Wie funktioniert eine Wärmepumpe? Einfach erklärt

Eine Wärmepumpe ist für immer mehr Hausbesitzer das beste Heizsystem, um günstig, effizient und nachhaltig zu heizen. Aber wie funktioniert eine Wärmepumpe eigentlich? Das erklären wir in diesem Artikel.

Wie ist eine Wärmepumpe aufgebaut?

Alle Wärmepumpen-Arten haben folgende Bestandteile:

• Wärmequelle: Die Wärme kommt entweder aus der Luft, dem Wasser oder der Erde.
• Wärmepumpe: Diese Einheit wandelt die gewonnene Umweltwärme in nutzbare Wärmeenergie um.
• Wärmeverteilungs- und Speichersystem: Dieses System ist zuständig für die Verteilung und Speicherung der Wärme im Gebäude.

Das Zusammenspiel dieser Komponenten ermöglicht den Wärmepumpen-Kreislauf, den wir im nächsten Abschnitt beschreiben.

Wie funktioniert eine Wärmepumpe?

Eine Wärmepumpenheizung nutzt die Umgebungswärme, um Gebäude zu beheizen. Wie das funktioniert, erklärt unser Wärmepumpen-Techniker David im Video. Darunter erklären wir es auch im Text mit Animation.

Das Wärmepumpen-Prinzip folgt einem einfachen Kreislauf:

1. Wärmeabsorption: Das kalte Wärmepumpen-Kältemittel im System fließt durch eine Außeneinheit und absorbiert dabei die Umgebungswärme aus Luft, Wasser oder Erdreich.
2. Verdampfung: Das Kältemittel im Verdampfer verdampft durch die Aufnahme der Umgebungswärme.‍
3. Kompression: Der Kältemitteldampf wird dann zu einem Kompressor geleitet. Durch die Kompression erhöht sich die Temperatur des Kältemittels deutlich. Dieser Prozess benötigt elektrische Energie.‍
4. Wärmeabgabe: Der heiße Kältemitteldampf gelangt anschließend in den Wärmetauscher (Kondensator). Dort gibt es seine Wärme an die Raumluft oder das Heizsystem ab.‍
5. Expansion: Nachdem das Kältemittel seine Wärme abgegeben hat, fließt es durch ein Expansionsventil. Dabei verringert sich der Druck, das Kältemittel kühlt ab und der Kreislauf beginnt von vorne.‍
6. Ausgangszustand: Das Kältemittel befindet sich nun wieder in seinem ursprünglichen Zustand und kann erneut Wärme aus der Luft aufnehmen.

Hier nochmal in der Animation:

Häufig gestellte Fragen zur Funktion einer Wärmepumpe

Was ist die Jahresarbeitszahl (JAZ)?

Die Jahresarbeitszahl, kurz auch JAZ, ist ein Maß für die Effizienz von Wärmepumpen. Sie zeigt an, wie viel Heizwärme aus dem benötigten Strom innerhalb eines Jahres erzeugt wurde. Ein Beispiel: Eine Luftwärmepumpe mit einer JAZ von 4 macht aus 1 Kilowattstunde Strom 4 Kilowattstunden Wärmeenergie. Der Wirkungsgrad einer Wärmepumpe ist also enorm hoch.
Gut zu wissen: Je höher die JAZ, desto höher die Effizienz der Wärmepumpe.

Was ist der Coefficient of Performance (COP)?

Der Coefficient of Performance (COP) ist ebenfalls eine Maßzahl zur Bestimmung der Effizienz von Wärmepumpen. Sie bemisst allerdings nur einen bestimmten Zeitpunkt. Dadurch kann der COP-Wert je nach Betriebsbedingungen variieren, da er von der Temperatur der Umgebungsluft abhängt. Dies macht den COP weniger geeignet für die Bewertung von realen Betriebsbedingungen als die JAZ.

Was bedeuten Vorlauftemperatur, Rücklauftemperatur und Spreizung?

Die Vorlauftemperatur ist die Temperatur des Wassers, das in das Heizsystem fließt. Die Rücklauftemperatur ist die Wassertemperatur, mit der das Wasser im Heizsystem zurück zur Wärmepumpe fließt, nachdem es die Wärme abgegeben hat. Die Differenz zwischen den beiden nennt man Spreizung. Oftmals spricht eine geringe Spreizung für hohe Effizienz.

Was ist der Bivalenzpunkt?

Der Bivalenzpunkt einer Wärmepumpe ist die Außentemperatur, zu der die Wärmepumpe ihre maximale Heizleistung erbringt. Ist die Außentemperatur niedriger als der Bivalenzpunkt, wird ein zusätzliches Heizsystem benötigt, um den Haushalt mit Wärme zu versorgen.

Ob sich eine Wärmepumpe auch für Ihr Haus lohnt, finden Sie hier heraus: