Was ist eine Wärmepumpe?

Eine Wärmepumpe ist eine nachhaltige Alternative zu konventionellen Heizsystemen. Sie gewinnt Energie aus der Umwelt und wandelt sie durch ein technisches Verfahren in Wärme um. Dabei funktioniert sie nach dem Kühlschrankprinzip – ein thermodynamischer Prozess, der hier das Innere jedoch nicht kühlt, sondern erwärmt. Mit Strom werden Antrieb und Pumpe betrieben und die kostenlose Umweltwärme nutzbar gemacht. Luft, Erdreich und Grundwasser können als Energiequellen verwendet werden.
Der Unterschied zu anderen Heizungen, die ebenfalls mit Strom arbeiten, ist bei der Wärmepumpe folgender: konventionelle Heizsysteme wandeln Strom direkt in Wärme um. Eine Wärmepumpe nutzt den Strom hingegen dazu, um Wärme aus dem Erdreich oder der Luft zu gewinnen. Weil die Wärmepumpe hierbei den Großteil der Energie aus der Umwelt verwendet, ist sie klimaschonend.

 

Funktionsweise der Wärmepumpe: ein Kreislauf

 

1. Die Wärmequelle
Abhängig vom System nutzt die Wärmepumpe als Wärmequelle entweder Umweltwärme aus dem Erdreich, aus dem Grundwasser oder aus der Luft. Das Kältemittel nimmt die Wärme auf und wechselt den Aggregatzustand im Verdampfer von flüssig zu gasförmig. Kältemittel haben einen geringen Siedepunkt verdampfen schon bei geringen Temperaturen.

2. Die Wärmepumpe
Der elektrisch angetriebene Verdichter komprimiert das gasförmige Kältemittel, sodass sich der Druck und die Temperatur des Gases erhöhen. Somit wird dem Kältemittel Energie zugeführt.

3. Die Wärmespeicherung und -verteilung
Vom Verdichter aus wird das Kältemittel in den Wärmetauscher, ein Verflüssiger,  geleitet. Hier gibt das Kältemittel seine Wärme an das Heizungssystem ab, indem es den Aggregatzustand wechselt. Es ist nun flüssig, steht aber immer noch unter einem hohen Druck.

Die Flächen, an die das Kältemittel die Wärme abgibt, sind groß dimensioniert sind. Eine Fußbodenheizung hat beispielsweise viel Fläche, sodass das durch Rohrwendeln geleitete Kältemittel großflächig Wärme zum Heizen abgeben kann. Im Neubau empfiehlt sich deshalb die Kombination aus Wärmepumpe und Fußbodenheizung. Als klassische Niedertemperaturheizung ist die Wärmepumpenheizung besonders wirtschaftlich.

4. Die Entspannung
Das Expansionsventil (Entspannventil) entspannt das Kältemittel auf den Anfangsdruck. Das Kältemittel wird flüssig und der Umwelt zugeführt, und kann wieder Wärme aufnehmen. Der Kreislauf beginnt von vorne.