RP-Energie-Lexikon
fachlich fundiert, unabhängig von Lobby-Interessen
www.energie-lexikon.info

Absorptionswärmepumpe

Definition: eine Wärmepumpe, die mit Hochtemperatur-Wärme anstelle eines mechanischen Antriebs funktioniert

Englisch: absorption heat pump

Kategorie: Wärme und Kälte

Autor:

Wie man zitiert; zusätzliche Literatur vorschlagen

Ursprüngliche Erstellung: 26.11.2012; letzte Änderung: 21.02.2017

Eine Absorptionswärmepumpe ist ein Typ von Wärmepumpe, der keinen mechanischen Antrieb benötigt. Stattdessen wird Exergie in Form von Hochtemperaturwärme (d. h. auf einem Temperaturniveau deutlich oberhalb der Temperatur der erzeugten Nutzwärme) für den Betrieb eines sogenannten thermischen Verdichters verwendet.

Eine Absorptionskältemaschine ist technisch praktisch dasselbe, nur dass hier die Erzeugung von Kälte (d. h. der Entzug von Wärme) der eigentliche Zweck ist. Dieser Artikel behandelt deswegen beide Typen von Maschinen.

Der in solchen Anlagen verwendete Prozess ist deutlich komplizierter als bei einer Kompressionswärmepumpe:

Bei manchen Ausführungen ist keine Lösungsmittelpumpe erforderlich, da die Umwälzung des Lösungsmittels über Dampfblasen bewerkstelligt wird.

Auch wenn eine Pumpe benötigt wird, genügt dafür eine recht geringe Antriebsleistung (viel geringer als bei einer Kompressionswärmepumpe gleicher thermischer Leistung).

Eine andere Variante ist die Adsorptionswärmepumpe, bei der das Kältemittel vorübergehend an einen porösen Festkörper (z. B. Zeolith) angelagert wird und nicht an ein Lösungsmittel. Der Oberbegriff Sorptionswärmepumpe umfasst sowohl Absorptions- als auch Adsorptionswärmepumpen.

Verwendbare Wärmequellen

Die zum Betrieb benötigte Hochtemperaturwärme kann von verschiedenen Quellen stammen:

Die Verwendung von Solarthermie ist insbesondere für Absorptionskältemaschinen interessant, die für die Klimatisierung von Gebäuden eingesetzt werden. Die solare Wärme ist nämlich praktisch immer dann verfügbar, wenn wegen starker Sonneneinstrahlung ein hoher Kältebedarf besteht.

Energieeffizienz, Heizzahl

Die Energieeffizienz von Absorptions- und Adsorptionswärmepumpen wird mit der Heizzahl quantifiziert. Dies ist das Verhältnis von erhaltener Nutzwärme zur eingesetzten Hochtemperaturwärme. Die Heizzahl kann umso höher sein, je geringer der Temperaturunterschied zwischen Nutzwärme und Wärmequelle (Umweltwärme) ist. Außerdem muss die Temperatur der Hochtemperaturwärme ausreichend hoch sein.

Die Heizzahl ist nicht direkt mit der Leistungszahl einer Kompressionswärmepumpe vergleichbar, denn sie bezieht sich auf Hochtemperaturwärme und nicht auf reine Exergie als Betriebsenergie. Jedoch ist ein Vergleich möglich, wenn die Erzeugung der Antriebsenergie für die Kompressionswärmepumpe mit berücksichtigt wird. Als Beispiel betrachte man zwei Varianten der Erzeugung von Heizwärme aus Erdgas:

Gebräuchliche Typen von Absorptionswärmepumpen

Ammoniak/Wasser-Absorptionswärmepumpen sind besonders gebräuchlich. Sie basieren auf Ammoniak als Kältemittel und Wasser als Lösungsmittel. Sie können auch sehr niedrige Verdampfertemperaturen erreichen (z. B. −50 °C). Das Wärmeverhältnis beim Einsatz als Kältemaschine ist aber eher niedrig – z. B. 0,65 für eine Verdampfertemperatur von 0 °C.

Ein anderer wichtiger Typ ist die Wasser/Lithiumbromid-Absorptionswärmepumpe. Bei ihr kann die Verdampfertemperatur nicht unter ca. 3 °C liegen, da Wasser als Kältemittel genutzt wird. Diese Beschränkung ist jedoch kein Problem, wenn z. B. Abwärme auf einem nicht allzu niedrigen Temperaturniveau als Wärmequelle genutzt werden soll. Das erreichbare Wärmeverhältnis kann relativ hoch werden – deutlich über 1.

Anwendungen von Absorptionswärmepumpen

Absorptionswärmepumpen erlauben es z. B. in Fernheizwerken, die Exergie von Hochtemperaturwärme besser zu nutzen, indem mit ihrer Hilfe zusätzliche Umweltwärme oder Abwärme der Nutzung zugeführt wird.

