Wie funktioniert eine Wärmepumpe? Einfach erklärt
In unserer Umgebung gibt es einen unerschöpflichen Vorrat an Energie, deren Gewinnung und Nutzung umweltfreundlich ist. Bekannt ist beispielsweise die Stromerzeugung aus Sonnen- oder Windenergie. Doch nicht nur nachhaltige Stromgewinnung ist heute möglich, sondern auch umweltfreundliches Heizen – dank Wärmepumpen. Bei Buderus erfahren Sie, wie eine Wärmepumpenheizung aufgebaut ist und wie sie funktioniert.
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Energieverbrauch von Wärmepumpen
Die Wärme in Erde, Luft und Grundwasser ist grundsätzlich frei verfügbar. Allerdings muss diese Wärme erst einmal aufbereitet und in Wohnräume geführt werden. Für diese Funktion braucht die Wärmepumpe Strom. Der sogenannte Wirkungsgrad gibt an, wie viel Strom Ihre Wärmepumpe einsetzen muss, um eine bestimmte Menge Wärmeenergie bereitzustellen. Anders ausgedrückt: wie viele Kilowattstunden Wärme das Gerät aus einer Kilowattstunde Strom „herausholen“ kann – also letztlich, wie effizient sie arbeitet.
Auch die Temperatur der Energiequelle hat Einfluss auf den Stromverbrauch von Wärmepumpen. Grundsätzlich gilt: Je grösser der Temperaturunterschied zwischen Wärmequelle und Heizungswasser, desto mehr Energie verbraucht die Wärmepumpe.
Am Beispiel einer Luft-Wasser-Wärmepumpe verdeutlicht: Herrschen draussen moderate 10 °C, dann benötigt die Wärmepumpe weniger Strom, um die Innentemperatur im Haus auf 21 °C zu bringen. Sind es draussen eisige -10 °C, benötigt sie dafür mehr Strom. Für Sole-Wasser- und Wasser-Wasser-Wärmepumpen sind Aussentemperaturen kaum relevant, da deren Energiequellen – Erdreich und Grundwasser – in einer bestimmten Tiefe immer die gleichen Temperaturen haben.
Gut zu wissen:
Die modernen Geräte von Buderus nutzen eine Inverter-Technologie, bei der der Kompressor stufenlos die Leistung an den Bedarf anpasst. Man spricht in diesem Zusammenhang von modulierenden Wärmepumpen. Das Ergebnis ist ein deutlicher Gewinn an Effizienz. Bei unseren Wärmepumpen können Sie sich also auf hohe Qualität und eine optimale Heizleistung verlassen.
Aufbau einer Wärmepumpe: Das sind die Bestandteile
Wofür braucht man Kältemittel in einer Wärmepumpenheizung? Wie funktioniert das mit dem Verdichter und dem Heizkreislauf? Im Aufbau und der Funktionsweise einer Wärmepumpe arbeiten verschiedene Komponenten zusammen. Wir fassen diese kurz für Sie zusammen .
- Kältemittel: Ein Kältemittel ist eine Substanz, die Wärmeenergie transportieren kann. Entscheidend hierfür ist die Fähigkeit, auch bei geringer Temperatur zu verdampfen. Der Siedepunkt liegt – je nach Kältemittel – etwa zwischen -12 und -57 °C.
- Verdampfer: Hier geschieht die Übertragung der Wärme auf den Wärmepumpenkreislauf: Das Kältemittel nimmt Wärme auf und verdampft.
- Verdichter: Im strombetriebenen Verdichter oder Kompressor wird der Druck auf den Kältemitteldampf erhöht. Proportional dazu erhöht sich auch die Temperatur.
- Kondensator: In diesem Prozessschritt wird die Wärme auf den Heizkreislauf übertragen, das Kältemittel verflüssigt sich wieder. Der Kondensator wird daher auch Verflüssiger genannt.
- Expansionsventil: Im letzten Schritt wird der Druck des Kältemittels weiter gesenkt und der Kältekreislauf beginnt von vorn.
Funktionieren alle Wärmepumpenarten gleich?
Der generelle Aufbau der Wärmepumpe ist bei jedem Typ gleich. Die Funktion einer Luft-Wasser-Wärmepumpe unterscheidet sich darum grundsätzlich nicht von der Funktion einer Sole-Wasser-Wärmepumpe, da der Kältekreislauf immer gleich abläuft. Lediglich die Wärmequelle ist bei jedem Wärmepumpen-Typ eine andere und muss jeweils anders erschlossen werden.
