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Luft-Wasser-Wärmepumpe - Funktion für Laien anschaulich erklärt

Eine Wärmepumpe funktioniert prinzipiell wie ein umgekehrter Kühlschrank. Die Außenluft gibt Energie an das Wasser in den Heizrohren. Dies geht auch bei Temperaturen unter null. Das Prinzip der Pumpe ist relativ einfach zu verstehen.

Auch im Winter ist die Luft noch warm genug für die Wärmepumpe.
Auch im Winter ist die Luft noch warm genug für die Wärmepumpe. © M._Großmann / Pixelio

Wärmepumpe gewinnt Energie aus Luft

  • Der absolute Nullpunkt der Temperaturen liegt bei -273,15 °C. Bei den im Vergleich dazu recht hohen Lufttemperaturen auf der Erde ist somit prinzipiell immer Wärmeenergie in der Luft vorhanden.
  • Wie gut diese Energie zum Heizen genutzt werden kann, hängt zum einen mit dem Unterschied zwischen Außen- und Vorlauftemperatur zusammen. Eine Fußbodenheizung, die eine Wassertemperatur von etwa 30-35 °C benötigt, kann somit bei niedrigeren Temperaturen laufen als eine Heizung, die auf 60 °C gefahren werden muss.
  • Zum anderen kann je nach der Wahl des Kühlmittels eine bessere Effizienz erreicht werden.
  • Die meisten Wärmepumpen arbeiten mit dem Kühlmittel FCKW. Moderne Systeme, die in Japan entwickelt wurden, funktionieren dagegen mit CO2, welches auch zu Vorlauftemperaturen von bis zu 90 °C in der Lage ist. Dieses Mittel benötigt zwar einen höheren Druck, um die Temperaturen zu erreichen, ist jedoch umweltfreundlicher und effektiver.

Funktion von Kühlmittel und Heizungswasser

  • Die Wärmepumpe ist im Grunde wie ein normaler Kühlschrank aufgebaut, abgesehen davon, dass die kalten Schlaufen im Außenbereich angebracht wurden und die warmen innerhalb des Hauses.
  • In den Übergängen befinden sich ein Kondensator und ein Verdampfer.
  • Wird das Kühlmittel nach außen befördert, wird es dort verdampft, also vom flüssigen in den gasförmigen Zustand gebracht. Hierbei wird das Mittel so kalt, dass es Wärmeenergie aus der Umgebung aufnehmen kann.
  • Das aufgewärmte Gas wird dann auf dem Weg nach innen vom Kondensator wieder verflüssigt, wodurch es so warm wird, dass es Wärmeenergie an das Heizungswasser abgeben kann.
  • Um diesen Kreislauf in Gang zu halten, muss die Wärmepumpe elektrisch betrieben werden. Ob dieser Aufwand sich im Vergleich zu einer normalen Elektroheizung lohnt, hängt von der Leistungszahl der Wärmepumpe ab.
  • Da diese Zahl mit der Außentemperatur sinkt und steigt, wird ein zusätzliches Heizsystem für die Spitzenlasten im Winter empfohlen. Ab einer Leistungszahl von etwa 2,5 funktioniert die Wärmepumpe tatsächlich effektiver als eine Heizung, die Strom direkt in Wärme umwandelt.
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