Wärmepumpe: Aufbau und Funktion.
Die Wärmepumpe ist eine wichtige Säule der Heizwende. Doch wie funktioniert sie, welche Varianten gibt es, und was macht sie so nachhaltig? Wir erklären alles Wichtige – einfach, kompakt und verständlich.
Inhaltsverzeichnis
- Wärmepumpen als nachhaltige Heizlösung
- Warum eine Wärmepumpe? Vorteile auf einen Blick
- Arten von Wärmepumpen: Welche ist die richtige für Ihr Zuhause?
- Aufbau einer Wärmepumpe: Die drei zentralen Komponenten
- So funktioniert eine Wärmepumpe: Schritt für Schritt erklärt
- Wärmepumpen im Winter: Zuverlässig auch bei eisigen Temperaturen
- Kombination mit Photovoltaik: Selbstversorgt und klimafreundlich
- Fördermöglichkeiten und Kosten: Ein Schritt zur Nachhaltigkeit
- Fragen und Antworten zur Wärmepumpe
Wärmepumpen als nachhaltige Heizlösung
Wärmepumpen sind die zukunftsweisende Alternative zu fossilen Heizsystemen und überzeugen durch Umweltfreundlichkeit, Effizienz und Vielseitigkeit. Im Neubau längst Standard, gewinnen sie auch im Altbau immer mehr an Bedeutung. Dank ihrer Fähigkeit, erneuerbare Energie aus Luft, Erde oder Wasser zu nutzen, sorgen sie für ein behagliches Zuhause – mit Ökostrom sogar komplett klimaneutral. Ob Neu- oder Altbau, die Wärmepumpe ist der Schlüssel zu einer nachhaltigen Heizlösung.
Warum eine Wärmepumpe? Vorteile auf einen Blick
- Klimafreundlich: Mit Ökostrom oder eigenem Solarstrom betrieben, arbeitet die Wärmepumpe nahezu CO₂-neutral.
- Zukunftssicher: Die Technik erfüllt die strengen Anforderungen der Energiewende.
- Unabhängig von fossilen Brennstoffen: Keine Abhängigkeit von Öl- oder Gaspreisen.
- Energieeffizient: Bis zu 75 Prozent der Energie stammen aus der Umwelt, nur rund 25 Prozent werden als Strom zugeführt.
Arten von Wärmepumpen: Welche ist die richtige für Ihr Zuhause?
Wärmepumpen unterscheiden sich nach der genutzten Wärmequelle. Jede Variante hat spezifische Einsatzbereiche und Vorzüge:
- Luft-Wasser-Wärmepumpe: Einfach zu installieren und ideal für Gebäude mit moderatem Wärmebedarf.
- Sole-Wasser-Wärmepumpe: Nutzt Erdwärme, erfordert jedoch Erdsonden oder Flächenkollektoren.
- Wasser-Wasser-Wärmepumpe: Höchste Effizienz, aber nur bei geeignetem Grundwasservorkommen.
Eine Beratung durch Fachleute hilft, die optimale Lösung für den jeweiligen Standort und Energiebedarf zu finden.
Aufbau einer Wärmepumpe: Die drei zentralen Komponenten
Egal welche Variante: Alle Wärmepumpen basieren auf einem ähnlichen Aufbau. Sie bestehen aus:
- Wärmequellenanlage: Entzieht der Umgebung die Wärme (z. B. Luft, Erdreich oder Grundwasser).
- Wärmepumpe: Verarbeitet die gewonnene Energie in einem geschlossenen Kreislauf mit Verdampfer, Verdichter und Verflüssiger.
- Wärmeverteil- und Speichersystem: Leitet die erzeugte Wärme über Fußbodenheizungen, Heizkörper oder Warmwasserspeicher ins Gebäude.
So funktioniert eine Wärmepumpe: Schritt für Schritt erklärt
Die Wärmepumpe arbeitet nach einem Prinzip, das dem eines umgekehrten Kühlschranks ähnelt. Während der Kühlschrank die Wärme aus seinem Inneren abzieht und nach außen in die Küche abgibt, holt die Wärmepumpe die Wärme von draußen und bringt sie ins Haus. So funktioniert die Wärmepumpe:
1. Schritt: Wärmeaufnahme: Ein Wärmetauscher überträgt die Umgebungswärme auf ein Kältemittel, das dadurch verdampft.
2. Schritt: Verdichtung: Im Verdichter wird das gasförmige Kältemittel zusammengepresst, wodurch es sich aufheizt.
3. Schritt: Wärmeübertragung: Der heiße Kältemitteldampf gibt seine Energie an das Heizsystem ab und kondensiert.
4. Schritt: Druckentlastung: Nach der Druckentlastung kühlt das Kältemittel ab und ist bereit für den nächsten Zyklus.
Wärmepumpen im Winter: Zuverlässig auch bei eisigen Temperaturen
Viele fragen sich, ob eine Wärmepumpe bei Minusgraden überhaupt genug Wärme liefern kann. Die Antwort ist: Ja, das kann sie – und zwar zuverlässig. Selbst wenn es draußen klirrend kalt ist, holt die Wärmepumpe noch ausreichend Energie aus der Umgebung.