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Luft-Wärmepumpe
Wärmequelle Umgebungsluft Besonderheit bei Funktion - Erschliessung der Wärmequelle einfach möglich durch Aufstellen des Gerätes
- Wärme wird durch einen Ventilator angesaugt
- Im Winter ist das Energieangebot geringer als im Sommer
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Erdwärmepumpe
Wärmequelle Erdwärme Besonderheit bei Funktion - Da Bodentemperaturen ab bestimmter Tiefe ganzjährig gleich sind, ist Strombedarf von Sole-Wasser-Wärmepumpen vollkommen unabhängig von der Jahreszeit
- Wärme wird über Erdsonden oder Erdkollektoren aufgenommen
- Für die Erschliessung der Wärmequelle sind aufwendige Erdarbeiten nötig
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Wasser-Wasser-Wärmepumpe
Wärmequelle Grundwasser Besonderheit bei Funktion - Wärme wird über Brunnen aufgenommen
- Für die Funktion der Wärmepumpe sind zwei Brunnen nötig (Schluckbrunnen und Saugbrunnen)
- Geringe jahreszeitliche Temperaturunterschiede, dadurch leicht variierender Strombedarf
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Bei sämtlichen Fragen stehen Ihnen unsere Klima-Experten zur Seite.
Jetzt kontaktierenHäufig gestellte Fragen zur Funktionsweise von Wärmepumpen
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Das Funktionsprinzip einer Wärmepumpe unterscheidet sich gar nicht so sehr von konventionellen Heizsystemen. Sowohl bei Wärmepumpen als auch bei Gas- oder Ölheizungen wird Heizwasser für einen Heizkreislauf erhitzt. Bei einer Gas- oder Ölheizung geschieht dies, indem Gas oder Öl verbrannt werden. Die fossilen Energieträger sind jedoch nicht unendlich verfügbar, zudem kosten sie Geld und die Emissionen aus der Verbrennung belasten die Umwelt. Für die Wärmepumpe ist eine gewisse „Grundwärme“ bereits vorhanden, nämlich in Form der Umweltwärme, die in der Luft, im Grundwasser oder im Erdreich enthalten ist. Diese wird lediglich unter Einsatz von Strom erhöht. Stammt der Strom aus erneuerbaren Energiequellen, ist die Wärmeerzeugung sogar CO2-neutral. st zudem ein Pufferspeicher im Heizsystem eingebunden, arbeitet die Wärmepumpenanlage noch effizienter.
Wie Sie die Effizienz Ihrer Wärmepumpenanlage in Ihrem Heim optimieren, ist abhängig von verschiedenen Faktoren, die unsere Buderus Systemexperten gern mit Ihnen besprechen.
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Die Wärmepumpe entzieht der Umwelt (der Luft, dem Grundwasser oder dem Erdreich) Energie, bereitet sie weiter auf und macht sie für Ihr Heizsystem nutzbar. Das Wärmeverteil- und Speichersystem transportiert die Wärme in Ihre Wohnräume. Ideal für den Betrieb mit einer Wärmepumpe sind Flächenheizkörper (Wand- oder Fussbodenheizung). Einmal installiert, benötigt eine Wärmepumpe im Prinzip nur noch Strom, um die unendlich verfügbare Umweltwärme im Haus nutzbar zu machen. Darum bietet sich die Kombination mit einer Photovoltaikanlage, die ebenfalls unbegrenzt verfügbare, nachhaltige Energie nutzt, ganz besonders an. Ob Neubau oder Bestandsgebäude: Eine moderne Wärmepumpe ist die ideale Heizung für Ihr Haus, wenn es über entsprechende Dämmung bzw. genügend grosse Heizkörper verfügt.
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Nein. Eine gute Dämmung bzw. genügend grosse Heizkörper vorausgesetzt, ist die Wärmepumpe eine effiziente Heizanlage. Sie leistet nicht nur das Beheizen des Gebäudes, sondern auch die Warmwasserbereitung. Bei manchen Modellen ist auch eine Kühlfunktion – ähnlich einer Klimaanlage – vorhanden. Der Aufbau und die Funktionsweise einer Wärmepumpe erlauben dennoch eine problemlose Kombination mit einem bestehenden Heizsystem, etwa in Form eines bivalenten Systems .
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