Wie funktioniert eigentlich eine Wärmepumpe?

Sponsored – Wer heute durch ein Wohngebiet schlendert, entdeckt sie auf zahlreichen Grundstücken: die Wärmepumpe. Das nachhaltige Heizsystem erfreut sich immer grösserer Beliebtheit – schliesslich zieht es die Heizenergie nicht etwa aus Gas oder Öl, sondern umweltfreundlich aus der immer verfügbaren Umgebungswärme aus der Luft oder der Erde. Aber wie macht sie das eigentlich?

Grafische Zeichnung einer Split-Wärmepumpe
Es gibt zwar verschiedene Wärmepumpen-Arten, doch das Funktionsprinzip ist bei allen gleich: Sie gewinnt Wärme aus der Umgebung. © zVg
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Funktionsweise von Wärmepumpen – das Wichtigste in Kürze:

  • Eine Wärmepumpe gewinnt Wärme aus der Umgebungsluft, dem Erdreich oder dem Grundwasser.
  • Diese Wärme wird auf ein sogenanntes Kältemittel übertragen, das schon bei niedrigen Temperaturen verdampft.
  • Das gasförmige Kältemittel wird mithilfe von elektrischer Energie verdichtet, wobei sich die Temperatur erhöht. Das heisse Kältemittelgas erwärmt dann das Heizwasser, das durch die Heizung des Gebäudes fliesst und die Wohnräume erwärmt.
  • Wärmepumpen können auch kühlen. Dann findet der sogenannte Kältekreislauf in umgekehrter Richtung statt.

Die Wärmepumpe ist eine klimaschonende Alternative zur Öl- und Gasheizung. Denn die meiste Energie, die sie fürs Heizen eines Hauses braucht, entzieht sie der Luft, dem Erdreich oder dem Grundwasser. Dafür braucht sie, verglichen mit der erzeugten Wärmeenergie, nur wenig Strom.

Wie funktioniert eine Wärmepumpe?

Um eine bessere Vorstellung davon zu bekommen, wie die Wärmepumpe arbeitet, lässt sich ihre Funktion mit der eines Kühlschranks vergleichen.

Ein Kühlschrank entzieht den darin gelagerten Lebensmitteln Wärme und leitet diese nach draussen, damit es drinnen kühl bleibt. Die Wärmepumpe funktioniert genau umgekehrt: Sie leitet die Wärme aus der Umgebung in das Heizsystem des Hauses. Das folgende Video beschreibt die Funktionsweise der Wärmepumpe anschaulich:

Der Kältekreislauf der Wärmepumpe einfach erklärt

Ob Luft-Wasser-, Sole-Wasser- oder Wasser-Wasser-Wärmepumpe: Der Kältekreislauf funktioniert immer nach dem gleichen Prinzip und lässt sich in drei Schritte unterteilen: Die Wärmegewinnung, die Nutzbarmachung der Wärme und die Verteilung der Wärme.

Wärmegewinnung aus der Umwelt

Eine Wärmepumpe bezieht die Umgebungswärme aus der Luft, dem Erdreich oder dem Grundwasser. Die Luft-Wasser-Wärmepumpe saugt die Umgebungsluft mittels eines Ventilators an. In der Sole-Wasser- und der Wasser-Wasser-Wärmepumpe hingegen zirkuliert eine mit Frostschutzmittel versetzte Flüssigkeit (auch Sole genannt), welche die Wärme aufnimmt und zur Wärmepumpe transportiert.

Nutzbarmachung der Umgebungswärme

In der Wärmepumpe zirkuliert ein Kältemittel, das bei der Zuführung der gewonnenen Umgebungswärme verdampft.

Dieses gasförmige Kältemittel gelangt in einen strombetriebenen Wärmetauscher, auch Kompressor oder Verdichter genannt. Darin wird das verdampfte Kältemittel verdichtet, wobei dessen Temperatur stark ansteigt. Der unter Druck stehende, heisse Dampf wird in einem weiteren Wärmetauscher, dem Verflüssiger, wieder kondensiert und gibt die Wärme an das Heizungswasser ab.

Die Wärmeverteilung

Im letzten Schritt fliesst das erhitzte Heizungswasser in die Heizkörper oder Fussbodenheizung deines Hauses, wodurch die Wohnräume erwärmt werden.

Das Kältemittel wird anschliessend abgekühlt. Nun fliesst es zum Verdampfer zurück und der Kreislauf kann erneut beginnen.

Grafische Abbildung des Kältekreislaufs einer Wärmepumpe
Der Kältekreis einer Wärmepumpe © zVg

Eine Wärmepumpe kann auch kühlen

Die meisten Wärmepumpen können auch für die Gebäudekühlung genutzt werden. Die Funktionsweise bleibt die gleiche, doch der Kältekreislauf dreht sich um – wir erinnern uns an den Kühlschrank. Die Wärme wird also aus dem Haus nach draussen geleitet und an die Luft, Erde oder das Grundwasser abgegeben. Je nach Art der Wärmepumpe (Link: Wärmepumpen-Arten) spricht man von einer aktiven oder einer passiven Kühlung.

Luft-Wasser-Wärmepumpen kühlen aktiv. Das bedeutet, dass die Wärmepumpe genauso in Betrieb ist, wie wenn sie heizt. Der Unterschied besteht lediglich darin, dass sich ihre Arbeitsrichtung umkehrt.

Bei der passiven Kühlung, die mit einer Sole-Wasser- oder einer Wasser-Wasser-Wärmepumpe möglich ist, zirkuliert zwar der Heizkreislauf, doch der Verdichter bleibt inaktiv.

Klingt interessant? Hier erfährst du mehr über das Kühlen mit Wärmepumpe.

Das Logo von Hoval auf rotem Hintergrund

Dieser Beitrag wird präsentiert von Hoval – dem Wärmepumpen-Spezialisten. Mit über 75 Jahren Erfahrung steht bei Hoval im Fokus stets die Energieeffizienz.

Rundum informiert über Wärmepumpen

Wie funktioniert eine Wärmepumpe eigentlich? Kann man das System auch zum Kühlen nutzen? Und wie finde ich die Wärmepumpe, die zu mir passt? Auf diese und weitere Fragen rund ums Thema Wärmepumpen haben wir die Antworten. Lade dir jetzt kostenlos das PDF herunter.

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