Funktionsweise einer Wärmepumpe

Grundprinzip

• Ein geringer Teil an elektrischer Energie reicht, um 100% Wärmeenergie zu erhalten.
• Wärme wird aus Luft, Grundwasser oder Erdreich entzogen, nicht aus Brennstoffen.

Aufbau

• Geschlossenes System
• Hauptbauteile:
  • Verdampfer
  • Verdichter
  • Kondensator
  • Expansionsventil

Physikalische Grundlagen

• Phasenübergang flüssig -> gasförmig benötigt Energie.
• Phasenübergang gasförmig -> flüssig setzt Energie frei.

Beispiele

• Kochen von Wasser: Es dauert lange, bis alles Wasser verdampft ist -> hohe Energie nötig.
• Aufschäumen von Milch: Dampf kondensiert schnell -> schnelle Wärmeabgabe.

Funktion der Wärmepumpe

1. Verdampfer: Flüssiges Kältemittel entzieht der Umwelt Wärme und verdampft.
2. Verdichter: Gas wird komprimiert -> hohe Temperatur (Vergleich: Fahrradluftpumpe).
3. Kondensator: Kältemitteldampf gibt Wärme an Heizkreislauf ab, kondensiert.
4. Expansionsventil: Druck des Kältemittels wird reduziert, es kühlt stark ab.
5. Zyklus beginnt von vorne.

Effizienz und Kennzahlen

• Aus 1 kWh Strom entstehen etwa 4-6 kWh Wärme, je nach Wärmepumpentyp.
• COP-Wert: Verhältnis von Heizleistung zur Leistungsaufnahme.
  • Vergleich von COP-Werten nur eingeschränkt sinnvoll, da Rahmenbedingungen variieren.
• Effizienz steigt bei niedrigen Heiztemperaturen (z.B. Fußbodenheizung).

Nachhaltigkeit

• Kombination mit erneuerbaren Energien (Sonne, Wind, Wasser) macht Wärmepumpen zukunftsfähig.
• Verzichten komplett auf fossile Brennstoffe.