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Wärmepumpenheizung: Funktion einer Luft-Wasser-Wärmepumpe.
Eine Wärmepumpe nutzt Wärme aus der Umgebung und benötigt Strom, um diese für die Beheizung eines Gebäudes nutzbar zu machen. Wie das funktioniert, erklären wir am Beispiel einer Luft-Wasser-Wärmepumpe.
Die Wärmepumpe als Heizlösung
Eine Wärmepumpe nutzt Wärme aus der Umgebungsluft, dem Grundwasser oder dem Erdreich, um ein Gebäude zu beheizen. Für ihren Betrieb benötigt sie Strom. Da am Aufstellort kein Brennstoff verbrannt wird, entstehen dort keine unmittelbaren Emissionen aus einem Verbrennungsprozess. Für den Betrieb kann Ökostrom, also 100 Prozent Strom aus erneuerbaren Energien, eingesetzt werden. Wie viel Strom eine Wärmepumpe benötigt, hängt unter anderem von der Wärmequelle, dem energetischen Zustand des Gebäudes, den erforderlichen Vorlauftemperaturen und der Auslegung der Anlage ab.
Eine Luft-Wasser-Wärmepumpe nutzt die Umgebungsluft als Wärmequelle. Da für ihre Installation in der Regel keine Erdarbeiten oder Bohrungen erforderlich sind, kann sie für unterschiedliche Gebäude infrage kommen. Ob sie sich für ein bestimmtes Gebäude eignet, hängt unter anderem vom Wärmebedarf, den erforderlichen Vorlauftemperaturen, den Platzverhältnissen sowie von Schall- und Abstandsanforderungen ab. Installationsaufwand und Kosten sind daher immer vom jeweiligen Gebäude und den Bedingungen vor Ort abhängig.
Luft-Wasser-Wärmepumpe: Funktion erklärt
Wie funktioniert eine Luft-Wasser-Wärmepumpe genau? Wie entnimmt das Heizsystem Wärme aus der Natur und wie werden selbst im Winter ausreichend hohe Vorlauftemperaturen erreicht, um ein Haus auf Wohlfühltemperatur zu heizen?
Die einfache Antwort finden Sie in Ihrer Küche. Eine Wärmepumpe funktioniert nämlich nach demselben Prinzip wie ein Kühlschrank – bloß umgekehrt. Während ein Kühlschrank seinem Innenraum Wärme entzieht und diese nach außen abgibt, entzieht eine Luft-Wasser-Wärmepumpe der Umgebungsluft Wärme und gibt diese an das Heizwasser ab. Dieses erwärmt wiederum die Räume Ihres Hauses.
Ob die Wärmeenergie aus der Luft, dem Grundwasser oder aus der Erde stammt, spielt für die grundsätzliche Funktion einer Wärmepumpe keine Rolle. Der Kreislauf innerhalb einer Wärmepumpe läuft größtenteils identisch ab.
Funktion einer Luft-Wasser-Wärmepumpe Schritt für Schritt
Schritt 1:
Wärme aus der Luft bringt das Kältemittel zum Verdampfen
Eine Luft-Wasser-Wärmepumpe bezieht ihre Energie aus der Umgebungsluft. Ventilatoren saugen die Außenluft an und führen sie zum Verdampfer. Dort überträgt die Außenluft Wärme auf das Kältemittel, das bereits bei niedrigen Temperaturen verdampft.
Schritt 2: Der Dampf wird verdichtet und dann wieder verflüssigt
Ein elektrisch betriebener Verdichter komprimiert den Dampf mithilfe von Strom, um die Temperatur weiter auf das zum Heizen notwendige Niveau zu erhöhen. Der heiße, unter Druck stehende Kältemitteldampf gelangt anschließend in den Verflüssiger der Luft-Wasser-Wärmepumpe. Dieser gibt die Wärme mithilfe eines Wärmetauschers an das Heizwasser ab. Dadurch kondensiert das Kältemittel, doch es steht noch unter Druck. Bevor der Kreislauf von vorne beginnt, wird das Kältemittel durch ein sogenanntes Entspannungsventil geleitet, um den Druck zu reduzieren und einen erneuten Verdichtungsvorgang zu ermöglichen.
Schritt 3: Die Wärme wird im Haus zur Verfügung gestellt
Das warme Heizwasser fließt durch die Rohre zu den Heizflächen, beispielsweise einer Fußboden- oder Wandheizung, und gibt dort Wärme an die Räume ab. Außerdem steht das warme Wasser zum Duschen oder Baden bereit.
Funktioniert eine Luft-Wasser-Wärmepumpe auch im Winter?
Eine Luft-Wasser-Wärmepumpe kann grundsätzlich auch bei Minusgraden Wärme aus der Außenluft gewinnen. Mit sinkender Außentemperatur muss sie jedoch eine größere Temperaturdifferenz überwinden, wodurch ihr Strombedarf steigen kann. Welche Außentemperaturen eine Anlage bewältigt und wann ein zusätzlicher Heizstab eingesetzt wird, hängt vom jeweiligen Modell, von der Auslegung der Anlage und vom Wärmebedarf des Gebäudes ab. Die Angaben des Herstellers geben Auskunft über den vorgesehenen Einsatzbereich.
Wie genau es Wärmepumpen gelingt, auch bei eisigen Temperaturen noch ausreichend Wärme aus der Umweltenergie zu bekommen, um ein Haus wohlig warm zu heizen, erfahren Sie in unserem Ratgeber Wärmepumpe im Winter.
Funktion der Luft-Wasser-Wärmepumpe im Sommer: kühlen statt heizen
Eine Luft-Wasser-Wärmepumpe kann ein Haus nicht nur heizen, sondern es im Sommer bei hohen Außentemperaturen auch kühlen. Dabei funktioniert die Wärmepumpe genau wie ein Kühlschrank: Sie entzieht dem Gebäude Wärme und gibt diese nach außen ab.