Wärmepumpe Aufbau – So ist eine Wärmepumpe aufgebaut

Wärmepumpen kommen in vielen Häusern und Wohnungen zum Einsatz. Sie nutzen die Umweltwärme zum Heizen und für das Warmwasser. Doch wie genau ist eine Wärmepumpe aufgebaut? Wie gewinnt sie Energie und welche Arten davon gibt es? Alle Antworten auf diese Fragen erhalten Sie hier. 

Wärmepumpe Aufbau – So funktioniert eine Wärmepumpe

Die Wärmepumpenanlage besteht aus drei Teilen, die für eine vollwertige Wärmepumpe nötig sind. Der erste Teil entzieht der Umgebung die benötigte Umweltwärme und ist meistens im Außenbereich vorzufinden. Teil zwei dient als Hauptteil der Wärmepumpe und macht die Umweltwärme nutzbar. Der dritte Teil verteilt die Wärme auf das Haus, das Warmwasser und – falls vorhanden – einen Zwischenspeicher.  

Teil eins: die Wärmegewinnung

Wärmepumpen entnehmen Umweltwärme aus dem Erdreich, dem Grundwasser oder der Umgebungsluft. Durch ein stetiges Pumpen erreicht diese Wärme über eine Flüssigkeit die Außenanlage der Wärmepumpe, welche sie zur Inneneinheit weiterleitet. Eine Ausnahme bilden die Luft-Wärmepumpen, welche die Umgebungsluft mit einem Ventilator direkt zur Inneneinheit leiten.

Teil zwei: die Wärme nutzbar machen

Im Hauptteil der Wärmepumpe wird ein Kältemittel so verändert, dass es mehr Wärme abgibt, als es gewonnen hat. Das geschieht zuerst im Verdampfer, in dem das Kältemittel die Umweltwärme aufnimmt und verdampft. Im Verdichter wird nun mit einem Kompressor der Dampf verdichtet, wodurch großer Druck entsteht und die Temperatur vom Dampf erhöht wird. Das Gas gibt im Kondensator seine Wärme an den Heizkreislauf und das Warmwasser ab und wird wieder flüssig, im Expander wird der Flüssigkeit der Druck entzogen, wodurch das Kältemittel wieder genutzt werden kann. 

Teil drei: die Wärmeverteilung

Mit einem Wärmeverteiler wird das Haus mit Wärme und Warmwasser versorgt. Dies geschieht über Wasser, das in den Heizungsrohren zirkuliert und die Wärme so zu Ihren Heizkörpern oder Ihrer Flächenheizung leitet. Außerdem gelangt Warmwasser über den Warmwasserspeicher in die Leitungen Ihres Hauses.  

Wie unterscheiden sich Monoblock- und Split-Bauweise?

Der Unterschied zwischen Monoblock und Split liegt darin, dass im Monoblock alle Komponenten in einem Gerät verbaut sind, was die Installation erleichtert. Allerdings sind dadurch die Leitungen länger, welche im Winter einfrieren können. 

Eine Splitanlage hingegen ist sehr flexibel und die Energieeffizienz ist besonders gut messbar. Die Kältemittelleitungen müssen allerdings durch einen Fachmann erstellt, die Menge je nach Entfernung der Geräte zwischen der Außen- und Inneneinheit angepasst und regelmäßig kontrolliert werden. 

Monovalenter und bivalenter Betrieb

Bei der Funktionsweise der Wärmepumpe wird zwischen dem mono- und bivalenten Betrieb unterschieden.  

Beim monovalenten Betrieb ist die Wärmepumpe die einzige Heizquelle im Haus. Beim bivalenten Betrieb werden hingegen noch andere Heiztechnologien eingebunden. Dies wird oft bei Altbauten genutzt, deren Energieeffizienz nicht optimal ist oder nicht angepasst werden kann. Meist wird dazu ein weiteres Heizsystem der herkömmlichen Technologien genutzt, zum Beispiel Öl-, Gas-, Pellets- oder eine Stückholzheizung. Interessant ist eine Kombination mit Photovoltaik zur Warmwassergewinnung und Unterstützung der Heizung. 

Wie gewinnt eine Wärmepumpe Energie?

