What the Tech: Wie funk­tio­niert eine Wärme­pumpe?

Eine Wärme­pumpe kann dein Zuhause beheizen, aber auch abkühlen. Sie trans­fe­riert Hitze von einem Ort zu einem anderen, mithilfe von Luft oder Hitze­quellen. Wie genau das funk­tio­niert, erfährst du hier.


Die Wärme­ver­sor­gung verlangt heute nach Konzepten, die auf erneu­er­bare Ener­gien setzen und bei stei­genden Ener­gie­preisen rentabel sind. Genau das erfüllt eine Wärme­pumpe. Sie benö­tigt nur sehr wenig elek­tri­sche Energie, um das Viel­fache der vorhan­denen Wärme aus dem Erdreich, dem Grund­wasser oder der Außen­luft nutzbar zu machen.

Und das funk­tio­niert so: In einem geschlos­senen Kreis­lauf wird die Umwelt­wärme auf ein Kälte­mittel im Verdampfer über­tragen und wird gasförmig. Im elek­tri­schen Verdichter wird das gasför­mige Kälte­mittel dann kompri­miert und dadurch erwärmt. Im Verflüs­siger, bzw. Konden­sator erhitzt das warme Gas dann das Wasser des Heizungs­kreis­laufs oder des Warm­was­ser­spei­chers. Das gasför­mige Kälte­mittel verflüs­sigt sich wieder und gelangt über das Expan­si­ons­ventil zurück zum Verdampfer und der Kreis­lauf wieder­holt sich. Dem Kälte­mittel von Luft-Wasser-Wärme­pumpen reichen -20 Grad Celsius aus, um den Kreis­lauf effi­zient zu betreiben.

Der eben beschrie­bene Kälte­kreis­lauf ist das Herz einer Wärme­pumpe. Etwa Drei­viertel der benö­tigten Energie entziehen Wärme­pumpen der Umwelt. Die rest­liche Energie kommt im Opti­mal­fall eben­falls aus erneu­er­baren Ener­gie­quellen. Anlagen, bestehend aus Wärme­pumpe und Photo­vol­ta­ik­an­lage, arbeiten weitest­ge­hend unab­hängig von stei­genden Strom­preisen und sparen damit Betriebs­kosten. In der Regel benö­tigt der elek­tri­sche Verdichter die meiste zusätz­liche Energie inner­halb der Wärme­pumpe.

Doch auch andere Bauteile, wie beispiels­weise der Venti­lator verbrau­chen Strom und können deshalb zur Energie- und Geld­ersparnis beitragen. In Wärme­pumpen kommen verschie­dene Venti­la­toren zum Einsatz: Axial-, oder Radi­al­ven­ti­la­toren. Radi­al­ven­ti­la­toren kommen bei Innen­auf­stel­lungen zum Einsatz, da sie sich für höhere Druck­an­for­de­rungen eignen. Bei einer Außen­auf­stel­lung werden hingegen noch lauf­ru­hi­gere Axial­ven­ti­la­toren verwendet, hier ist der geringe Geräusch­pegel sehr wichtig. Dank EC-Motor werden diese mit nied­riger Dreh­zahl betrieben und arbeiten so auch im Teil­last­be­trieb ruhig. Bei Wärme­pumpen vor dem Haus befindet sich der Verdampfer als abge­setzte Einheit im Außen­be­reich und eine Kälte­mit­tel­lei­tung führt nach innen.

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