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Verdichter: Zentrale Komponente des Kältekreislaufs

Der Verdichter ist eine der zentralen Komponenten jedes Kältemittelkreislaufs. Der Kompressor verdichtet gasförmiges Kältemittel mit hohem Wärmegehalt. Dabei steigt die Temperatur deutlich. Das warme Gas fließt weiter zum Kondensator, wo es über erzwungene Konvektion einen großen Teil der aufgenommenen Wärme an die Umgebung abgibt. Dabei geht es in den flüssigen Zustand über. Von dort aus strömt das Kältemittel weiter zum Verdampfer. Hier nimmt es Wärme aus der Umgebung auf und verdampft dabei. Im gasförmigen Zustand strömt es nun wieder zum Verdichter und durchläuft den Kreislauf erneut.

 

 

Klimaanlagen und Wärmepumpen

Ohne den Verdichter von Wärmepumpen oder Klimaanlagen wäre effizienter Wärmetransport zwischen Wohnraum und Umgebung nicht möglich. Durch die hohe Temperatur des verdichteten Gases erreicht das System eine hohe Wärmekonzentration und damit eine intensive Übertragung: Bei der Wärmepumpe geschieht dies durch Wärmetauscher zwischen Kältekreislauf und Heizkreis. Bei der Klimaanlage am Kondensator als Wärmeübertrager, wo der Abtransport der thermischen Energie durch erzwungene Konvektion erfolgt.

In der Klima- und Kältetechnik sind verschiedene Verdichter-Arten gebräuchlich. In den Klimaanlagen von Fahrzeugen kommen hauptsächlich Taumelscheibenverdichter, aber auch Scroll-Verdichter und weitere Bauformen als Klimakompressoren zum Einsatz. In modernen Inverter-Splitklimaanlagen sind häufig zuverlässige und effiziente Kolbenverdichter verbaut. Spezialisierte, industrielle Kälte- und Klimaanlagen können auch mit alternativen Prinzipien wie zum Beispiel einem Seitenkanalverdichter arbeiten.

 

 

Stromverbrauch für Kühlen und Heizen

Den größten Teil des Stromverbrauchs von Kältegeräten verursacht der Verdichter, denn ihn treibt in der Regel ein Elektromotor an. Die Kompression des gasförmigen Kältemittels erfordert einen nennenswerten Energieeinsatz. Bei geeignetem Temperaturunterschied zwischen Wärmequelle und Wärmesenke lässt sich allerdings deutlich mehr Wärmeenergie transportieren als für die Funktion des Kältekreislaufs nötig ist. Der COP bzw. die Jahresarbeitszahl geben das Verhältnis von Aufnahme- und Nutzenergie unter Prüfbedingungen und im praktischen Einsatz unter Standortbedingungen an.

Moderne Anlagen sind häufig in der Lage, zwischen Heiz- und Kühlfunktion umzuschalten. Das ermöglicht die aktive Kühlung mit der Wärmepumpe oder den Heizbetrieb über die Klimaanlage. Ein Vier-Wege-Ventil sorgt dafür, dass der Verdichter im Kältemittelkreislauf immer vor der Wärmeabgabe am Kondensator zum Einsatz kommt. Veranlasst eine Wärmepumpe die passive Kühlung, umgeht das System dagegen den Kompressor und aktiviert ihn nicht. Der Kühleffekt kommt allein durch den natürlichen Temperaturunterschied zwischen Atmosphäre und Erdreich zustande. Dabei entsteht praktisch kein Energieaufwand.

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