Heizen mit Wärmepumpen: Funktion, Planung, Einbau und Kosten

Ratgeber / Strom

Bild: Erdwärme Bild: ©Charlie Hambsch/fotolia.com / Text: Verivox

Funktionsweise von Wärmepumpen

Die Wärmepumpe ist eine thermodynamische Heizung, die es ermöglicht, Umweltwärme (also gespeicherte Solarenergie) nutzbar zu machen. Etwa drei bis vier Anteile Umweltenergie und ein Anteil elektrische Energie werden als Heizenergie bereitgestellt. Der für den Betrieb der Wärmepumpe benötigte Strom ist erforderlich, um die Umweltenergie auf eine für die Warmwasserheizung nutzbare Temperatur zu "pumpen".

Wie funktioniert das?

Den wichtigsten Beitrag für das Funktionieren einer Wärmepumpe leistet das Kältemittel, auch Arbeitsmedium genannt. Es hat die Eigenschaft, bei niedrigsten Temperaturen zu verdampfen. Leitet man nun die Sole aus den Soleleitungen (bzw. Außenluft oder Grundwasser) zu einem Wärmeaustauscher (Verdampfer), der von dem Arbeitsmedium durchströmt wird, entzieht das Arbeitsmedium dieser Wärmequelle die notwendige Verdampfungswärme und geht vom flüssigen in den gasförmigen Zustand über. Die Wärmequelle kühlt sich dabei um einige Grad ab.

Ein Verdichter saugt das gasförmige Kältemittel an und presst es zusammen. Durch die Druckerhöhung steigt auch die Temperatur - das Kältemittel wird auf ein höheres Temperaturniveau "gepumpt". Hierzu ist elektrische Energie notwendig. Da es sich um einen sauggasgekühlten Verdichter handelt, geht die Energie (Motor-Wärme) nicht verloren, sondern gelangt mit dem verdichteten Arbeitsmedium in den nachgeschalteten Verflüssiger. Hier gibt das Kältemittel seine gewonnene Wärme an das Umlaufsystem der Warmwasser-Heizung ab, indem es sich verflüssigt.

Anschließend wird mit Hilfe eines Expansionsventils der noch immer vorhandene Druck abgebaut und der Kreisprozess beginnt erneut.

Wärmepumpenheizungen werden idealerweise mit einem Niedertemperaturheizsystem betrieben. Dies sind Fußboden- oder Wandheizungen. Ihr Vorteil ist, dass sie mit niedrigen Vorlauftemperaturen (30 - 40 Grad) auskommen.

Passive und aktive Kühlung

Doch eine Wärmepumpe dient nicht nur der Erwärmung eines Hauses, sondern kann im Sommer auch für kühle Wohnräume sorgen. Hierbei unterscheidet man zwei Verfahren: 

Passive Kühlung

Bei der passiven Kühlung wird die niedrige Temperatur des Grundwassers oder des Erdreiches über einen Wärmetauscher auf das Heizsystem übertragen. Der Verdichter der Wärmepumpe wird nicht eingeschaltet, die Wärmepumpe bleibt "passiv". 

Aktive Kühlung

Bei der aktiven Kühlung wird die Kühlleistung der Wärmepumpe auf das Heizsystem übertragen. Der Verdichter der Wärmepumpe wird eingeschaltet, die Wärmepumpe ist "aktiv".

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