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Wie funktioniert eine Wärmepumpe?




Die Installation von Wärmepumpen liegt im Trend, aber wie funktioniert eine Wärmepumpe? Die Funktionsweise von Wärmepumpen erklären wir im folgenden Beitrag, in dem wir auch die verschiedenen Arten von Wärmepumpen vorstellen: die Luft-Wasser-Wärmepumpe, die Wasser-Wasser-Wärmepumpe, die Sole-Wasser-Wärmepumpe (Erdwärmepumpe) und die Luft-Luft-Wärmepumpe.

 

Funktionsweise einer Wärmepumpe

Die Frage, wie eine Wärmepumpe funktioniert, kann man vereinfacht so beantworten: Die Wärmepumpe entzieht der Umgebung Wärme - in der Regel der Aussenluft, dem Erdreich oder dem Grundwasser - und gibt diese Wärme dann an der gewünschten Stelle wieder ab, zum Beispiel an den Heizungskreislauf eines Gebäudes oder etwa an die Warmwasserbereitung. Dabei bedient sich die Wärmepumpe eines einfachen physikalischen Prinzips: Beim Phasenübergang eines flüssigen Stoffes in den gasförmigen Zustand ist Energie erforderlich. Diese Energie wird jedoch wieder freigesetzt, wenn der Aggregatzustand des gasförmigen Stoffes erneut geändert wird, indem dieser wieder flüssig wird.

Die Wärmepumpe besteht aus einem Kreislauf, in dem ein Kältemittel zirkuliert, und zwar je nach Druck, Temperatur und Ort im Kreislauf mal gasförmig und mal flüssig. Wenn das Kältemittel an der Wärmequelle entlang kommt, verdampft es im sogenannten Verdampfer, wird anschliessend im Verdichter komprimiert und dadurch noch mehr erwärmt. Das so erwärmte gasförmige Kältemittel wird dann an der Stelle vorbeigeleitet, wo die Wärme abgegeben werden soll, etwa am Heizungskreislauf, und zwar durch den sogenannten Verflüssiger oder Kondensator. Das heisst, bei der Wärmeabgabe kondensiert das Kältemittel und wird wieder flüssig. Anschliessend wird dann über das sogenannte Expansionsventil noch der Druck beim Kältemittel reduziert, was zur weiteren Abkühlung des Kältemittels führt, womit der Wärmepumpen-Kreislauf von neuem beginnen kann.

Für den Betrieb benötigt die Wärmepumpe elektrische Energie, was am Ende aber immer noch günstiger ist, als mit dieser elektrischen Energie Wärme zu erzeugen, denn die Wärmeenergie, die durch die Wärmepumpe abgegeben wird, ist im Vergleich zum verbrauchten Betriebsstrom drei bis vier Mal so gross. Idealerweise bezieht man den Strom für die Wärmepumpe von einer Solaranlage, wodurch der Betrieb der Wärmepumpe klimaneutral möglich ist.

Im Grunde funktioniert eine Wärmepumpe wie ein Kühlschrank, nur in umgekehrter Richtung. Denn der Kühlschrank entzieht dem Innenraum des Kühlschrankes Wärme und gibt diese nach aussen ab, also ausserhalb des Kühlschrankes. An dieser Stelle sei angemerkt, dass es auch Wärmepumpen mit Kühlfunktion gibt, die insbesondere in den Sommermonaten Wärme im Inneren des Hauses nach aussen transportieren.

 

Arten von Wärmepumpen

Bei den Wärmepumpen unterscheidet man verschiedene Arten, je nachdem was die Quelle für die Gewinnung der Wärmeenergie ist und an welches Medium die Wärme abgegeben wird:

 

•       Luft-Wasser-Wärmepumpe

•       Wasser-Wasser-Wärmepumpe

•       Sole-Wasser-Wärmepumpe (Erdwärmepumpe)

•       Luft-Luft-Wärmepumpe

 

Luft-Wasser-Wärmepumpe

Bei Luft-Wasser-Wärmepumpen wird die Wärmeenergie aus der Umgebungsluft beziehungsweise Aussenluft durch das Ansaugen in einen Wärmetauscher (Verdampfer) gewonnen und über einen weiteren Wärmetauscher (Verflüssiger) an den Heizungskreislauf oder die Warmwasserbereitung abgegeben. Allerdings sinkt die Leistung der Luft-Wasser-Wärmepumpen im Winterhalbjahr aufgrund der sinkenden Aussentemperaturen.

 

Bei Luft-Wasser-Wärmepumpen unterscheidet man übrigens die Split-Bauweise und die Monoblock-Bauweise. Bei letzterer Bauweise sind alle wichtigen Komponenten in einem Gerät verbaut. Bei der Split-Bauweise hingegen werden die Komponenten auf zwei Geräte verteilt.

 

Wasser-Wasser-Wärmepumpe

Bei der Wasser-Wasser-Wärmepumpe erfolgt die Gewinnung der Wärmeenergie aus Wasser, wobei zum einen Grundwasser zum anderen aber auch Oberflächenwasser wie Seewasser, Flusswasser und Wasser aus Bächen als Wärmequelle in Frage kommt genauso wie das Abwasser. Abgegeben wird die Wärme bei der Wasser-Wasser-Wärmepumpe etwa an die Warmwasserbereitung oder den Heizungskreislauf.

 

Sole-Wasser-Wärmepumpe (Erdwärmepumpe)

Bei der Sole-Wasser-Wärmepumpe ist die Quelle der Wärmeenergie die Erdwärme, weshalb man auch von Erdwärmepumpe spricht. Zur Gewinnung der Erdwärmeenergie werden Rohre im Erdboden verlegt. Die Rohre werden dann mit einer salzhaltigen Flüssigkeit und Frostschutzmittel gefüllt, eben mit der Sole. Die aus der Sole gewonnene Wärmeenergie wird an Wasser abgegeben, etwa das Wasser in einer Heizungsanlage.

 

Luft-Luft-Wärmepumpe

Bei der Luft-Luft-Wärmepumpe dient ebenfalls die Aussenluft als Wärmequelle. Allerdings wird die gewonnene Wärmeenergie nicht an einen Heizungskreislauf oder die Warmwasserbereitung abgegeben, sondern direkt an die Innenluft im Gebäude.

 

Unverbindlichen Kostenvoranschlag einholen

Wenn Sie weitere Fragen zur Funktionsweise von Wärmepumpen haben oder wissen möchten, wie viel Heizkosten Sie mit einer Wärmepumpe sparen können, beraten wir vom Wärmepumpen-Installateur Schneitter Sie gerne. Grundsätzlich sind Einsparungen bei den Energiekosten von bis zu 50 Prozent mit Hilfe einer Wärmepumpe möglich.

Gerne können Sie uns auch kontaktieren, um einen Kostenvoranschlag für die Installation einer Wärmepumpe von uns zu erhalten. Am einfachsten erreichen Sie uns telefonisch oder per E-Mail:

 

•       Unsere Telefonnummer: 032 618 38 48

•       Unsere E-Mail-Adresse: info@schneitter.ch

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