Günstig und klimafreundlich heizen – so funktioniert eine Wärmepumpe

Wärmepumpen gelten als die Zukunft im Bereich des Heizens. Sie sind klimafreundlich, liefern bezahlbare Wärme und können in den meisten Fällen nachträglich eingebaut werden. Dafür benötigt die Wärmepumpe keinen Brennstoff. Stattdessen zieht sie die Wärme aus ihrer Umgebung. Die Wärme ist immer und überall verfügbar, sodass die Wärmepumpe ein zuverlässiges Heizsystem darstellt.

Nutzung der Umgebungsenergie

Eine Wärmepumpe kommt vollständig ohne Brennstoffe wie Gas oder Öl aus. Stattdessen nutzt sie die thermische Energie, welche in der Umgebung gespeichert ist. Je nach System handelt es sich um die Energie im Erdreich, dem Grundwasser oder der Luft. Es gibt sogar Systeme, welche die Wärmeenergie aus dem Abwasser nutzen. Diese Energie ist ganzjährig verfügbar. Zudem ist diese Energie kostenlos, wodurch die Wärmepumpe eine attraktive Alternative zur Gasheizung ist. Zusätzlich benötigt die Pumpe Strom, um den Prozess in Gang zu setzen. Wer hier auf Ökostrom setzt, kann mit der Wärmepumpe zu 100 Prozent klimaneutral heizen.

Funktionsweise

Im Grunde funktioniert eine Wärmepumpe wie ein umgekehrter Kühlschrank und transportiert Wärme von draußen nach innen. Auch dann, wenn es draußen friert. Sie entzieht der Natur Wärme und leitet sie anschließend in den Innenbereich. Damit das funktioniert, besteht die Wärmepumpe aus drei Elementen. Die Wärmequellenanlage entzieht der Umgebung die Wärme. Die eigentliche Wärmepumpe macht diese Energie über einen komplizierten technischen Prozess nutzbar. Anschließend wird die Wärme in das Verteil- und Speichersystem geleitetet und entweder direkt im Haus verteilt oder zwischengespeichert.

1. Schritt 1: Wärmeaufnahme
   Im ersten Schritt muss die Wärme von der Wärmequellenanlage zur Wärmepumpe transportiert werden. Bei einer Luft-Wärmepumpe wird die Luft von außen dafür mit einem Ventilator angesaugt. Bei anderen Systemen befindet sich in der Wärmequellenanlage meist ein Gemisch aus Wasser und einem Frostschutzmittel. Diese nimmt die Wärme aus dem Grundwasser oder dem Erdreich auf und transportiert sie zur Wärmepumpe.
2. Schritt 2: Temperaturerhöhung und Wärmeabgabe
   Im nächsten Schritt muss die Wärme nutzbar gemacht werden, denn die Temperatur ist bis jetzt noch zu niedrig, um damit heizen zu können. In der Wärmepumpe befindet sich dafür ein weiterer Kreislauf, in welchem sich ein Kältemittel befindet. Dieses zeichnet sich dadurch aus, dass es einen sehr niedrigen Siedepunkt hat, wodurch es bei Raumtemperatur gasförmig ist. Auf diesen Kreislauf wird die Wärme übertragen. Der Kältemitteldampf wird nun in einen Verdichter geleitet, wo es komprimiert wird. Das führt zu einem Druckanstieg, wodurch sich die Temperatur des Gases erhöht. Anschließend wird es im Verflüssiger kondensiert, wobei es seine Wärme abgibt. Danach wird das Kältemittel wieder in den Verdampfer geleitet.
3. Schritt 3: Heizen
   Im Haus befindet sich eine Verteil- und Speichersystem, in welchem Wasser zirkuliert. Bei der Kondensation des Kältemittels wird die Wärme auf das Wasser übertragen. Das Verteilsystem sorgt anschließend dafür, dass das Gebäude über die Heizung erwärmt wird. Alternativ kann die Wärme im Speichersystem zwischengespeichert werden.

Heizen auch im Winter

Obwohl die Wärmepumpe die Wärme von außen benötigt, funktioniert sie auch im Winter. Das funktioniert so lange, wie der Siedepunkt des Kältemittels niedriger ist als die Temperatur der Wärmequelle. Dieses hat deshalb oft einen Siedepunkt von -40 Grad Celsius oder weniger.