Wärmepumpen sind eine umweltfreundliche Alternative zur Wärmegewinnung für den Heizkreislauf oder zur Erwärmung des Trinkwassers. Sie entziehen der unmittelbaren Umgebung deren natürlich vorkommende Wärme und wandeln diese in für den Menschen nutzbare Wärmeenergie um. Selbst bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt können Wärmepumpen noch Wärmeenergie bereitstellen.
Die Funktionsweise einer Wärmepumpe:
Wärmepumpen nutzen die Umgebungswärme, die in Luft, Boden oder Wasser gespeichert ist. Sie erhöhen diese relativ niedrige Wärme dabei auf ein für das Heizen geeignetes Niveau. Dafür nehmen sie thermische Energie mit niedrigerer Temperatur auf und geben diese mittels Energiezufuhr in ein System mit höherer Temperatur wieder ab.
Dies geschieht über ein Kältemittel mit sehr geringer Siedetemperatur. In der Regel werden Fluide dafür eingesetzt. Darunter fallen alle reinen Kohlenwasserstoffe, wie beispielsweise Propan, oder anorganische, nicht brennbare Kältemittel wie Ammoniak oder Kohlenstoffdioxid. Das Kältemittel entzieht der Umgebung die Wärmeenergie, wobei es bei geringem Druck in den gasförmigen Zustand übergeht.
Das erwärmte Gas wird über eine Pumpanlage durch einen Kondensator geleitet. Dort wird es unter höherem Druck verdichtet, gibt dadurch die gespeicherte Wärme wieder ab und kann sich damit wieder verflüssigen. Dieser Kältemittelkreislauf wird mittels Strom oder Gas angetrieben. Die hierfür benötigte Energie reduziert sich, je geringer die Differenz zwischen Außentemperatur und der Vorlauftemperatur der Heizungsanlage ist. Viele weitere Infos finden Sie zum Beispiel hier.
… ihre Vorteile:
Eine Wärmepumpe besitzt eine Lebensdauer von etwa 20 Jahren. Dadurch benötigt sie nur selten Wartungs- und Reparaturarbeiten und ist in der Instandhaltung sehr günstig. Sie ist als Heizquelle sehr effizient, was am Verhältnis zwischen eingesetzter und erzeugter Energie gemessen werden kann. Denn bei modernen Wärmepumpen wird in der Regel das 4- bis 5-fache der eingesetzten Energie als Wärme gewonnen.
Und selbst bei -20° ist eine Wärmepumpe noch wirtschaftlich sinnvoll. Wird die Wärmepumpe mit einem anderen System gekoppelt, kann sich der Heizenergieaufwand um bis zu 50 Prozent reduzieren. Für eine positive Umweltbilanz eignen sich für eine solche Kopplung Solar- oder Solarthermieanlagen oder Flüssiggas zur Reduzierung der Kohlendioxidemission.
… und ihre Einsatzbereiche:
Anwendung findet das Prinzip des Wärmeflusses bereits in Kühlschränken. Hier ist das Prinzip jedoch genau anders herum, da Energie aus dem Kühlschrankinneren entzogen und an die Umgebung abgegeben wird. Eine Wärmepumpe entzieht der Umgebung die thermische Energie und gibt diese an ein Heizsystem ab. Vor allem private Haushalte profitieren von dem Arbeitsprinzip einer Wärmepumpe.
Die Heizungsanlage sowie die Warmwasserbereitung können damit unterstützt werden. Da die für die Pumpanlage benötigte Energie, je niedriger die Temperaturdifferenzen sind, niedriger ausfällt, eignen sich sogenannte Niedertemperaturheizungen (wie Fußbodenheizungen) hierfür sehr gut.