Heizung und Haustechnik

Die Technik der Wärmepumpe erlebt gerade eine Renaissance .Dabei ist die Technik der Wärmepumpe nicht ganz neu und stellt seit über 30 Jahren eine umweltschonende alternative zu Gas oder Öl befeuerten Heizungen zur Verfügung.

Die Problematik der Wärmepumpe ist schon immer der Stromverbrauch. Vor 30 Jahren waren die Preise für Öl oder Gas aber im Vergleich zum Strom sehr gering. Von daher konnten Wärmepumpen zu diesem Zeitpunkt kaum wirtschaftlich betrieben werden. Hinzu kam aber noch, dass die Heizungsanlagen früherer Jahre für andere Systemtemperaturen ausgelegt und somit die Heizkörper im Regelfall für den Betrieb einer Wärmepumpe zu geringe Heizflächen aufwiesen.

Bei der Wärmepumpe wird unter der Verwendung eines geringen Stromanteils, als Antriebsenergie, der Umwelt kostenlose Energie entzogen. Die Wärmepumpe stellt dabei ein Vielfaches des eingesetzten Stroms, als Wärmeenergie wieder zur Verfügung. Nur wie funktioniert die Wärmepumpe nun und diese wundersame Energievermehrung.

Damit eine Wärmepumpe überhaupt funktioniert, benötigt sie ein Kältemittel oder auch Arbeitsmittel. Diese Kältemittel hat die Eigenschaft bei einer niedrigen Temperatur zu verdampfen.

Kältemittel waren und sind immer noch ein Grund warum einige Umweltschützer vor den Wärmepumpen waren. Auch heute enthalten viele Kältemittel geringe Anteile an Flurkohlenwasserstoff (FKW), dass besser unter dem Begriff Treibhausgas bekannt ist. Hat der Kältemittelkreis eine Leckage, entwicht von daher FKW in die Umwelt. Allerdings gibt es auch mittlerweile völlig FKW freie Kältemittel auf dem Markt.

Das Kältemittel durchströmt jetzt im flüssigen Zustand einen Wärmetauscher, der mit einer weiteren Wärmequelle in Verbindung steht. Diese zweite Wärmequelle ist entweder, die Wärme aus der Luft, dem Erdreich oder dem Grund- oder Oberflächenwasser. Es gibt allerdings noch deutlich mehr Wärmequellen die man für die Wärmepumpe nutzen kann, aber lassen wir es hier erst mal bei diesen drei Quellenarten.

Das Kältemittel geht im Wärmetauscher in den gasförmigen Zustand über und entzieht, so der Wärmequelle die Energie (Verdampfungswärme). Die Temperatur der Wärmequelle sinkt dabei um einige Kelvin ab. Über einen Verdichter wird das gasförmige Kältemittel angesaugt und zusammengepresst. Durch die Erhöhung des Drucks steigt auch die Temperatur des Kältemittels, dabei bleibt das Kältemittel im gasförmigen Zustand. Im Verflüssiger wird dem Kältemittel die gewonnene Wärmeenergie wieder entzogen und an den Warmwasser Kreislauf der Heizung abgegeben. Ein Expansionsventil sorgt dafür, dass der Druck des Kältemittels weiter sinkt und das Kältemittel in den flüssigen Zustand übergeht. Der Kreisprozess beginnt nun von neuem.

Hieran lässt sich schnell erkennen wo die Problematik beispielsweise bei der Luft/Wasser Wärmepumpe liegt. Damit das Kältemittel entsprechend verdichtet werden kann um in den gasförmigen Zustand überzugehen braucht man Strom. Bei niedrigen Temperaturen im Winter, benötigt man von daher viel mehr Strom damit der Prozess überhaupt beginnt.