Wärmepumpe: Funktion und Aufbau

Die Wärmepumpe ist eine hervorragende Art und Weise, um regenerativ zu heizen. Dafür nutzt die Wärmepumpe Umweltwärme, um diese in einem komplexen technischen Prozess für die Raumheizung aufzubereiten. Unter Experten gilt der Leitspruch, eine Wärmepumpe sei wie ein umgekehrter Kühlschrank zu verstehen. Unser 11880.com-Heizung-Ratgeber klärt Sie darüber auf, was es mit der Wärmepumpe und ihrem geheimnisvollen Leitspruch auf sich hat.

Wie gewinnen Wärmepumpen Energie?

Die Energie zu den Prozessen, die eine Wärmepumpe ausführen kann, kann aus verschiedenen Quellen kommen Wärmepumpen heizen mithilfe von Erdwärme bzw. Geothermie, aber auch das Grundwasser kann als Energiequelle dienen, ebenso wie die Luftwärme.

Das Prinzip dahinter ist dabei immer dasselbe:

Die gewonnene Umweltwärme wird in einen Verdampfer geleitet und wärmt hierin ein Kältemittel auf, wodurch das Kältemittel verdampft und somit in einen gasförmigen Zustand gebracht wird.
Das Gas wird anschließend mit einer Pumpe – dem sogenannten Verdichter bzw. Kompressor – stark komprimiert, was zu einem immensen Druck- und Wärmeanstieg führt. Bei diesem Vorgang wird am meisten Strom verbraucht.
Nachdem die gewünschte Temperatur erreicht ist, wird die Kondensationswärme mithilfe eines Verflüssigers (Kondensator) verflüssigt und die dabei freigesetzte Hitze mit einem Wärmetauscher an den Heizkreislauf weitergegeben, um z. B. die Heizkörper im Haus zu erwärmen.
Ist die Wärmeabgabe abgeschlossen, wird das flüssige Mittel zu einem Expansionsventil geleitet, um den Druck und somit auch die Temperatur wieder zu senken.
Das Kältemittel ist nun wieder bereit, um im Verdampfer erneut von Umweltwärme aufgewärmt zu werden – der Kreislauf beginnt von Neuem.

Wärmepumpen und Kühlschränke im Vergleich

Wie eingangs erwähnt, ähnelt die Wärmepumpe damit einem Kühlschrank – jedoch mit einem entscheidenden Unterschied. Während der Wärmepumpe von außen Wärme zugeführt wird, um ein Kühlmittel aufzuwärmen, entzieht der Kühlschrank den Lebensmitteln und der Luft in seinem Innenraum die Wärme. Anschließend gibt der Kühlschrank diese Wärme dann „ungenutzt“ an den Raum ab. Schließlich ist der Kühlschrank nicht dazu da, etwas gezielt zu erwärmen, sondern nur dazu da, die Lebensmittel kühl zu halten. Die Wärme ist dabei nur ein Nebenprodukt, während sie bei der Wärmepumpe das Endprodukt darstellt.

Welchen Nutzen hat die Wärmepumpe?

Die Wärmepumpe wird in erster Linie als Wärmequelle in Ein- und Mehrfamilienhäusern eingesetzt und das sowohl beim Neubau als auch bei der Sanierung. Je nachdem, wie es um den generellen Energiestandard eines Hauses bestellt ist, besorgt die Wärmepumpe sogar allein die Raumheizung des Gebäudes. Da sie die Umgebungswärme nutzen, sind sie zudem umweltfreundlich und zukunftsorientiert.

Darüber hinaus können Wärmepumpen auch als Klimaanlage dienen und im Sommer für eine angenehme Kühle sorgen. Denn wie bereits weiter oben angesprochen, sind sich Wärmepumpen und Kühlschränke vom Prinzip her sehr ähnlich. Unser Ratgeberbeitrag Wärmepumpe als Klimaanlage erklärt, wie es im Genauen funktioniert und welche Vor- und Nachteile Sie bei einer Kühlung mithilfe einer Wärmepumpe erwarten.

Welche Wärmepumpen gibt es?

Basierend auf den Energiequellen, die zum Betrieb einer Wärmepumpe genutzt werden, gibt es auch unterschiedliche Wärmepumpen-Systeme:

Kann die Wärmepumpe auch im Winter für ausreichend Wärme sorgen?

Wärmepumpen können auch im Winter ausreichend Wärme produzieren. Grund dafür ist das Kältemittel, welches seinen Siedepunkt bereits zwischen – 10 und – 20 Grad hat. Selbst bei Minusgraden kann das Kältemittel also verdampfen und so der notwendige Prozess zur Wärmegewinnung angestoßen werden.

Notfalls kann aber auch mithilfe von zusätzlichen Heizstäben nachgeholfen werden, etwa wenn die Temperaturen auf unter 20 Grad fallen. Dies hat aber einen erhöhten Stromverbrauch zur Folge und kommt in den meisten Gebieten nur sehr selten vor. Der Winter stellt also kein großes Problem für Wärmepumpen dar. Welche Aspekte einer Wärmepumpe wirklich nachteilig sind, verrät unser Ratgeberbeitrag Wärmepumpe: Nachteile und Vorteile.

Besonderheiten bei Eisspeicher und Gaswärmepumpe

Der Eisspeicher ist eine noch relativ neue Variante der Wärmepumpe. Hierbei wird die Energie beim Kristallisieren von Wasser genutzt, um Heizenergie zu gewinnen. Vor allem in gewerblichen und industriellen Gebäuden hat sich der Eisspeicher in den letzten Jahren bewährt. Die Gaswärmepumpe bezieht nur etwa ein Viertel ihres Energiebedarfs aus Umweltwärme. Den Großteil der Energie bezieht sie aus Gas, ist also wie eine Art Hybrid zu verstehen und somit nicht zu 100% im Umwelt-Trend.

Was kann die Wärmepumpe kosten?

Natürlich haben die unterschiedlichen Wärmepumpensysteme auch unterschiedliche Preise, die übrigens im Allgemeinen durch das Bundesamt für Ausfuhrkontrolle und Wirtschaft gefördert werden und für die die KfW zinsgünstige Kredit anbietet. Generell lässt sich sagen, dass Luftwärmepumpen günstig und Erdwärmepumpen eher teuer ausfallen. Bei der Installation von Luftwärmepumpen sind keinerlei Brunnen, Erdkollektoren oder Sonden vonnöten, weswegen hier Preise von 7.000 € – 10.000 € möglich sind.

Erdwärmepumpen sind aufgrund ihrer komplexen Installation in der Regel nicht unter 14.000 € erhältlich und je nach Bodenbeschaffenheit kann der Preis steigen. Hinzu kommen Lüftungsmodule, Schläuche, Regenschutz oder Leistungen sowie der Arbeitslohn. In unserem Preisvergleich Wärmepumpe Kosten vergleichen wir die Kosten für die unterschiedlichen Wärmepumpe-Arten.