Eine Wärmepumpe ist ein Gerät, das Energie aus natürlichen Wärmequellen wie der Umgebungsluft, dem Erdreich oder dem Grundwasser gewinnt, um diese für Heizung und Warmwasser nutzbar zu machen. Die erzeugte Wärme wird in die Wohnräume transportiert. Obwohl sich die Energiequellen unterscheiden können, basiert das Funktionsprinzip aller Wärmepumpentypen auf demselben Schema.
Funktionsprinzip
Das Prinzip der Wärmepumpe ähnelt dem eines Kühlschranks, allerdings mit umgekehrter Wirkungsweise: Während ein Kühlschrank Wärme aus seinem Innenraum entzieht und nach außen abgibt, entzieht die Wärmepumpe der Umgebung Wärme und gibt sie an die Innenräume ab.
Aufbau einer Wärmepumpen-Heizungsanlage
Eine Wärmepumpen-Heizungsanlage besteht aus drei Hauptkomponenten:
Wärmequelle: Luft, Erdreich oder Grundwasser dienen als Energiequelle, aus der Wärme entzogen wird.
Wärmepumpe: Diese verarbeitet die gewonnene Umweltwärme mithilfe spezieller Technologie.
Wärmeverteil- und Speichersystem: Hier wird die erzeugte Wärme gespeichert und in die Wohnräume verteilt.
Der Wärmepumpenkreislauf
Die Wärmepumpe arbeitet mit einem geschlossenen Kreislauf, in dem ein Kältemittel zirkuliert. Dieser Prozess läuft in vier Schritten ab:
Verdampfen:
Der Verdampfer nimmt die Umweltwärme auf und überträgt sie auf ein flüssiges Kältemittel. Dieses verdampft und wird gasförmig.
Verdichten:
Ein Kompressor verdichtet das gasförmige Kältemittel, wodurch dessen Temperatur steigt. Der Kompressor wird elektrisch betrieben. Der Stromverbrauch hängt vom Temperaturunterschied zwischen Energiequelle und gewünschter Nutzwärme ab.
Verflüssigen:
Das heiße, gasförmige Kältemittel gibt seine Wärme am Kondensator über einen Wärmetauscher an den Heizungskreislauf ab, kühlt dabei ab und wird wieder flüssig. Die Wärme wird anschließend im Warmwasser- oder Pufferspeicher gespeichert.
Entspannen:
Das Kältemittel wird im Expansionsventil entspannt, wodurch sein Druck sinkt und es sich abkühlt. Danach beginnt der Kreislauf von Neuem.
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