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Wie funktioniert eine Wärmepumpe?

Lina Strauss, Online-Redakteurin bei Aroundhome
Lina Strauss
26. September 2023

Die Wärmepumpe gilt als die Heizung der Zukunft. Schon jetzt ist sie der Standard in Neubauten, ersetzt aber auch immer häufiger alte Heizungen im Bestand. Ihr großer Vorteil: Sie nutzt kostenlose, erneuerbare Energie aus der Luft, dem Erdreich oder Grundwasser zum Heizen. Doch wie funktioniert eine Wärmepumpe genau? Erfahren Sie, welche Technologie dahinter steckt – ganz einfach erklärt und mit einem Video veranschaulicht.

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Was ist eine Wärmepumpe?

Eine Wärmepumpe ist ein technisches Gerät, das Umgebungsenergie in Heizenergie umwandelt. Anders als herkömmliche Heizungen, die auf fossilen Brennstoffen basieren, nutzt eine Wärmepumpe vorhandene Energiequellen wie Luft, Wasser oder das Erdreich zum Heizen oder der Versorgung mit Warmwasser. Wie genau eine Wärmepumpe funktioniert, sehen Sie hier im Video:

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Welche Wärmepumpen gibt es?

Je nach Energiequelle werden folgende Wärmepumpen-Technologien unterschieden:

  • Luftwärmepumpen
  • Wasserwärmepumpen
  • Erdwärmepumpen mit Erdsonde
  • Erdwärmepumpe mit Erdkollektor
Funktion der Wärmepumpen-Arten
Funktion der Wärmepumpen-Arten
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Unser Ratgeber gibt Ihnen einen Überblick über die verschiedenen Heizungsarten und Kosten.

Funktionsweise einer Wärmepumpe

Einfach ausgedrückt, funktioniert die Wärmepumpe wie ein umgekehrter Kühlschrank: Während der Kühlschrank Wärme entzieht und nach außen abgibt, um seinen Innenraum kühl zu halten, entzieht die Wärmepumpe Wärme aus ihrer Umwelt, um das Hausinnere zu heizen. Dafür benötigt die Wärmepumpe nur eine geringe Menge Strom zum Antrieb.

Der Kältemittelkreislauf

Wie kann die geringe Temperatur der Umwelt zum Heizen reichen? Dafür ist ein thermodynamischer Prozess notwendig. Das heißt, dass die Wärmepumpe das Prinzip des Wärmeaustausches mithilfe eines Kältemittelkreislaufs nutzt. Dabei durchläuft ein Kältemittel die vier Hauptkomponenten der Wärmepumpe:

  1. Verdampfer: Das Kältemittel nimmt die Umweltwärme auf und verdampft bereits bei niedrigen Temperaturen.
  2. Kompressor: Das verdampfte Kältemittel wird stark komprimiert, wodurch Druck und Temperatur steigen.
  3. Kondensator: Das heiße, komprimierte Kältemittel gibt seine Temperatur an den Heizkreisauf des Hauses ab, wonach es wieder abkühlt und flüssig wird.
  4. Entspannungsventil: Der Druck wird weiter gesenkt, wodurch das Kältemittel vollständig abkühlt und der Kreislauf von vorne beginnt.
Wärmepumpe Prinzip
Der Kreislauf der Wärmepumpe nutzt Umweltwärme zum Heizen

Das Kältemittel ist entscheidend

Die Funktionsweise der Wärmepumpe basiert auf einem besonderen Kältemittel, das bereits bei geringen Temperaturen gasförmig wird. So kann die Wärmepumpe sogar bei Temperaturen von minus 20 Grad noch genügend Wärme aus der Umgebung ziehen, um das Kältemittel verdampfen zu lassen – und damit den Heizprozess in Gang zu bringen. Daher funktioniert die Wärmepumpe auch im Winter bei niedrigen Außentemperaturen. Doch Kältemittel ist nicht gleich Kältemittel.

