Wie funktioniert eine Wärmepumpe?
Eine Wärmepumpe ist ein Gerät, das Wärmeenergie aus einer Quelle (wie der Luft, dem Boden oder Wasser) aufnimmt und sie auf ein höheres Temperaturniveau bringt, um sie für Heizung und Warmwasserbereitung in Gebäuden nutzbar zu machen. Der Prozess, den eine Wärmepumpe verwendet, ist vergleichbar mit dem Funktionsprinzip eines Kühlschranks, nur in umgekehrter Richtung. Hier sind die Grundschritte, wie eine Wärmepumpe funktioniert:
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Wärmeabsorption: Ein Kältemittel, das in der Wärmepumpe zirkuliert, absorbiert Wärme aus der Umgebung (z.B. aus der Außenluft, dem Erdreich oder Grundwasser). Dies geschieht im Verdampfer, wo das Kältemittel von flüssigem in gasförmigen Zustand übergeht.
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Kompression: Das gasförmige Kältemittel wird dann von einem Kompressor angesaugt und komprimiert, wodurch seine Temperatur und sein Druck steigen. Der Kompressor ist das Herzstück der Wärmepumpe und benötigt Energie, meist in Form von Elektrizität, um zu funktionieren.
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Wärmeabgabe: Das nun heiße Kältemittel gelangt in den Kondensator, wo es seine Wärme an das Heizsystem des Gebäudes (wie Fußbodenheizung oder Heizkörper) abgibt. Während der Abgabe der Wärme kondensiert das Kältemittel und wird wieder flüssig.
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Expansion: Nachdem das Kältemittel seine Wärme abgegeben hat, fließt es durch ein Expansionsventil, das den Druck des Kältemittels reduziert. Dadurch kühlt es sich ab und beginnt den Kreislauf erneut.
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Wärmeverteilung: Die vom Kondensator abgegebene Wärme wird durch das Heizsystem im Gebäude verteilt, um Räume zu erwärmen oder Warmwasser zu liefern.
Wärmepumpen sind besonders effizient, weil sie mehr Energie in Form von Wärme liefern, als sie an elektrischer Energie zum Betrieb des Kompressors aufnehmen. Die Effizienz einer Wärmepumpe wird durch die Leistungszahl (COP) oder die Jahresarbeitszahl (JAZ) angegeben, die das Verhältnis der abgegebenen Wärmemenge zur aufgenommenen elektrischen Energie über ein Jahr darstellt.
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