Adsorption & Absorption

Der Einsatz von Wärmepumpen zählt zu den beliebtesten Methoden, mit erneuerbaren Energien – die man je nach Gebäudeart und Umgebung der Luft, Erde oder dem Grundwasser entnimmt – Wärme in Ein- und Mehrfamilienhäusern zu erzeugen. Es existieren dabei mehrere Systeme, die wiederum auf unterschiedliche Arten betrieben werden. Die beiden wichtigsten Funktionsweisen stellen neben der Kompression die Adsorption und die Absorption dar.

Die Adsorption

Adsorptions-Wärmepumpen können mit Wärme aus der Luft, Erde und dem Grundwasser betrieben werden. Als Kältemittel wird Wasser verwendet, das an einem festen Material, dem Sorptionsmittel (beispielsweise Zeolith), vorbeirinnt. Dabei saugt das Sorptionsmittel das Wasser an, sodass keine Energie für den Antrieb benötigt wird. Da dieser Vorgang aber nicht unendlich lange funktioniert, muss er auch wieder rückgängig gemacht werden – durch den Einsatz eines herkömmlichen Brennstoffs (zum Beispiel Gas), der das Sorptionsmittel erhitzt. Dieses trocknet, wodurch sich das Wasser wieder verflüssigt. Die bei der Kondensation entstehende Wärme kann von einem Wärmetauscher nutzbar gemacht werden. Sobald sich das Kältemittel wieder verflüssigt hat, beginnt der Prozess von Neuem.
Adsorptions-Wärmepumpen verbinden demzufolge Gas-Brennwertheizungen mit erneuerbaren Energien, wobei ein Wirkungsgrad von etwa 125 Prozent erzielt wird. Diese Systeme bieten den großen Vorteil, dass sie nicht gewartet werden müssen. Bei einer Energiegewinnung aus der Erde reichen Bohrungen von rund 50 Metern Tiefe aus.

Die Adsorption in vier einfachen Schritten

Durch die Umweltwärme (aus Luft, Erde oder Grundwasser) beginnt das Kältemittel zu verdampfen – es bindet sich an das Sorptionsmittel (es wird ad-sorbiert), wobei Energie für Warmwasser und Heizung entsteht – das Sorptionsmittel wird erhitzt, das Kältemittel löst sich – das Kältemittel wird flüssig, Kondensationswärme entsteht.

Die Absorption

Adsorption & AbsorptionEine Absorptions-Wärmepumpe kann ebenfalls aus der Luft, Erde oder aus dem Grundwasser gewonnene Energie nutzbar machen. Auch dieses System basiert auf dem Prinzip der Sorption, wobei das gasförmige Kältemittel im Sorptionsmittel (flüssige Lösung aus Wasser und Ammoniak) absorbiert wird. Bei der Absorptions-Wärmepumpe geht das Kältemittel in dem Sorptionsmittel zur Gänze auf. Im sogenannten Austreiber wird danach Kälte- und Sorptionsmittel voneinander gelöst und die gespeicherte Energie entnommen.
Mit diesem System können sogar traditionelle Heizkörper mit Vorlauftemperaturen von bis zu 70 Grad versorgt werden. Zum Trennen des Kältemittels vom Sorptionsmittel wird Wärmeenergie durch Verbrennen von Erdgas benötigt. Auch die Absorptions-Wärmepumpe ist so gut wie wartungsfrei, ihr Wirkungsgrad liegt bei etwa 165 Prozent.

Die Absorption in vier einfachen Schritten

Durch die Umweltwärme (aus Luft, Erde oder Grundwasser) beginnt das Kältemittel zu verdampfen – es wird vom Sorptionsmittel komplett aufgenommen (es wird ab-sorbiert), wobei Energie für Warmwasser und Heizung entsteht – das Gemisch wird erhitzt und dadurch wieder voneinander getrennt (ausgetrieben) – das Kältemittel wird flüssig, Kondensationswärme entsteht.

Adsorption vs. Absorption im Haushalt – zur Veranschaulichung

Adsorption (lat. Ansaugung): beispielsweise beim Filter im Aquarium, bei dem Aktivkohle das Wasser reinigt – der Schmutz wird von der Kohle angesaugt und bleibt haften.

Absorption (lat. Aufsaugung): beispielsweise beim Wegwischen eines verschütteten Getränks durch ein Haushaltstuch – die Flüssigkeit wird komplett vom Zellstoff aufgesaugt.