Wie funktioniert die Wärmepumpe?

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Dieser Artikel wurde in Zusammenarbeit mit der Firma E.ON erstellt (Anzeige)

Wie funktioniert eine Wärmepumpe? – Das durchdachte Prinzip hinter der Kraftwärmemaschine

Bei der Suche nach umweltfreundlichen Energiequellen taucht immer wieder die Wärmepumpe auf. Sie ist Teil der Heiztechnik in Gebäuden und macht sich die in der Umwelt vorhandene Wärme zunutze. Da die Wärmepumpe die Wärmeaufbereitung in hohem Maße fördert, lassen sich durch ihren Einsatz spürbare Energieeinsparungen erzielen. Außerdem schont dies die Ressourcen und wirkt sich für Immobilienbesitzer wirtschaftlich vorteilhaft aus. Darüber hinaus erfordert die Wärmepumpe den Einsatz lediglich geringer Instandhaltungsaufwendungen. Ein wahrlich aussichtsreiches Element der Heiztechnik, dessen technische Komponente der folgende Beitrag näher beleuchtet.

Luft-Wasser-Wärmepumpe © Studio Harmony , stock.adobe.com
Luft-Wasser-Wärmepumpe © Studio Harmony , stock.adobe.com

Ressourcenschonende Aufbereitung von Wärme aus der Umwelt

In der Natur gibt es bereits zahlreiche Quellen, die Wärme generieren.

Hierbei handelt es sich maßgeblich um:

  • Luft aus der Atmosphäre
  • Grundwasser aus warmen Erdschichten
  • erwärmten Erdmassen
Wärmepumpe holen Wasser aus Erde, Luft und Wasser
Wärmepumpe holen Wasser aus Erde, Luft und Wasser

Als Hilfsmittel zur Temperatursteigerung dient ein von der Wärmepumpe in Gang gesetzter Kältekreislauf. Er extrahiert die bereits existente Wärme aus ihrer Quelle und bereitet sie thermisch auf. Dabei kommt ein Wärmepumpenkompressor zum Einsatz. Ein solcher Kompressor wird mittels elektrischem Strom betrieben. Wer besonders nachhaltig wirtschaften möchte, kombiniert den Wärmepumpenkompressor mit der eigenen Photovoltaikanlage, um sauberen Solarstrom für den Pumpenbetrieb zu nutzen. Vereinfacht ausgedrückt: Die Wärmepumpe arbeitet gegensätzlich zu einem herkömmlichen Kühlschrank.

Wärme-Extraktion durch Verdichtung eines Kältemittels

Die Basis für die Arbeit einer Wärmepumpe bildet ein Kältemittel im Pumpenkörper. Der Kompressor verdichtet es so lange, bis die vom Ursprungsort gezogene Wärme verdampft. Haben die warmen Luftmassen die gewünschte Temperatur erreicht, springt ein Wärmetauscher ein. Er transportiert die warme Luft zum häuslichen Heizsystem. Hat sie die Wärmepumpe verlassen, kann sich das Kältemittel regenerieren. Da die aufbereitete Wärme bereits abgegeben wurde, verflüssigt es sich. Hierbei kommt ein spezielles Ventil zum Einsatz. Nach dem Expandieren kann es sich nun wieder entspannen. Das Kältemittel ist danach bereit, um den Erhitzungs- und Extraktionsprozess erneut zu starten. Demzufolge muss das Kältemittel nicht nachgefüllt werden und arbeitet genauso ressourcenschonend, wie es das Wärmepumpenprinzip grundlegend vorsieht.

Prinzip einer Wärmepumpe
Prinzip einer Wärmepumpe

Maximale Effizienz mithilfe der richtigen Wärmepumpe

Bei einer Wärmepumpe stehen verschiedene Ausführungen zur Verfügung. Neben einer Luftwärmepumpe können Sie sich für eine Grundwasser- oder Erdwärmepumpe entscheiden. Die Konzeption des technischen Aufbaus ist auf den jeweiligen Anwendungsbereich präzise abgestimmt.

Bei einer Luftwärmepumpe ist es erforderlich, in die Wand ein Lüftungsgitter zu integrieren. Das Heizsystem kann sich auf diese Weise die thermische Wärme mithilfe von Kanälen aus der Außenluft ziehen. Eine Grundwasserwärmepumpe erfordert Bohrungen in das Erdreich. In aller Regel werden hierbei ein Saugbrunnen und ein zweiter Brunnen für die Versickerung benötigt. Beide Brunnen stellen den Kreislauf für die Wärmeaufbereitung sicher.

Ein sehr großes Spektrum an Differenzierungen erlaubt eine Erdwärmepumpe. Hier können Sie sich zwischen Flächenkollektoren, einer Sole-Wärmepumpe und einer Erdwärme-Sonde entscheiden. Bei der Sole handelt es sich um den Flüssigkeitsträger, der die Wärmeextraktion in Gang bringt. Flächenkollektoren erfordern das Legen von Rohrschlangen.

In Zeiten von Energieknappheit erweist sich eine Wärmepumpe als intelligente Lösung, um Energie ressourcenschonend und effektiv aufzubereiten.

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