Technik und Anwendung

Wie funktioniert eine Wärmepumpe?

Wärmepumpen schonen das Klima, denn sie beziehen je nach Konfiguration rund dreiviertel der Energie zum Heizen aus der Umwelt. Das bedeutet, sie benötigen im Schnitt nur eine Kilowattstunde Strom zur Erzeugung von drei Kilowattstunden Wärme. Das entspricht einer Effizienz von 300 Prozent. Gasheizungen dagegen erreichen in der Regel keine 100 Prozent Effizienz. Die gängigsten Wärmequellen sind Luft, Erdreich und Grundwasser. Um die kostenlose Umweltwärme nutzbar zu machen, benötigen Wärmepumpen Strom für Antrieb und Pumpe.

Drei verknüpfte Kreisläufe

Egal ob Luft-, Erdreich- oder Grundwasser-Wärmepumpe: Jede Art Wärmepumpe hat grundsätzlich drei in sich geschlossene Kreisläufe, die miteinander „verzahnt“ sind und untereinander Energie austauschen. Durch ein kluges Ausnutzen physikalischer Prozesse kann dadurch aus niedrigen Temperaturen so viel Energie gewonnen werden, dass diese als Wärme-Energie zum Heizen eines Hauses zur Verfügung steht.

Wärmepumpen nutzen Wärme aus der Umwelt

So funktioniert es: Eine Wärmepumpe nimmt Wärme aus der Umwelt auf, z.B. aus der Luft. Dabei ist Wärme hier relativ – auch in Luft, die wir als kalt empfinden, steckt Wärme. Selbst wenn die Außentemperaturen bei -20 Grad liegen, kann die Wärmepumpe gut funktionieren, weil das Kältemittel, das in der Wärmepumpe zirkuliert, noch kälter ist. Trifft dieses Kältemittel nun auf die Außentemperaturen, wird es erwärmt und verdampft. Das funktioniert deshalb, weil das Kühlmittel in der Wärmepumpe einen sehr niedrigen Siedepunkt hat.

Das nun gasförmige Kühlmittel wandert anschließend in den Verdichter, der das Gas zusammenpresst. Dadurch erhitzt sich das Gas weiter und überträgt seine Wärme auf das Wasser im Heizungskreislauf. Dieses Wasser wird dann durch die Heizkörper geleitet. Dadurch kühlt das Gas wieder ab und verflüssigt sich wieder. Im letzten Schritt wird außerdem Druck abgelassen, sodass das Kältemittel komplett abkühlt, und der Kreislauf von vorne beginnen kann.

Quelle: Bundesverband Wärmepumpe e. V.

Die Betriebskosten einer Wärmepumpe sind in der Regel geringer als bei fossilen Heizungen, da sie kostenlose Energie aus der Umwelt nutzen. Besonders effizient werden Wärmepumpen, wenn der Strombedarf durch selbst erzeugtem PV-Strom gedeckt werden kann.

>> zurück