  • Manche, sogenannte fluorierte Kältemittel in Wärmepumpen sind giftig und klimaschädlich.
  • Das EU-Parlament fordert ein Verbot giftiger Kältemittel, wodurch es zu einer Verknappung kommen kann.
  • Eine Alternative sind natürliche Kältemittel wie Ammoniak oder Propan, die aber nicht in bestehenden Anlagen ausgetauscht werden können.
  • Achten Sie daher jetzt schon beim Kauf einer Wärmepumpe darauf, dass ein natürliches Kältemittel genutzt wird.

Wer jetzt schon klimabewusst handelt und sich für eine Wärmepumpe mit natürlichem Kältemittel wie Propan entscheidet, erhält einen zusätzlichen Förderbonus von 5 Prozent vom Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA). Wichtig: Der Bonus für natürliche Kältemittel ist nicht kombinierbar mit dem Fünf-Prozent-Bonus für Wärmepumpen, die als Wärmequelle Wasser, Erdreich oder Abwasser nutzen.

Warum ist eine Wärmepumpe umweltfreundlich?

Anstatt fossile Brennstoffe zu nutzen, wie eine Öl- oder Gasheizung, greift die Wärmepumpe auf die unerschöpfliche und kostenlose Energie der Umwelt zurück. Der CO2-Ausstoß einer Wärmepumpe ist daher viel geringer als der herkömmlicher Heizungsarten. Während eine Gasheizung in einem Einfamilienhaus etwa 1,73 Tonnen CO2-Emissionen im Jahr verursacht, sind es bei einer Wärmepumpe lediglich 0,85 Tonnen (Quelle: Umweltbundesamt). Noch emissionsarmer wird es, wenn Sie Ökostrom oder selbst erzeugten Solarstrom Ihrer Photovoltaikanlage nutzen.

CO2-Ausstoß nach Heizungsart
Der CO2-Ausstoß einer Wärmepumpe im Vergleich zu anderen Heizungsarten.

Fachfirmen für Wärmepumpen finden

Die Wärmepumpe bietet eine nachhaltige Alternative zu herkömmlichen Heizarten. Darüber hinaus erhalte Sie attraktive Fördermittel für den Einbau der meisten Wärmepumpenheizungen. Fachfirmen können Sie genau beraten, welche Wärmepumpe zu Ihrem Eigenheim passt. Füllen Sie einfach unseren Fragebogen aus und Sie erhalten Angebote von passenden Fachfirmen aus Ihrer Region.

Häufig gestellte Fragen

Wie funktioniert die Wärmepumpe im Winter?

Das Wärmepumpen-Prinzip bleibt im Winter das gleiche: Sie nutzt die vorhandene Wärme der Umgebung und hebt sie auf ein höheres Temperaturniveau an. Dadurch kann sogar eine Luftwärmepumpe auch bei niedrigen Außentemperaturen bis Minus 20 Grad effizient arbeiten. Wasser- und Erdwärmepumpen können auf die konstanten Temperaturen des Erdreichs und des Grundwassers zurückgreifen, die auch im Winter nicht stark sinken.

Funktioniert eine Wärmepumpe auch im Altbau?

Eine Wärmepumpe funktioniert auch im Altbau, besonders wenn er nachträglich gedämmt wurde. Ist dies nicht der Fall, muss eine Wärmepumpe mehr arbeiten, um das Haus warm zu halten. Dadurch steigen die Stromkosten. Bei Luft-Wärmepumpen kann die Heizleistung im Altbau bei niedrigen Außentemperaturen nicht ausreichend sein. Zur Unterstützung könnte dann eine andere Heizungsart einspringen.

Wie funktioniert eine Wärmepumpe besser?

Die Wärmepumpe funktioniert besser, wenn das Haus gut gedämmt ist und eine Flächenheizung installiert ist, zum Beispiel eine Fußbodenheizung. Doch auch wenn dies nicht der Fall ist, kann eine Wärmepumpe effektiv heizen, muss aber mehr Leistung aufbringen, wodurch die Stromkosten steigen.