Wie funktioniert eine Wärmepumpe?
Der Kreislauf Schritt für Schritt erklärt
Eine Wärmepumpe arbeitet nach dem Prinzip eines umgekehrten Kühlschranks. Während ein Kühlschrank Wärme aus dem Innenraum nach außen abführt, entzieht die Wärmepumpe der Umwelt Energie und macht sie für das Heizen nutzbar.
Dabei erfüllt die Wärmepumpe drei zentrale Funktionen:
Gewinnung von Wärme aus Luft, Erdreich oder Grundwasser
Anhebung auf ein nutzbares Temperaturniveau
Übertragung der Energie auf das Heizsystem des Gebäudes
Der technische Prozess erfolgt in einem geschlossenen Kreislauf und gliedert sich in vier aufeinanderfolgende Schritte:
Schritt 1
Verdampfen – Aufnahme der Umweltwärme
Ein spezielles Kältemittel zirkuliert innerhalb der Anlage. Dieses besitzt die Eigenschaft, bereits bei sehr niedrigen Temperaturen zu verdampfen.
Im Verdampfer nimmt das Kältemittel Wärme aus der Umgebung auf. Durch diese Energieaufnahme geht es vom flüssigen in den gasförmigen Zustand über.
Schritt 2
Verdichten – Temperatur erhöhen
Das gasförmige Kältemittel wird von einem elektrisch betriebenen Kompressor verdichtet.
Durch die Druckerhöhung steigt gleichzeitig die Temperatur deutlich an. Auf diese Weise wird die gewonnene Umweltwärme auf ein für das Heizsystem nutzbares Temperaturniveau gebracht.
Schritt 3
Verflüssigen – Wärmeübertragung an das Heizsystem
Im nächsten Schritt strömt das erhitzte Gas in einen Wärmetauscher (Verflüssiger). Dort gibt es seine thermische Energie an das Heizsystem des Gebäudes ab, beispielsweise an:
eine Fußbodenheizung
Heizkörper
einen Warmwasserspeicher
Schritt 4
Entspannen – Rückführung in den Ausgangszustand
Über ein Expansionsventil wird der Druck des verflüssigten Kältemittels reduziert. Dadurch sinkt auch seine Temperatur.
Das Medium erreicht wieder seinen ursprünglichen Zustand und strömt zurück in den Verdampfer – der Kreislauf beginnt erneut.
Fazit
Die Wärmepumpe nutzt Energie aus der Umwelt auf effiziente Weise. Nur ein kleiner Teil der benötigten Energie stammt aus Strom für den Kompressor. Der größte Teil der Heizwärme kommt kostenlos aus Luft, Erdreich oder Wasser. Damit ist die Wärmepumpe eine nachhaltige Lösung für modernes Heizen.