfer und verwandelt das flüssige Kältemittel in Dampf. bleibt die Verdampfungswärme gespeichert.
Der Verdichter
Der Kompressor oder Verdichter saugt den Dampf an und verdichtet ihn. Durch den Druckanstieg erhöht sich die Temperatur des Kältemittels. Die Energie, die der Kompressor zur Druckerhöhung aufwendet, wird wiederum in Wärme umgewandelt. Gleichzeitig stellt sich eine neue, höhere Siedetemperatur ein.
Der Verflüssiger
Der Dampf strömt mit hohem Druck und einer hohen Temperatur in den Verflüssiger. Liegt die Umgebungstemperatur unterhalb der neuen Siedetemperatur, gibt der Dampf die gespeicherte Wärme wieder ab. Dabei kondensiert das Kältemittel. Es wird flüssig. Die Wärme steht nun der Heizung zur Verfügung und kann verteilt werden.
Das Expansionsventil
Das Expansionsventil der Wärmepumpe verringert den Druck und die Temperatur des flüssigen Kältemittels. Für die Funktion der Wärmepumpe ist es erforderlich, dass die Temperatur dabei einen Wert unterhalb der Umgebungstemperatur annimmt. Auch die Siedetemperatur muss in diesem Bereich liegen. Nur dann kann das Kältemittel die Wärme aus der Umgebung wieder aufnehmen und verdampfen.
Folgen fehlerhafter Funktion des Expansionsventils
Das Expansionsventil der Wärmepumpe sorgt dafür, dass das Kältemittel den benötigten Druck und die richtige Temperatur erreicht. Darüber hinaus versorgt es den Verdampfer mit der benötigten Kältemittelmenge. Damit schafft es die Grundlage für den zuverlässigen Betrieb der gesamten Wärmepumpe. Ist der Betriebsablauf gestört, kann die Wärmepumpe nicht die gewünschte Leistung erbringen:
Liefert das Expansionsventil der Wärmepumpe zu viel Kältemittel, enthält der Dampf, der vom Verdichter angesaugt wird, überschüssige Flüssigkeit. Beschädigt diese den Verdichter, kann dieser nicht die optimale Wärmemenge bereitstellen.
Liefert das Expansionsventil der Wärmepumpe zu wenig Kältemittel, steht der Heizung weniger Wärme zur Verfügung.
Blockiert das Expansionsventil, kommt der gesamt Kreislauf zum Erliegen und die Wärmepumpe fällt komplett aus.
Fehlfunktionen des Expansionsventils machen sich immer durch Leistungsabfall oder Schwankungen des Drucks und der Temperatur bemerkbar. Bevor sich daraus Schäden an den Bauteilen der Wärmepumpe ergeben, muss das Ventil ausgetauscht werden. Nehmen Sie in einem solchen Fall schnellstmöglich Kontakt zu Ihrem Heizungsbauer auf.
Jetzt Installateur finden!
Lassen Sie sich individuell von einem qualifizierten Heizungsspezialisten beraten. Unsere praktische Postleitzahl-Suche findet einen Vertriebspartner auch in Ihrer Nähe.
Das Expansionsventil entscheidet über die Leistung der Wärmepumpe
Das Expansionsventil ist eine wichtige Komponente der Wärmepumpe. Es regelt den Druck und die Menge des Kältemittels, das im Verdampfer die Wärme aus der Umgebung aufnimmt. Damit schafft es die Grundlage für die Wärmegewinnung aus der Luft, dem Erdboden oder dem Grundwasser. Ein geregeltes Expansionsventil gleicht Schwankungen in den Betriebsbedingungen aus, sorgt für einen störungsfreien Betrieb und verlängert die Lebensdauer Ihrer Wärmepumpe. Die volle Ausschöpfung der Leistung Ihrer Wärmepumpe erreichen Sie mit einem elektronisch geregelten Expansionsventil.
