Was ist eine Wärmepumpe? – Funktion, Arten und mehr einfach erklärt

Ständig liest man von ihr in der Zeitung oder hört von ihr in den Nachrichten. Die Rede ist – natürlich – von der Wärmepumpe. Doch was ist eine Wärmepumpe eigentlich? Und was kann sie alles, und was vielleicht auch nicht? In diesem Artikel finden Sie die Antworten auf diese und weitere Fragen.

Was ist eine Wärmepumpe?

Die Wärmepumpe ist eine moderne Heizung, welche die Energie der Umwelt zum Heizen nutzt. Vom Prinzip her funktioniert die Wärmepumpe dabei wie ein umgekehrter Kühlschrank. Das heißt: Statt den Lebensmitteln im Inneren Energie zu entziehen und diese in Form von Wärme nach außen zu leiten, entzieht die Wärmepumpe der Umgebung Energie und leitet diese ins Innere des Hauses, wodurch sie für Warmwasser und eine warme Heizung sorgt. 

Bei den verschiedenen Energiequellen, die die Wärmepumpe sozusagen anzapfen kann, handelt es sich um die Umgebungsluft, das Erdreich oder das Grundwasser. Jede Energiequelle hat dabei ein unterschiedlich hohes Energielevel, grundsätzlich eignen sich aber alle drei, um ein ganzes Haus mit Wärme zu versorgen. Da die Wärmepumpe gänzlich auf fossile Rohstoffe verzichten, werden sie oft auch als besonders umweltfreundliche und nachhaltige Heizung bezeichnet.

Wie funktioniert eine Wärmepumpe?

Durch die mediale Aufmerksamkeit wissen mittlerweile mehr und mehr Menschen, was eine Wärmepumpe ist; wie sie funktioniert, wissen hingegen deutlich weniger. Dabei lässt sich die Funktionsweise einer Wärmepumpe eigentlich ganz einfach in vier Schritten darstellen:

1. Verdampfen: Die Wärmepumpe nutzt die Energie, die sie aus der Umwelt aufgenommen hat, um ein spezielles Kältemittel zu verdampfen.
2. Verdichten: Der Kältemitteldampf wird unter Einsatz von elektrischer Energie verdichtet. Dadurch steigt die Temperatur des Kältemitteldampfes weiter an.
3. Verflüssigen: Über einen Wärmetauscher gibt der Kältemitteldampf seine Energie an das Heizsystem des Hauses ab. Durch die Abgabe der Energie verflüssigt sich das Kältemittel wieder.
4. Entspannen: Das Kältemittel wird durch ein spezielles Ventil geleitet, wodurch es sich weiter ausdehnt und abkühlt. Nachdem das Kältemittel wieder seine ursprüngliche Temperatur erreicht hat, kann der Kreislauf von Neuem beginnen.

Während dieser Kreislauf kontinuierlich abläuft, wird die in Schritt drei abgegebene Energie genutzt, um Warmwasser aufzubereiten oder das Haus über die Heizkörper mit Wärme zu versorgen. Alternativ kann die Energie auch zwischengespeichert und zu einem späteren Zeitpunkt für dieselben Zwecke genutzt werden.

Welche Arten von Wärmepumpen gibt es?

Im Allgemeinen unterscheidet man zwischen drei verschiedenen Wärmepumpen-Arten: Luft, Erde und Grundwasser. Die Funktionsweise dieser drei Wärmepumpen ist dabei identisch, einzig die Energiequelle ist von Art zu Art unterschiedlich.

• Die Luft-Wasser-Wärmepumpe nutzt die Energie der Umgebungsluft, um ein Haus mit Wärme zu versorgen. Da die Umgebungsluft als Energiequelle quasi unendlich verfügbar und besonders leicht “anzuzapfen” ist, ist die Luft-Wasser-Wärmepumpe mittlerweile die beliebteste Wärmepumpen-Art in Deutschland.
• Erdwärmepumpen gewinnen ihre Energie aus den oberen Schichten des Erdreichs. Dabei kommen wahlweise großflächige Kollektoren nahe der Erdoberfläche oder Sonden zum Einsatz, die bis zu 100 Meter tief in die Erde reichen. 
• Grundwasser-Wärmepumpen beziehen die nötige Energie, wie der Name schon sagt, aus dem Grundwasser. Dazu muss in der Nähe des Hauses eine Brunnenanlage installiert werden, die das Grundwasser kurzfristig Richtung Oberfläche befördert.

Neben diesen drei Ausführungen gibt es noch eine vierte, jedoch weit weniger verbreitete Art der Wärmepumpe: die Luft-Wärmepumpe. Diese nutzt die Abluft des Hauses, um entweder Brauchwasser aufzubereiten (Brauchwasser-Wärmepumpe) oder über Wärmerückgewinnung die Wohnräume aufheizen (Luft-Luft-Wärmepumpen).

Warum sind Wärmepumpen so wichtig für die Energiewende?

Wärmepumpen benötigen, anders als etwa Öl- und Gasheizungen, keine fossilen Rohstoffe zur Erzeugung von Wärme. Dementsprechend fällt der CO2-Fußabdruck der Wärmepumpe im Vergleich auch deutlich niedriger aus als der Fußabdruck fossiler Heizsysteme. Einzig der Strom, der zum Betrieb der Wärmepumpe benötigt wird, sorgt beim Betrieb für CO2-Emissionen. Da eine Wärmepumpe aus einer Kilowattstunde Strom jedoch fast vier Kilowattstunden Wärme erzeugen kann, ist der Wert deutlich geringer.

Und das Beste: Theoretisch lassen sich Wärmepumpen sogar voll und ganz klimaneutral betreiben. Dazu muss entweder der Strom aus dem öffentlichen Netz zu 100 % aus erneuerbaren Quellen stammen, oder aber die Energie für die Wärmepumpe kommt vollständig aus einer Solaranlage auf dem Hausdach. Allerdings ist beides heute praktisch noch nicht umsetzbar; so oder so ist die Wärmepumpe aber heute schon das umweltfreundlichste Heizsystem im Einfamilienhaus.

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