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So einfach funktionieren Wärmepumpen

So einfach funktionieren Wärmepumpen

Haben Sie sich schon einmal gefragt, wie es eine Wärmepumpe schafft, aus Erdreich, Wasser oder Luft Wärme zu erzeugen? Wir erklären, wie Wärmepumpen funktionieren.

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Wärmepumpen sind besonders nachhaltige Energielieferanten, da sie kostenlose Umweltenergie aus dem Erdreich, dem Grundwasser oder der Umgebungsluft in nutzbare Heizenergie umwandeln. Erd-, Wasser- oder Luftwärmepumpen bedienen sich zwar unterschiedlicher Energiequellen, die drei Arten von Wärmepumpen  ähneln sich aber in ihrer grundlegenden Funktionsweise. Eine große Rolle spielt dabei das in den Geräten enthaltene Kältemittel. Klingt nach einem Widerspruch, ist es aber nicht. Durch Verdampfung, Verdichtung, Verflüssigung und Entspannung trägt es nämlich maßgeblich dazu bei, dass aus natürlichen Ressourcen wohlige Wärme entsteht.

Das Wärmepumpenprinzip: So funktionieren Wärmepumpen

William Thomson (Bild: Urheber unbekannt, keine Einschränkung)

Bereits 1852 entdeckte der Physiker William Thomson das sogenannte Wärmepumpenprinzip, das seit Anfang des 20. Jahrhunderts für den Betrieb einer unserer wichtigsten Alltagsgegenstände verantwortlich ist – für den Kühlschrank. Wärmepumpen arbeiten sehr ähnlich. 

Während ein Kühlschrank seinem Innenraum Wärme entzieht und diese nach außen abgibt, funktionieren Wärmepumpen genau umgekehrt. Sie holen sich die Wärme aus dem Außenbereich und geben sie an die Räumlichkeiten unseres Eigenheims ab. Der Einsatz von Wärmepumpen zur Beheizung von Gebäuden und zur Warmwasserbereitung wurde jedoch erst in den 1990er-Jahren markttauglich. Bis heute verändern Innovationen und große technische Fortschritte die Funktionsweise der Geräte und die damit zusammenhängende Effizienz immens. 

Hinter dem Wärmepumpenprinzip steckt ein raffinierter Kreislauf, der sich anhand von vier grundlegenden Schritten erklären lässt:

 

Verdampfung
Im Kreislauf einer Wärmepumpe befindet sich ein sogenanntes Kältemittel, das einen besonders niedrigen Siedepunkt hat. Die Wärmepumpe gewinnt ihre Energie aus Luft, Erde oder Wasser. In der Wärmepumpe verdampft das Kältemittel selbst bei den niedrigen Temperaturen seiner Umgebung und geht also vom flüssigen in den gasförmigen Aggregatzustand über.

Verdichtung
Das verdampfte Kältemittel gelangt anschließend in einen Kompressor, der in die Wärmepumpe integriert ist und mit elektrischem Strom betrieben wird. Nun erfolgt der wichtigste Teil des Kreislaufs: Der Dampf wird durch das „Pumpen“ des Kompressors verdichtet – ganz genau so, wie man sich das bei einer Fahrradpumpe vorstellt. Dadurch erhöhen sich der Druck und die Temperatur des Dampfs erheblich. Dieser Vorgang, das "Pumpen", ist zugleich der Namensgeber für die Wärmepumpe.

Verflüssigung
Der Dampf wird immer heißer. Auf einem hohen Temperaturniveau angekommen kondensiert das dampfförmige Kältemittel schlussendlich im sogenannten Kondensator und gibt die Energie an das Heizungswasser und Warmwassersystem ab. Auf diese Weise gelangt die Wärme genau dorthin, wo sie benötigt wird: Über die Leitungen des Heizungssystems versorgt sie die Fußbodenheizung oder bei Wärmepumpen mit einer hohen Vorlauftemperatur, wie der Belaria pro von Hoval, auch die Heizkörper. Darüber hinaus wird auch der Warmwasserspeicher beheizt und ermöglicht der ganzen Familie angenehme Temperaturen beim Duschen oder Baden.

Entspannung
Im letzten Schritt senkt ein Entspannungsventil den Druck des Kältemittels. So kann der Kreislauf von vorne beginnen.

Erklärvideo: Wie eine Wärmepumpe funktioniert

Funktionsweise der Wärmepumpe: ein Zusammenspiel von Strom und Umgebungsenergie

Wärmepumpen erweisen sich durch diese Funktionsweise als besonders energieeffizient. Die Energie, die sie für ihren Kreislauf benötigen, gewinnen sie zu etwa 75 % aus der Umgebung. Die restlichen 25 % werden durch Strom bezogen, den die Wärmepumpe für das Verdichten im integrierten Kompressor benötigt.  Wussten Sie schon, dass Wärmepumpen ganz besonders nachhaltig sind, wenn sie Ökostrom nutzen – beispielsweise aus einer Photovoltaikanlage auf dem Dach? Mit dem kostenlosen EnergyManager PV Smart von Hoval sparen Sie dabei bis zu 10 % der Kosten.

Kühlen mit Wärmepumpen

Der große Vorteil von Wärmepumpen in Zeiten der auch in Österreich immer wärmer werdenden Sommermonate ist, dass sie es nicht nur erlauben, zu heizen, sondern auch, zu kühlen. Dabei wird der oben beschriebene Kreislauf in der Wärmepumpe einfach umgekehrt. Der Luft in den Innenräumen wird die Wärme entzogen und in einem weiteren Schritt nach außen abgegeben. So wird die Wärmepumpe an heißen Tagen tatsächlich zum Kühlschrank.

Wir unterstützen Sie bei der Wahl der Wärmepumpe, die am besten zu Ihnen passt. Unser Team nimmt gern Kontakt zu Ihnen auf – kostenfrei und unverbindlich. Jetzt anfordern!