Wie funktioniert eine Wärmepumpe?

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:

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.

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.

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.