Die Funktionsweise der Wärmepumpe

Es klingt wie ein Wunder: Bei einer Wärmepumpe führt man etwa 25 Prozent Energie zu und erhält 100 Prozent Heizleistung. Wie kann das funktionieren?

Das Prinzip der Wärmepumpe basiert auf einem Wärmetauschersystem. Dieses entzieht der Umwelt Wärme. In einem Kältekreislauf bringt man diese Wärme auf ein höheres Temperaturniveau. So kann die Wärme der Umwelt als Heizwärme genutzt werden.

Vergleichbar ist dieses Prinzip mit einem Kühlschrank: Dieser entzieht dem Innenraum die Wärme und gibt sie nach außen ab. Die Wärmepumpe macht genau das Gegenteil: Sie entzieht der Außenwelt Wärme und gibt sie nach innen ab. Diese Umwandlung geschieht in einem Kreislauf, in dem ein Kältemittel mit sehr niedrigem Siedepunkt zirkuliert. In diesem Kreislauf wirken auf das Kältemittel vier Komponenten ein: der Verdampfer, der Verdichter, der Verflüssiger und das Expansionsventil.

Der Verdampfer absorbiert die Wärme der Außenwelt. Das zunächst flüssige Kältemittel wird dadurch gasförmig. Im Verdichter erfolgt durch eine geringe Energiezufuhr eine Kompression des Kältemittels. Dadurch erhöht sich die Temperatur des Kältemittels, es wird zu einem sogenannten Heißgas. Der Verflüssiger gibt die Wärme ins Hausinnere ab. Dadurch kondensiert das Gas und wird wieder flüssig. Das Expansionsventil senkt den Druck des Kältemittels wieder, die Temperatur des Kältemittels fällt. Das kalte, flüssige Kältemittel wird wieder in den Verdampfer geleitet. Der Kreislauf beginnt von Neuem.

Ist dieses System richtig eingestellt, kann die Wärmepumpe etwa 75 Prozent ihrer Energie aus der Umwelt beziehen. Das Verhältnis von eingesetzter und abgegebener Energie beschreibt man durch den "Coefficient of Performance", den sogenannten COP. Die Höhe des COP gibt dem Verbraucher Auskunft über die tatsächliche Leistung des Wärmepumpensystems.

Das Funktionsprinzip der Wärmepumpe lässt sich auf drei Arten nutzen, je nachdem, woher der Verdampfer die Energie der Außenwelt nimmt: Mögliche Energiequellen für die Wärmepumpe sind Luft-, Erde- und Wasser.

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