Funktionsweise

Wärmepumpen≡Wärmepumpe≡
Die Wärmepumpe als Heizgerät nimmt auf der Eingangseite Wärme mit geringer Temperatur auf und gibt Wärme mit höherer Temperatur auf der Heizungsseite wieder ab. Ein Arbeitsmittel verdampft infolge der Aufnahme von Umweltwärme (Luft, Erdreich, Wasser). Das leicht erwärmte gasförmige Arbeitsmittel wird durch einen Kompressor komprimiert, wodurch es eine höhere Temperatur bekommt. Das in dieser Weise stark erwärmte Arbeitsmittel kann die Wärme an das Heizungswasser übertragen, kühlt sich dabei ab und wird erneut in den Kreislauf geschickt. funktionieren im Prinzip wie Kühlschränke. Der Unterschied: Bei einem Kühlschrank wird die Wärme aus dem Lagerraum entzogen und nach außen abgeleitet. Die Wärmepumpe entzieht Wärme aus der Außenluft, dem Wasser, dem Erdreich oder der Abluft≡Abluft≡
Die Abluft ist die aus einem Raum oder einer Wohnung abströmende  bzw. über ein Abluftventil abgesaugte Luftmenge (verbrauchte Luft). Im Gegensatz zur Zuluft hat die Abluft im Winter eine erhöhte Temperatur, weshalb es energetisch interessant ist, die Wärmemenge von der Luft zu trennen und der kalten Zuluft oder einer Luft-Wasser-Wärmepumpe zur weiteren Nutzung zuführen. Auch die Luft, die mit einer Küchenabzugshaube abgesaugt wird stellt Abluft dar. Diese ist jedoch mit zahlreichen Fettpartikeln behaftet. von Häusern und leitet sie zur Heizungsanlage. Was bei einem Kühlschrank ein Abfallprodukt ist, stellt für die Wärmepumpe das Ziel dar: Wärme.

Prinzip einer Wärmepumpen- Heizungsanlage Bildquelle: Verbraucherzentrale NRW

Mit einer Wärmepumpe kann Umgebungswärme aus der Erde, dem Grundwasser oder der Luft entzogen und für Heizzwecke verfügbar gemacht werden.

Dieser Vorgang vollzieht sich, am Beispiel einer Wärmepumpe erläutert, die die Wärme dem Erdreich entzieht (»› Auf welche Art und Weise wird der Erde die Wärme entzogen?), folgendermaßen:

1. In einem im Erdreich liegenden Kupferrohr zirkuliert mit einem Frostschutzmittel versetztes Wasser. Dieser Wärmeträger kommt mit niedriger Temperatur von der Wärmepumpe und nimmt Wärme aus dem etwas wärmeren Erdreich auf.
2. Das so erwärmte Wasser wird zur Wärmepumpe zurückgeführt. In einem Wärmetauscher bringt der Wärmeträger eine schon bei sehr niedriger Temperatur siedende Flüssigkeit, das sogenannte Arbeitsmedium (Kältemittel), zum Verdampfen. Dieser Dampf hat jetzt die Erdwärme aufgenommen, während der Wärmeträger Wasser sich abgekühlt hat.
3. In einem Verdichter, auch Kompressor genannt, wird der Kältemitteldampf zusammengedrückt. Dies führt zu einer deutlichen Temperaturerhöhung des Gases (Man kennt diesen Effekt von einer Luftpumpe).
4. Das heiße Gas gibt nun nutzbare Wärme an das Wasser des Heizungssystems ab. Dies geschieht in einem zweiten Wärmetauscher, dem Kondensator. Da sich das Gas dabei wieder abkühlt, kondensiert es und wird flüssig. Deshalb wird dieser Teil der Wärmepumpe auch Verflüssiger genannt.
5. Das nun flüssige Kältemittel wird dem Wärmetauscher zugeführt durch den die Wärmeträgerflüssigkeit zirkuliert. Dabei verdampft das Kältemittel erneut, indem es Wärme aus dem Wärmeträger aufnimmt. Der Kreislauf beginnt von Neuem.

Die Verdampfung des Kältemittels und die nachfolgende Kondensation erfolgt in einem geschlossenem Kreislauf. In diesem dichten System entweicht im Normalfall das Kältemittel (»› Welche Kältemittel kommen heute zum Einsatz? nicht.

Wie andere Wärmeerzeuger auch können Wärmepumpen den gesamten Wärmebedarf eines Hauses decken. Man spricht in einem solchen Fall von monovalentem Betrieb. In bivalenten Systemen wird an besonders kalten Tagen noch ein Heizkessel benötigt. Das ist bei Wärmepumpen, die Luft als Wärmequelle nutzen, immer der Fall.

Für einen wirtschaftlichen Betrieb von Wärmepumpen zu Heizzwecken müssen folgende Voraussetzungen erfüllt sein:

• hohe Leistungs- bzw. Arbeitszahl der Wärmepumpe im Betrieb (siehe »› Wie wichtig ist die Arbeits- bzw. Leistungszahl? )
• geringer Wärmebedarf des Hauses (siehe »› Was ist eine Heizlast?)
• geringe Investitionskosten für die gesamte Heizanlage
• günstiger Strompreis als Sondertarif für Wärmepumpen (siehe »› Was muss ich bezüglich des Strombezuges bzw. zum Anmeldeverfahren wissen?)

siehe auch