Im Prinzip ist eine Wärmepumpe ein umgekehrter Kühlschrank. Dieser entzieht seinem Innenraum die Wärme und gibt diese nach außen ab, so dass es im Inneren kühl bleibt. Die Wärmepumpe entzieht der Umgebung Wärme und leitet diese als Heizenergie in das Innere des Hauses. Grundlage dieser Funktionsweise ist der Joule-Thomson-Effekt. Die Wärmepumpe scheint das Unmögliche möglich zu machen, nämlich Wärme gegen das Temperaturgefälle zu verschieben, vom Kalten ins Warme.
Die Wärmepumpen-Anlage
Eine klassische Wärmepumpen-Anlage besteht aus drei Teilen. Der Teil, der die benötigte Energie aus der Umgebung entzieht, der eigentlichen Wärmepumpe, die diese Energie nutzbar macht und dem Verteilungs- und Speichersystem, welches die Wärme im Haus verteilt und speichert.
1. Energiegewinnung durch die Wärmequellanlage
Die Wärmequellanlage nimmt Wärme aus dem Erdreich oder Grundwasser auf und transportiert diese zur eigentlichen Wärmepumpe. Dies wird erreicht, indem eine Flüssigkeit zirkuliert und die Umweltwärme aufnimmt und nach oben transportiert. Bei der Flüssigkeit handelt es sich häufig um eine Sole (mit Frostschutzmittel versetztes Wasser). Eine andere Möglichkeit sind Luft-Wärmepumpen, die über einen Ventilator Außenluft ansaugen und diese an die Wärmepumpe weiterleiten.
2. Nutzbarmachung in der eigentlichen Wärmepumpe
In der Wärmepumpe zirkuliert Kältemittel in einem weiteren Kreislauf. Durch einen Verdampfer wird die Umweltenergie an das Kältemittel übertragen indem dieses zum Verdampfen gebracht wird. Bei einer Luft-Wärmepumpe wird das Kältemittel durch die Außenwärme erhitzt.
Der entstandene Dampf wird in der Wärmepumpe zu einem Verdichter weitergeleitet. Durch die Kompression wird die Temperatur des nun gasförmigen Kältemittels erhöht, um es im nächsten Schritt kondensieren zu lassen. Dabei gibt es die benötigte Wärme ab. Das Kältemittel wird anschließend wieder verflüssigt und der Kreislauf beginnt von neuem.
3. Das Heizen durch das Verteil- und Speichersystem
Als Heizmedium wird üblicherweise Wasser genutzt, was in Heizkörpern oder Flächenheizungen im Fußboden zirkuliert. Die aus der Wärmepumpe gewonnen Wärme wird an dieses Wasser weitergegeben und erhöht so die Temperatur im Haus. Über einen Warmwasserspeicher ist somit auch jederzeit heißes Wasser verfügbar.
Energie sparen und Emissionen verringern
Die Wärmepumpe ist eine sehr umweltfreundliche und zuverlässige Heizungsart. Schon im 19. Jahrhundert wurde das Prinzip der Wärmepumpe erdacht und wurde seitdem stetig weiter entwickelt. Im Jahr 1969 ging in Deutschland die erste Erdwärmepumpe in Betrieb. Eine Wärmepumpenanlage spart nicht nur Energie, sondern senkt auch die CO2-Emissionen. Durch diese Eigenschaften ist die Wärmepumpe eine ökologisch zukunftsweisende Technologie. Ein weiterer Vorteil einer Wärmepumpe ist auch, dass die Anlage mit zunehmender Nutzungszeit sogar noch umweltfreundlicher wird. Die Bundesregierung treibt die Nutzung erneuerbarer Energiequellen voran und somit wird der Strom-Mix in Zukunft immer umweltschonender. Da die Wärmepumpe bei ihrem Betrieb auch Strom benötigt, wird dieser demnach in Zukunft nur noch umweltverträglicher.
Bildmaterial: © Dirk Schumann – Fotolia.com