Wärmepumpe

Was ist eine Wärmepumpe?

Wie funktioniert eine Wärmepumpe?

1. Wärmequelle verdampft Kältemittel: 

Im Verdampfer befindet sich ein flüssiges Kältemittel, welches bereits bei relativ niedrigen Temperaturen verdampft. Dafür genügt beispielsweise schon die Wärme aus dem Erdboden, die im Winter vom Kältemittel aufgenommen wird. 

2. Verdichten für Temperaturanstieg: 

Das verdampfte Kältemittel wird im Kompressor verdichtet, der mit Strom betrieben wird. Das erhöht den Druck des Kältemittels und damit auch dessen Temperatur. Die Verdichtung ist also der zweite wichtige Schritt, um mit einer Wärmepumpe Wärme zu erzeugen. 

3. Abgabe der Wärme: 

Das erwärmte Kältemittel gelangt nun in den Kondensator (Verflüssiger). Beim Verflüssigen gibt es seine Wärme an das Heizungswasser ab. 

4. Entspannen des Kältemittels: 

Das Kältemittel ist wieder flüssig, steht aber noch unter Druck. Durch das Expansions- oder Entspannungsventil gelangt es wieder auf das ursprüngliche niedrige Druckniveau und dann weiter zum Verdampfer, wo der Prozess von vorn beginnt.

Das Ergebnis: 

Das Heizungswasser hat dank der Wärmepumpe die nötige Vorlauftemperatur erreicht und die Heizkörper werden mollig warm.

Wie funktioniert eine Wärmepumpe im Winter?

Grundsätzlich gilt: Jede Wärmepumpe kann ihrer Umgebung Wärme entziehen, solange die Temperatur der Wärmequelle über dem Siedepunkt des Kältemittels liegt. Die Siedepunkte typischer Kältemittel für Wärmepumpen liegen bei –57 bis –12 Grad. 

Außenluft hat also auch im Winter noch immer Wärmeenergie, die eine Luft-Wärmepumpe nutzen kann. Bei Geothermie und Grundwasser ist die Wärmequelle noch ergiebiger. Rohre für Erdwärmepumpen werden unterhalb der Frostgrenze verlegt. Ab einer Tiefe von 10 Metern herrscht ganzjährig sogar eine Temperatur von mindestens 10 Grad. 

Bei Erde und Grundwasser muss die Wärmepumpe im Winter also eine geringere Temperaturdifferenz zur Vorlauftemperatur des Heizungswassers überbrücken als bei Luft als Wärmequelle. Deshalb haben Erd- und Grundwasser-Wärmepumpen einen höheren Wirkungsgrad und niedrigere Stromkosten als Luftwärmepumpen.