Wärmepumpe einfach erklärt

Alte Heizung ade, hallo Wärmepumpe -
Aber wie funktioniert die eigentlich?

Die Funktionsweise einer Wärmepumpe lässt sich mit dem Prinzip eines Kühlschranks vergleichen – mit dem Unterschied, dass nicht Kälte, sondern Wärme erzeugt wird. Ein Kühlschrank entzieht seinem Innenraum Wärme und leitet diese nach draußen ab, die Lebensmittel werden dadurch gekühlt. Die Wärmepumpe hingegen entzieht der Umgebung außerhalb des Hauses die Wärme und beheizt damit die Wohnräume. Als Wärmequelle dienen Umgebungsluft, Erdreich oder Grundwasser, denen Wärme entzogen wird. Diese wird in der Wärmepumpe mithilfe eines Kältemittels durch Verdichtung auf ein höheres Temperaturniveau gebracht und dann über Heizkörper und -rohre an die Wohnung oder das Haus abgegeben. Mit einer Wärmepumpe kann ein Haus nicht nur beheizt, sondern im Sommer auch gekühlt werden, ohne dass eine Klimaanlage eingebaut werden muss, vorausgesetzt das Gerät verfügt über eine reversible Wärmepumpen-Funktion. Bei vielen Modellen lässt sich die Kühlfunktion auch nachrüsten. Am besten zum Kühlen mit einer Wärmepumpe eignen sich Wand- oder Fußbodenheizungen.

Das Wärmepumpen-
system

Mit diesen 3 Bestandteilen arbeitet das Wärmepumpensystem:

• Die Wärmequelle (Luft, Erde oder Grundwasser), aus der die Energie aus der Umgebung entzogen wird.
• Die Wärmepumpe, die die gewonnene Umweltwärme mittels Wärmepumpen-Technologie nutzbar macht.
• Das Wärmeverteil- und Speichersystem, das die Wärme in die Wohnräume verteilt oder speichert.

Das Wärmepumpen-
prinzip

Schritt 1 - Verdampfen:
Die Wärme aus der Umwelt (Luft, Grundwasser, Erde) wird am Verdampfer auf den Wärmepumpenkreislauf übertragen. Als Träger und Transportmittel ist ein Kältemittel zuständig, das die Umweltwärme im flüssigen Zustand aufnimmt, wodurch es verdampft und gasförmig wird.

Schritt 2 - Verdichten:
Im Verdichter, einem strombetriebenen Kompressor, wird das gasförmige Kältemittel zusammengedrückt, der Druck und die Temperatur erhöhen sich stark.

Schritt 3 - Verflüssigen:
Das komprimierte, erhitzte Kältemittel überträgt seine Wärme auf den Heizungskreislauf. Dadurch kühlt es mit Hilfe eines Wärmetauschers am Kondensator/Verflüssiger ab und wird wieder flüssig. Die Wärme wird anschließend gespeichert (Warmwasser- und Pufferspeicher).
 
Schritt 4 - Entspannen:
Der Druck des flüssigen Kältemittels wird wieder herabgesetzt, es kühlt weiter ab bis es seine Ausgangstemperatur erreicht hat und der Wärmepumpenkreislauf kann erneut beginnen.
 

Die Luft-Wasser-Wärmepumpe

Die Luft-Wasser-Wärmepumpe wird aktuell in Deutschland am häufigsten installiert. Bei einer Luft-Wasser-Wärmepumpe dient Außenluft als Wärmequelle und erfordert einen geringen baulichen Aufwand. Wie bei allen anderen Wärmepumpenarten nimmt auch hier ein Kältemittel die Umweltwärme auf. Die Umgebungsluft wird von einem Ventilator angesaugt, an einen Wärmeübertrager weitergeleitet und im Wärmepumpenkreislauf über das oben beschriebene Verdampfen, Verdichten, Verflüssigen und Entspannen eines Kältemittels zu Heizenergie umgewandelt.
 
Neben der Luft-Wasser-Wärmepumpe, die der Umgebungsluft Wärme entzieht gibt es noch Sole-Wasser-Wärmepumpen, die dem Erdreich Wärme entziehen, sowie Wasser-Wasser-Wärmepumpen, die dem Grundwasser Wärme entziehen. Welche Art Wärmepumpe die richtige für dein Haus ist, hängt aber von Faktoren und Möglichkeiten (z.B. Grundstückssituation) ab, die du am besten mit einem Fachbetrieb im Vorfeld abklärst.

 

Trend: R290-Wärmepumpe

(Stand: März 2023)

Wärmepumpen sind nicht unumstritten. Gerade im Bestand können in manchen Altbauten bisherige Modelle nicht genug Wärme liefern. Wärmepumpen arbeiten nur effizient in Systemen mit einer niedrigen Vorlauftemperatur. Das ist die Temperatur, die das Heizungswasser braucht, wenn es in die Rohre und Heizkörper strömt. Konvektoren und Radiatoren benötigen viel höhere Wassertemperaturen als die für Wärmepumpen gut geeigneten Fußbodenheizungen, die Betriebskosten steigen durch einen erhöhten Strombedarf. Neuere Geräte sollen laut Hersteller jetzt deutlich effektiver sein. Hier sollen sogar die bestehenden Heizkörper erhalten bleiben können. Ob eine Wärmepumpe aber wirklich die sinnvollste Heizungsart für das Gebäude ist, kann nicht immer und überall pauschal mit ja beantwortet werden, sondern die Eignung muss vom Eigentümer und Heizungsbauer im Vorfeld immer geprüft werden. Auch beim Kältemittel gibt es neue technische Entwicklungen. Bestimmte bisher eingesetzte Kältemittel gelten als umweltschädlich. Es handelt sich dabei um synthetische Kältemittel aus Per- und Polyfluoralkylsubstanzen (PFAS), die sogenannten "Ewigkeitsgase", die wenn sie in die Umwelt gelangen, dort vermutlich dauerhaft erhalten bleiben. Das natürliche Kältemittel mit der Kennung R290 soll laut Hersteller umweltfreundlicher und besonders energieffizient sein, daher gilt auch eine R290-Wärmepumpe momentan als ein sehr aktuelles Gerät.

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