So funktioniert das bei den unterschiedlichen Wärmepumpenarten:
- Luft-Wasser-Wärmepumpen: Auch bei minus 20 Grad Celsius Außentemperatur enthält die Luft noch genug Wärmeenergie, um das Kältemittel in der Wärmepumpe ausreichend zu erwärmen. Bei extremer Kälte sorgt ein integrierter Heizstab für zusätzliche Heizleistung und gewährleistet, dass es im Haus weiterhin gemütlich warm bleibt.
- Sole-Wasser- und Wasser-Wasser-Wärmepumpen: Diese Systeme sind unabhängig von der Außentemperatur, weil sie unterirdische Wärmequellen nutzen, die stabile Temperaturen bieten. Selbst bei Minusgrade bleiben die Temperaturen unter der Erdoberfläche im Plus-Bereich und Grundwasser hat das ganze Jahr über eine konstante Temperatur von etwa 8 bis 12 °C.
Kombination mit Photovoltaik: Selbstversorgt und klimafreundlich
Die Verbindung von Wärmepumpe und Photovoltaik-Anlage ist ein echtes Dream-Team für nachhaltiges und kosteneffizientes Heizen. Da Wärmepumpen Strom benötigen, beeinflusst die Energiequelle direkt ihre Effizienz und Klimafreundlichkeit. Die Nutzung von Ökostrom macht die Wärmepumpe schon klimafreundlich – doch mit eigenem Solarstrom vom Dach wird sie noch umweltfreundlicher und wirtschaftlicher.
Wie funktioniert die Kombination?
Die Photovoltaik-Anlage erzeugt Strom aus Sonnenlicht, der direkt für den Betrieb der Wärmepumpe genutzt wird. Dadurch wird:
- Netzstrom ersetzt: Die Wärmepumpe läuft weitgehend unabhängig vom öffentlichen Stromnetz.
- die Eigenverbrauchsquote erhöht: Mehr vom selbst produzierten Solarstrom wird direkt im Haus genutzt.
Ein Batteriespeicher kann den überschüssigen Solarstrom zwischenspeichern und bei Bedarf – zum Beispiel nachts oder an bewölkten Tagen – für den Betrieb der Wärmepumpe bereitstellen. So wird die Energieversorgung noch flexibler. Wer auf diese clevere Lösung setzt, spart langfristig Geld, schont die Umwelt und macht einen großen Schritt in Richtung energieautarkes Wohnen.
Fördermöglichkeiten und Kosten: Ein Schritt zur Nachhaltigkeit
Die Anschaffungskosten für eine Wärmepumpe variieren je nach Typ und baulichen Voraussetzungen:
- Luft-Wasser-Wärmepumpen: Günstiger und einfacher zu installieren, ideal für viele Haushalte.
- Sole-Wasser-Wärmepumpen: Etwas teurer, da Erdsonden oder Flächenkollektoren verlegt werden müssen.
- Wasser-Wasser-Wärmepumpen: Höchste Effizienz, aber die Nutzung von Grundwasser erfordert eine Genehmigung und kann kostspielig sein.
Dank staatlicher Förderprogramme können die Kosten erheblich gesenkt werden. Das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) und die KfW-Bank bieten attraktive Zuschüsse an. Ein Blick auf bafa.de oder kfw.de lohnt sich.
Langfristig zahlt sich die Investition aus: Die Wärmepumpe reduziert nicht nur Energiekosten, sondern macht Hausbesitzer unabhängig von fossilen Brennstoffen und deren schwankenden Preisen.
Fragen und Antworten zur Wärmepumpe
Wie ist meine Wärmepumpe aufgebaut?
Eine Wärmepumpe besteht aus drei Abschnitten: Die Wärmequellenanlage nimmt die Umgebungswärme aus der Luft, dem Erdreich oder dem Grundwasser auf. Die eigentliche Wärmepumpe enthält unter anderem einen Verdampfer, einen Verdichter und einen Verflüssiger. Sie transformieren die Umweltwärme mit Hilfe von Strom in Heizwärme. Das Wärmeverteil- und Speichersystem transportiert die produzierte Wärme ins Gebäude.
Wie funktionierte meine Wärmepumpenheizung?
Die Wärmepumpenheizung funktioniert umgekehrt wie ein Kühlschrank. Sie nimmt die Wärme außen auf, erhöht die Temperatur und leitet die Wärme nach innen. Das geschieht innerhalb eines geschlossenen Kreislaufs. Ein Kältemittel nimmt die Wärme der Umgebung auf, verdampft, wird verdichtet und weiter erhitzt. Wenn das Kältemittel wieder verflüssigt wird, gibt es die Wärme wieder ab, sodass sie als Heizwärme zur Verfügung steht.
Wie funktioniert meine Wärmepumpe im Winter?
Auch bei sehr kalten Temperaturen funktionieren Wärmepumpen. Unter der Erdoberfläche herrschen in der Regel das ganze Jahr über Temperaturen im Plusbereich. Und auch wenn die Lufttemperatur bei minus 20 Grad liegt, enthält die Umgebungsluft noch genug Wärmeenergie, um das Kältemittel in der Luft-Wasser-Wärmepumpe zu erwärmen. Ein zusätzlich verbauter Heizstab schaltet sich automatisch dazu, wenn es nötig sein sollte.