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Lernfeld 16 · Prüfung Teil 2

Wärmepumpen

Wärmepumpen bauen: Wärmequellen, Leistungszahl COP, Jahresarbeitszahl, Abtauung, Split oder Monoblock und Aufstellung mit R290.

14 Aufgaben dazu übenKostenlos, ohne Anmeldung, mit Lösungsweg

Darum geht es

Eine Wärmepumpe ist eine Kälteanlage, deren Wärme am Verflüssiger genutzt wird. Der Verdampfer nimmt Umweltwärme aus Außenluft, Erdreich über Sole oder Grundwasser auf, der Verdichter hebt sie auf ein höheres Temperaturniveau. Die Heizleistung ist die Summe aus aufgenommener Umweltwärme und elektrischer Antriebsleistung. Die Leistungszahl COP gibt das Verhältnis von Heizleistung zu elektrischer Leistung an einem Prüfpunkt an, die Jahresarbeitszahl JAZ das Verhältnis über ein ganzes Jahr an der realen Anlage.

Je kleiner der Temperaturhub zwischen Quelle und Vorlauf, desto besser arbeitet die Wärmepumpe. Niedrige Vorlauftemperaturen durch Flächenheizungen oder große Heizkörper, ein hydraulischer Abgleich und freie Luftführung am Außengerät verbessern die Jahresarbeitszahl, häufiger Heizstabbetrieb und Takten verschlechtern sie. Luft/Wasser-Wärmepumpen tauen ihren vereisten Verdampfer meist durch Kreislaufumkehr über das Vierwegeventil ab; dafür braucht die Anlage genug Wasserinhalt.

Bei der Monoblock-Bauweise bleibt der werkseitig gefüllte Kältekreis im Außengerät, ins Haus führen nur Wasserleitungen. Bei der Split-Bauweise werden Kältemittelleitungen vor Ort verlegt, unter Stickstoff gelötet oder verpresst, mit Stickstoff geprüft, evakuiert und befüllt; dafür ist Sachkunde nötig. Mit dem brennbaren Kältemittel R290 legt der Hersteller einen Schutzbereich um das Außengerät fest, in dem keine Zündquellen, Kellerabgänge, Lichtschächte oder Abläufe liegen dürfen.

Das solltest du dir merken

  • Heizleistung gleich Umweltwärme plus elektrische Antriebsleistung.
  • COP ist ein Messwert am Prüfpunkt, die JAZ zeigt die Effizienz der realen Anlage im Jahr.
  • Jedes Kelvin weniger Vorlauftemperatur verbessert die Leistungszahl.
  • Bei R290 gilt ein Schutzbereich ohne Zündquellen und tiefer liegende Öffnungen.
  • Häufiges Takten ist ein Zeichen, dass Leistung und Wärmeabnahme nicht zusammenpassen.

Formeln

Leistungszahl
Heizleistung in kW, elektrische Leistung in kW
Energiebilanz
aufgenommene Umweltwärme in kW
Jahresstrom und Kosten
Jahresheizwärme in kWh, Strompreis in €/kWh

Typische Fehler in der Prüfung

  • Die Quellenleistung statt der Heizleistung durch die elektrische Leistung geteilt.
  • COP aus dem Datenblatt mit der Jahresarbeitszahl der realen Anlage gleichgesetzt.
  • Bei der Kostenrechnung die Heizwärme mit dem Strompreis multipliziert, ohne durch die JAZ zu teilen.
  • Ein R290-Außengerät neben einem Kellerabgang aufgestellt.

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Eigene Zahlen bei jedem Klick, nach deiner Antwort der komplette Lösungsweg.

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Zufallszahlen

Ein Gebäude braucht im Jahr Heizwärme. Die Wärmepumpe erreicht eine Jahresarbeitszahl von , der Strom kostet . Berechnen Sie die jährlichen Stromkosten in €. Runden Sie auf ganze Euro.

€

Tipps aus der Werkstatt

  • Häufiger Prüfungsfehler: Quellenleistung durch Strom geteilt. Die Heizleistung ist Umweltwärme plus elektrische Leistung, erst die teilst du durch die elektrische Leistung. Faustregel für die Praxis: Jedes Kelvin weniger Vorlauf bringt etwa 2 bis 3 % bessere Leistungszahl.

Sitzt das Thema? Teste dich mit echten Prüfungsfragen.

14 Aufgaben zu „Wärmepumpen“, falsche Antworten kommen in der Runde noch einmal.

Jetzt üben

Grundlage: KMK-Rahmenlehrplan Mechatroniker/-in für Kältetechnik, Lernfeld 16 (Kältetechnische Anlagen und Systeme bauen). Eigene Erklärung, keine Originalaufgaben der Prüfungsausschüsse.