Funktionsweise und Nutzen einer Wärmepumpe
Wärme aus der Luft, dem Erdreich oder dem Grundwasser gewinnen und damit heizen und Wasser erwärmen, selbst bei negativen Temperaturen? Klingt utopisch, ist es aber nicht. Eine moderne Wärmepumpe kann das! Doch wie funktioniert das? Das Prinzip dahinter hat jeder schon mal gesehen: Im Kühlschrank. Eine Wärmepumpe funktioniert prinzipiell genauso - nur umgekehrt.
Eine Wärmepumpe besteht aus 4 wichtigen Teilen:
- Verdampfer
- Verdichter
- Kondensator (auch Verflüssiger genannt)
- Expansionsventil
Diese 4 Teile sind durch einen Kreislauf verbunden, in welchem ein Kältemittel zirkuliert. Das Kältemittel hat bestimmte Eigenschaften. So nimmt es z.B. bei niedriger Temperatur und niedrigem Druck sehr gut Wärme auf, während es bei hoher Temperatur und hohem Druck die Wärme wieder abgibt. Dies sind wichtige Eigenschaften für die Wärmepumpe. Doch wie genau funktioniert die Wärmepumpe?
Funktionsweise und Komponenten einer Wärmepumpe
Zuerst nimmt im Verdampfer das Kältemittel die Wärme auf. Die Quelle der Wärme kann das Grundwasser, das Erdreich oder die Umgebungsluft sein. Durch die Aufnahme der Wärme verdampft das Kältemittel. Dieser Dampf wird dann zum Verdichter weitertransportiert. Im Verdichter wird der Kältemitteldampf komprimiert und dadurch wärmer. Der Verdichter ist das entscheidende Teil der Wärmepunkte in Bezug auf die Temperatur, welche damit erreicht werden kann. Um so besser dieser arbeitet, um so höhere Temperaturen können erreicht werden. Der verdichtete Kältemitteldampf wird dann an den Kondensator weitergeleitet. Hier wird der Kältemitteldampf großem Druck ausgesetzt. Die Eigenschaft des Kältemittels kommt zur Geltung, dass es bei hohem Druck und hoher Temperatur die Wärme gut abgibt. Die hohe Temperatur des Dampfes wurde durch die Komprimierung im Verdichter erreicht und der hohe Druck wird nun durch den Kondensator erzeugt. Die dabei gewonnene Wärme wird nun an Wasser abgegeben, welches zum Heizsystem gehört. Das warme Wasser wird dann in einem Speicher zwischengelagert, bis es benötigt wird. Der nun abgekühlte Kältemitteldampf verflüssigt sich wieder und wird vom letzten Teil der Wärmepumpe, dem Expansionsventil noch weiter entspannt. Das heißt, dass die Temperatur sowie der Druck gesenkt werden. Danach fließt das Kältemittel wieder weiter zum Verdampfer und der Kreislauf beginnt von neuem. Neben diesem Kreislauf benutzen Wärmepumpen im Normalfall noch ein alternatives Heizsystem, falls die von der Umwelt gelieferte Energie nicht reicht, um die benötigte Wärme zu erzeugen. Z.B. bei einer Wärmepumpe, welche Ihre Energie aus der Umgebungsluft bezieht, kann bei sehr hohen Minustemperaturen noch Hilfe von einem alternativen Heizsystem benötigt werden. Meistens ist diese alternative Heizmethode bei Wärmepumpen ein Heizstab, was bei allen Witterungen und Temperaturen eine funktionierende Heizung garantiert.
Der Nutzen einer Wärmepumpe kann damit simpel und kurz zusammengefasst werden. Mit einer Wärmepumpe lässt sich billig heizen und Warmwasser produzieren, da ein Großteil der benötigten Wärme aus der Umwelt bezogen wird - und das komplett kostenfrei und ohne CO2-Emissionen.
