Photovoltaik

: So arbeitet die Wärmepumpe

Kaum eine technische Neuerung wurde so kontrovers diskutiert, wie die Wärmepumpe. Doch wie funktionieren diese Geräte eigentlich? Im Grunde ist die Wärmepumpe eine Maschine, die sich ihre Energie aus der Umwelt holt – also aus der Luft oder dem Grundwasser. Hier wird der Umwelt Wärme entzogen. Denn, so kurios es scheint: Selbst in frostiger Luft ist Wärme vorhanden.

Eine Wärmepumpe arbeitet mit einem sogenannten Kältemittel. Das ist eine Flüssigkeit, die schon bei sehr niedrigen Temperaturen verdampfen kann. Genau das macht sich die Wärmepumpe zunutze. Im Prinzip wie beim Kühlschrank, nur umgekehrt.

1. Wärme aufnehmen
Der Umgebung – also zum Beispiel aus der Außenluft – wird Wärme entzogen. Auch kalte Luft enthält noch Energie. Selbst bei Frost ist also noch Wärme vorhanden.

2. Kältemittel
verdampft
Diese Wärme reicht aus, damit das Kältemittel im Wärmepumpensystem verdampft. Es wird also von flüssig zu gasförmig.

3. Verdichter
erhöht den Druck­
Ein Kompressor presst das Gas zusammen. Dabei steigt der Druck – und dadurch steigt auch die Temperatur stark an.

4. Wärme abgeben
Jetzt ist das Gas viel heißer als das Heizwasser im Haus. Die Wärme wird über einen Wärmetauscher an das Heizsystem übertragen. Das Kältemittel kühlt dabei ab und wird wieder flüssig.

5. Zurück auf Los

Der Kreislauf beginnt von vorn
Über ein Expansionsventil wird der Druck wieder gesenkt. Dann kann das Kältemittel erneut Wärme aufnehmen – der Kreislauf startet von neuem.

Warum ist das so effizient? Das Besondere an einer Wärmepumpe ist: Sie erzeugt Wärme nicht allein durch Strom, sondern nutzt vor allem vorhandene Umweltwärme. Strom wird nur gebraucht, um den Kreislauf anzutreiben – vor allem den Verdichter.⇥ab