Es gibt auch mit Erdgas betriebene Absorptionswärmepumpen als Ersatz für Heizkessel, um das Erdgas effizienter zu nutzen. Die Energieeffizienz ist zwar wesentlich niedriger als für ein System mit Gasmotor und Kompressionswärmepumpe oder auch für eine Kombination aus Gas-und-Dampf-Kombikraftwerk und Elektrowärmepumpe, aber dafür ist die Technik weniger aufwendig. Zukünftig könnten vielleicht auch kleinere Gas-Absorptionswärmepumpen für Einfamilienhäuser zum Einsatz kommen.

Siehe auch: Wärmepumpe, Adsorptionswärmepumpe, Gas-Wärmepumpe, Kompressionswärmepumpe, Wärmepumpenheizung
sowie andere Artikel in der Kategorie Wärme und Kälte

preview

Wenn Ihnen dieser Artikel gefällt, teilen Sie das doch auch Ihren Freunden und Kollegen mit – z. B. über Social Media:

Kommentare von Lesern

25.10.2016

Sehr geehrter Herr Dr. Paschotta,

hier ein Zitat dieses Artikels über Absorptionswärmepumpen:

“Das anfangs flüssige Kältemittel gelangt wie bei der Kompressionswärmepumpe in den Verdampfer. Dort siedet es, kühlt ab und nimmt Wärme aus der Wärmequelle auf.”

Muss es nicht heißen: “Dort siedet es, nimmt Wärme aus der Wärmequelle auf und erwärmt sich.”?

Mit freundlichen Grüßen
Maik Becker

Antwort vom Autor:

Nein, es ist so: Der niedrige Druck im Verdampfer bewirkt, dass das Kältemittel siedet. Da die Verdampfung Wärme verbraucht, kühlt es sich ab. Erst dadurch wird es möglich, dass es Wärme aus der Wärmequelle trotz der dort relativ niedrigen Temperatur aufnehmen kann. Dafür muss nämlich die Temperatur des Kältemittels immer niedriger liegen als die der Wärmequelle (z. B. Erdreich).

Hier können Sie einen Kommentar zur Veröffentlichung vorschlagen. Über die Annahme wird der Autor des RP-Energie-Lexikons nach gewissen Kriterien entscheiden. Im Kern geht es darum, dass der Kommentar für andere Leser potenziell nützlich ist.

Datenschutz: Bitte geben Sie hier keine personenbezogenen Daten ein. Wir würden solche allerdings ohnehin nicht veröffentlichen und bei uns bald löschen. Siehe auch unsere Datenschutzerklärung.

Wenn Sie nur dem Autor eine Rückmeldung zukommen lassen möchten, verwenden Sie bitte den Kasten "Wie gefällt Ihnen dieser Artikel" weiter unten. Wenn Sie eine Rückmeldung vom Autor wünschen, schreiben Sie ihm bitte per E-Mail.

Ihr Kommentar:

Ihr Hintergrund:

Spam-Prüfung:

  (Bitte die Summe von fünf und zwölf hier als Ziffern eintragen!)

Bem.: Mit dem Abschicken geben Sie Ihre Einwilligung, Ihren Kommentar hier zu veröffentlichen. (Sie können diese später auch widerrufen.) Da Kommentare zunächst vom Autor durchgesehen werden, erscheinen sie verzögert, evtl. erst nach mehreren Tagen.

Wie gefällt Ihnen dieser Artikel?

Ihr Gesamteindruck:

weiß nicht
unbefriedigend
in Ordnung
gut
ausgezeichnet

Fachliche Qualität:

weiß nicht
unbefriedigend
in Ordnung
gut
ausgezeichnet

Lesbarkeit:

weiß nicht
unbefriedigend
in Ordnung
gut
ausgezeichnet

Verdient dieser Artikel (oder das Energie-Lexikon insgesamt) Ihrer Ansicht nach Links von anderen Webseiten?

nein
eventuell
ja

Kommentar:

Vielleicht haben Sie auch konkrete Vorschläge für inhaltliche Ergänzungen, nützliche Literaturangaben etc. Falls Sie eine bessere Website für dieses Thema kennen, sind wir dankbar für einen Hinweis darauf.

Datenschutz: Bitte geben Sie hier keine personenbezogenen Daten ein. Wir würden solche zwar ohnehin nicht veröffentlichen, aber die eingegebenen Daten bleiben bei uns langfristig gespeichert. Siehe auch unsere Datenschutzerklärung.

Wenn Sie einen Kommentar zur Veröffentlichung auf unserer Seite vorschlagen möchten, verwenden Sie dazu bitte das Formular im Kasten "Kommentare von Lesern" weiter oben. Wenn Sie eine Antwort möchten, senden Sie bitte eine E-Mail.

Spam-Prüfung:

(bitte den Wert von 5 + 8 hier eintragen!)

Wenn Ihnen das RP-Energie-Lexikon gefällt, möchten Sie vielleicht auch den RP-Energie-Blog als E-Mail-Newsletter abonnieren.

Teilen Sie den Link auf diesen Artikel mit anderen: