Das Expansionsventil der Wärmepumpe: kleines Bauteil, große Wirkung


Das Expansionsventil der Wärmepumpe regelt den Rückfluss des Kältemittels zum Verdampfer und ist essenziell für die Funktionalität der Wärmepumpe. Wie genau das Expansionsventil funktioniert und warum es ein kleines, aber wichtiges Bauteil ist, erfahren Sie in diesem Artikel.

Wärmepumpe außen vom Haus aufgestellt mit Garten im Hintergrund

Die Funktionsweise einer Wärmepumpe im Schnelldurchlauf

Wärmepumpen gelten als das nachhaltige Heizsystem der Zukunft und sind ein essenzieller Bestandteil der Wärmewende. Denn: Das moderne Heizsystem kann Wärme ohne den direkten Einsatz fossiler Brennstoffe erzeugen. Stattdessen nutzt die Wärmepumpe Strom aus dem Netz oder einer PV-Anlage, um die Energie der Umgebungsluft, des Erdreichs oder des Grundwassers anzuzapfen. Die so aufgenommene Energie wird anschließend dazu genutzt, ein Kältemittel zu verdampfen, welches die Umgebungsenergie schlussendlich an den Heizkreislauf des Hauses überträgt. Dort kann die Wärmeenergie dann zu Heizzwecken oder für warmes Brauchwasser genutzt werden. Wie genau der gesamte Prozess im Inneren der Wärmepumpe abläuft, wird im folgenden Video erklärt: 

Ohne Expansionsventil kein Heizkreislauf

Wie im Video zu sehen war, handelt es sich bei dem Prozess im Inneren der Wärmepumpe um einen geschlossenen Kreislauf. Essenziell für diesen Kreislauf sind verschiedene Komponenten, vor allem das Kältemittel und der Wärmetauscher, aber auch der Verdichter sowie das Expansionsventil der Wärmepumpe. Letzteres sorgt dafür, dass das Kältemittel nach Abgabe der Energie im Wärmetauscher wieder in den Kreislauf zurückgeleitet wird und neue Energie aus der Umgebung aufnehmen kann. Doch wie funktioniert das Expansionsventil der Wärmepumpe eigentlich genau?

Ganz einfach: Nachdem der Kältemitteldampf seine Energie über den Wärmetauscher an den Heizkreislauf abgegeben hat, kühlt das Kältemittel ab und fließt in Richtung des Expansionsventils. Zu diesem Zeitpunkt hat sich das Kältemittel zwar schon wieder größtenteils verflüssigt, allerdings ist das Temperaturniveau noch zu hoch, als dass neue Energie aus der Umgebung aufgenommen werden könnte. An dieser Stelle kommt nun das Expansionsventil der Wärmepumpe ins Spiel. Das Bauteil verringert den Druck auf das Kältemittel, wodurch sich dieses ausdehnt und vollends verflüssigt. Durch die Ausdehnung sinkt zudem das Temperaturniveau des Kältemittels, sodass es im Verdampfer erneut Energie aufnehmen kann. 

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Ein defektes Expansionsventil muss schnellstmöglich ersetzt werden

Das Expansionsventil trägt einen großen Teil zur Funktionalität der Wärmepumpe bei. Sollte das kleine Bauteil einen Defekt haben, kann das schnell schwerwiegende Folgen haben. Das Expansionsventil stellt nämlich auch sicher, dass kein flüssiges Kältemittel in den Verdichter der Wärmepumpe gelangt. Da Flüssigkeiten nicht verdichtet werden können, würde dies ein erhebliches Risiko für die Wärmepumpe darstellen. Wenn Sie also einen Defekt an Ihrem Expansionsventil vermuten, etwa durch schwankende Leistungen oder einen Totalausfall der Wärmepumpe, sollten Sie so schnell wie möglich einen Fachbetrieb kontaktieren.

Geregelte und ungeregelte Expansionsventile

In der Praxis kommen heutzutage vor allem zwei verschiedene Bauarten des Expansionsventils zum Einsatz. Die ungeregelte Ausführung findet man dabei vor allem in kleinen Systemen wie Kühlschränken, während in größeren Systemen wie der Wärmepumpe eher geregelte Expansionsventile zum Einsatz kommen.

Ungeregelte Expansionsventile (Kühlschrank, Klimaanlage)

Ungeregelte Expansionsventile sind sehr einfach aufgebaut und dementsprechend auch günstig in der Anschaffung. Wie der Name schon sagt, fließt bei der ungeregelten Ausführung immer die gleiche Menge an Kältemittel durch das Expansionsventil; eine Regelung der Durchflussmenge ist nicht möglich. Aus diesem Grund kommen ungeregelte Expansionsventile primär in Systemen mit geringer Leistung zum Einsatz, etwa in Kühlschränken oder kleinen Klimaanlagen.

Geregelte Expansionsventile (Wärmepumpe, Kältemaschine)

Beim Expansionsventil einer Wärmepumpe handelt es sich um die geregelte Ausführung dieses Bauteils. Das heißt, dass das Expansionsventil die Durchflussmenge des Kältemittels bei Bedarf anpassen, also erhöhen oder verringern kann. 

Im Fall der Wärmepumpe geschieht diese Regelung über ein sogenanntes elektronisch geregeltes Expansionsventil (EEV). Dieses empfängt elektronische Signale aus dem Verdampfer oder der Leitung vor dem Verdichter und passt entsprechend dem Druck oder der Temperatur den Kältemittelfluss an. Durch die sehr genaue Dosierung eines EEV können Wärmepumpen und andere Systeme zuverlässiger und mit einer höheren Effizienz betrieben werden.

Klein, aber fein: das Expansionsventil der Wärmepumpe

Das Expansionsventil ist nur eines von vielen Bauteilen, die in einer Wärmepumpe zum Einsatz kommen – und trotzdem sollte man seine Wichtigkeit keinesfalls unterschätzen. Denn ohne ein funktionierendes Expansionsventil würde der Kühlmittelkreislauf im Inneren der Wärmepumpe schnell zum Erliegen kommen. Das hätte einen eingeschränkten Betrieb oder im schlimmsten Fall sogar einen Totalausfall Ihrer Wärmepumpe zur Folge; einen Zustand, den es natürlich unbedingt zu vermeiden gilt.

Darüber hinaus können moderne, elektronisch geregelte Expansionsventile den Fluss des Kältemittels immer besser dosieren, was zu einer immer höheren Effizienz des gesamten Heizsystems führt. Man könnte auch sagen, dass das Expansionsventil der Wärmepumpe ein kleines Bauteil mit großer Wirkung ist.

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