Was ist eine Wärmepumpe und wie funktioniert sie?

Eine Wärmepumpenheizung pumpt Wärme aus der Umwelt ins Haus, hebt sie auf ein höheres Temperaturniveau und macht sie so für das Heizen und die Warmwasseraufbereitung nutzbar.

Eine Wärmepumpe funktioniert ähnlich wie ein Kühlschrank: Während der Kühlschrank seinem Innenraum Wärme entzieht und diese (ungenutzt) an die Umgebung abgibt, entzieht die Wärmepumpe der Umgebung Wärme und leitet sie ins Hausinnere. Dafür benötigt sie nicht einmal hohe Temperaturen: Häufig reichen schon Temperaturen knapp über dem Gefrierpunkt!
Zur Erhöhung des Temperaturniveaus nutzt die Wärmepumpe eine Flüssigkeit, das sogenannte Kältemittel, das bereits bei sehr niedrigen Temperaturen verdampft. Das Kältemittel wird mit der Umgebungswärme erwärmt und dann in der Regel mit einem Elektromotor verdichtet, sodass sie sich weiter aufheizt.

Den gleichen Effekt kann man auch bei einer gewöhnlichen Luftpumpe beobachten, auch sie wird warm durch die zusammengepresste Luft. Für das Verdichten des Dampfs mit dem Elektromotor wird Strom benötigt. Da elektrische Energie in Deutschland häufig in klimaschädlichen Kohlekraftwerken gewonnen wird, ist beim Umweltnutzen der Wärmepumpen entscheidend, wie hoch der Energieverbrauch ist. Schließlich gibt das Kältemittel seine Wärme über Wärmetauscher an den Heiz- bzw. Brauchwasserkreislauf ab.

Verschiedene Wärmequellen

Wärmepumpen werden hauptsächlich anhand der beiden zum Einsatz kommenden Medien unterschieden: Das erste Medium ist die Wärmequelle, deren Wärme das zweite Medium aufnimmt und an gewünschter Stelle im Haus wieder abgibt. Aufgenommen wird die Wärme in der Regel von einem Wasserkreislauf, nur in seltenen, hier zu vernachlässigenden Fällen wird sie direkt an die Raumluft übertragen. Wärmequellen können die Umgebungsluft, das Erdreich (Trägermedium Sole) und das Grundwasser sein.

Somit unterscheidet man zumeist drei Typen:

1. Luft-Wasser-Wärmepumpen,
2. Sole-Wasser-Wärmepumpen
3. und Wasser-Wasser-Wärmepumpen.

Am kostengünstigsten sind Luft-Wasser-Wärmepumpen. Allerdings sind sie bei niedrigen Lufttemperaturen im Winter nur wenig effizient und deshalb zumeist von der Förderung ausgeschlossen (mehr zu Finanzen und Förderung erfahren Sie in unserem Interview mit der Verbraucherzentrale). Außerdem ist die Wärmekapazität der Luft wesentlich geringer als die von Wasser oder Erdreich, sodass große Luftmengen bewegt werden müssen. Dies kann mit einer nicht unerheblichen Geräuschentwicklung verbunden sein, die als störend empfunden werden kann – nicht nur von einem selbst, sondern auch von Nachbarn.

Die Sole-Wasser-Wärmepumpen (häufig einfach „Erdwärmepumpen“ genannt) unterteilt man nochmals danach, ob sie die Wärme durch einen horizontal im Erdreich verlaufenden Kollektor oder durch eine vertikal im Untergrund verlegte Sonde aufnimmt. Die Sonde benötigt dabei eine geringere Grundstücksfläche, dafür Bohrungen von üblicherweise 50 bis 100 Metern Tiefe.

Wasser-Wasser-Wärmepumpen erschließen die Wärme des Grundwassers zumeist mit Saug- und Schluckbrunnen. Aufgrund des Gewässerschutzes ist dafür eine behördliche Genehmigung erforderlich. Neben der Grundwasserwärme ist auch die Wärme von Abwässern technisch nutzbar, diese Möglichkeit kommt aber bisher noch vergleichsweise selten zum Einsatz.

Sie planen einen Neubau? Mit dem Ratgeber „Heizkosten im Neubau“ können Sie Wärmepumpen mit anderen Heizsystemen vergleichen und die Wirtschaftlichkeit ermitteln.

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Der Ratgeber “Wärmepumpen – Klimafreundliche Wärme aus der Umgebung” entstand in freundlicher Zusammenarbeit mit co2online.

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