Funktion Wärmepumpe | Bundesverband Wärmepumpe (BWP) e.V.

Funktionsweise der Wärmepumpe

Wärmepumpen beziehen rund dreiviertel der Energie zum Heizen aus der Umwelt und wirken so klimaschonend. Als Wärmequellen verwendet werden können Luft, Erdreich und Grundwasser. Unter Einsatz von Strom werden Antrieb und Pumpe betrieben und die kostenlose Umweltwärme nutzbar gemacht. Je nach Wärmequelle gibt es unterschiedliche Kosten, Technik und rechtliche Vorgaben zu beachten.

Wie ein Kühlschrank - nur umgekehrt
Wärme bewegt sich grundsätzlich entlang eines Temperaturgefälles, vom Wärmeren zum Kälteren. Die Wärmepumpe bricht dieses physikalische Prinzip. Sie macht es möglich, Wärme entgegen dem Temperaturgefälle zu transportieren, also vom Kalten ins Wärmere. Die Funktionsweise der Wärmepumpe ist eigentlich ähnlich der des Kühlschrank, außer dass dieser die Wärme aus seinem Innenraum nach außen leitet. Die Wärmepumpe hingegen entzieht der Umgebung Wärme und gibt sie als Heizenergie an das Haus ab. Dieses physikalische Prinzip nennt man auch Joule-Thomson-Effekt


Technik in drei Schritten

Gewinnung mit Wärmequellanlage

In der Wärmequellanlage zirkuliert eine Flüssigkeit, häufig eine Sole, d.h. mit Frostschutzmittel versetztes Wasser. Die Umgebung, also Erde oder Grundwasser, gibt Wärme an die Sole ab und die Sole transportiert diese zur Wärmepumpe. Bei der Luft-Wärmepumpe saugt ein Ventilator Außenluft an, die als Wärmequelle dient.

Nutzbarmachung mit der Wärmepumpe

In der Wärmepumpe befindet sich ein zweiter Kreislauf, in dem ein Kältemittel zirkuliert. In einem Wärmetauscher, dem sogenannten Verdampfer, wird die Umgebungsenergie von dem ersten Kreislauf auf das Kältemittel abgegeben, welches dann verdampft. Bei Luftwärmepumpen erwärmt die Außenluft das Kältemittel. Dieses verdampfte Kältemittel wird an einem Verdichter bzw. Kompressor weitergeleitet. Der Kompressor erhöht die Temperatur des gasförmigen Kältemittels. In einem weiteren Wärmetauscher, dem so genannten Verflüssiger, wird das unter hohem Druck stehende, heiße Kältemittelgas nun kondensiert, wobei es seine Wärme wieder abgibt. Das verflüssigte Kältemittel wird im Anschluss in eine Drossel geleitet, wo der Druck des Kältemittels wieder gesenkt wird. Das wieder flüssige Kältemittel wird schließlich zum Verdampfer zurückgeführt und der Kreislauf beginnt von vorne.

Beheizung mit Wärmeverteil- und Speichersystem

Im Wärmeverteil- und Speichersystem des Gebäudes zirkuliert das Heizmedium, normalerweise handelt es sich um Wasser. Dieses Wasser nimmt die Wärme, die das Kältemittel im Verflüssiger abgibt, auf und leitet dieses entweder zu einem Verteilersystem, wie z.B. Flächenheizungen oder Heizkörpern, oder zu einem Heizungspuffer- bzw. Warmwasserspeicher.


Zeichen setzen - Wärme pumpen


Geschichte der Wärmepumpe

Der Franzose Nicolas Carnot publizierte 1824 erste Grundsätze zum Prinzip der Wärmepumpe. Etwa 100 Jahre später wurden in Zürich die ersten größeren Wärmepumpenanlagen zur Beheizung von Gebäuden in Betrieb genommen. 1969 schloss Klemens Oskar Waterkotte die erste erdgekoppelte Wärmepumpe in Deutschland an.


Informationsmaterial

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