Eine Wärmepumpe entzieht der Umweltwärme die Energie, die sie benötigt, um Ihr Haus oder Ihre Wohnung zu heizen und Ihr Warmwasser zu erwärmen. Sie vermehrt diese gewonnene Wärme, indem sie sie einem Kältemittel zuführt, welches dadurch dann verdampft. Durch diese chemische Reaktion erhöht sich der Druck, wodurch die Temperatur des Dampfes noch weiter steigt, bis die gewünschte Temperatur erreicht ist, um die Wärme für Ihr Haus nutzen zu können. 

Welche Arten von Wärmepumpen gibt es?

Die Funktion von Wärmepumpen unterscheidet sich in der Art, wie sie die Umweltwärme gewinnen. 

Eine Erdwärmepumpe benötigt Sonden oder Erdkollektoren, die aus dem Erdreich die Wärme gewinnen. Die Wärme des Erdreichs hat wenig Schwankungen und kann gut genutzt werden. Eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe gewinnt die Wärme aus dem Grundwasser, das über die Jahreszeiten hinaus eine meist gleichbleibende Temperatur aufweist. Luftwärmepumpen hingegen erhalten die Umweltwärme aus der Luft, deren Temperatur Schwankungen beinhaltet. 

Wie genau diese Pumpenarten arbeiten und was die jeweiligen Vor- und Nachteile sind, haben wir hier für Sie zusammengestellt

Wärmepumpe Aufbau – Wie arbeitet eine Wärmepumpe besonders energieeffizient?

Die Funktionsweise der Wärmepumpe, umgekehrt wie ein Kühlschrank zu arbeiten, kann unter bestimmten Voraussetzungen eine energiesparende Lösung zur Wärmegewinnung darstellen. 

Damit eine Wärmepumpe so energieeffizient wie möglich arbeitet, sollte das Heizsystem verbessert werden, indem Heizkörper und Kältebrücken wie Fenster ausgetauscht werden. Flache, breitere Heizkörper oder eine Fußbodenheizung arbeiten effizienter mit einer Wärmepumpe. Auch Dämmmaßnahmen an der Fassade Ihres Hauses und Ihres Daches senken den Wärmebedarf und halten die Wärme besser im Innenbereich. 

Bei älteren Wärmepumpen kann der Kompressor gegen einen effizienteren ausgetauscht werden. 

Auch die Art der Wärmequelle, die Sie nutzen, kann Einfluss auf die Energieeffizienz haben. Bei der Erdwärme- und der Grundwassernutzung ist die Durchschnittstemperatur recht hoch und gleichbleibend, was bedeutet, dass die Pumpe die Temperatur nur begrenzt anheben muss, im Gegensatz zur kalten Außenluft im Winter bei einer Luft-Wärmepumpe. 

Auch die Kombination mit erneuerbaren Energien, wie Photovoltaik, steigert die Effizienz Ihrer Wärmepumpe, indem Sie den Strom selbst erzeugen, den die Pumpe benötigt.  

Die Effizienz Ihrer Wärmepumpe erkennen Sie an der Jahresarbeitszahl, JAZ und SCOP. Je höher, also über einem Wert von 4,0, desto höher die Effizienz Ihrer Heizungsanlage. Die JAZ bestimmt das ermittelte Verhältnis von abgegebener Heizwärme zu den Betriebskosten Ihrer Wärmepumpe im Jahr. Die SCOP hingegen gibt nur die theoretische Leistung an, welche unter Laborbedingungen ermittelt werden.

Sie können hier nachlesen, wie genau der Wirkungsgrad einer Wärmepumpe bestimmt wird und welche Zahlen das bedeuten.

Wartung ist wichtig!

Ihre Wärmepumpe funktioniert nur optimal, wenn alle Komponenten aufeinander abgestimmt sind. Innerhalb der Wärmepumpe sind das der Kompressor und die Menge des Kühlmittels. Aber auch die Heizflächen, Ventile, Dämmungen des Warmwasserspeichers sowie die Pumpen- und Reglereinstellungen müssen regelmäßig kontrolliert und gegebenenfalls nachjustiert werden. 

Eine regelmäßige Wartung ist deshalb unabkömmlich, wenn die Effizienz einer Wärmepumpe gewährleistet werden soll. Dies kann nur ein Fachbetrieb durchführen. 

Sie können beim Umweltbundesamt gerne weiter nachlesen, worauf Sie beim Neukauf einer Wärmepumpe achten sollten. 

Fazit

Mit einer Wärmepumpe können Sie Ihr Haus oder Ihre Wohnung mit Umweltwärme energieeffizient heizen und Ihr Wasser wärmen. Durch ein einfaches physikalisches Prinzip wird die gewonnene Wärme erhöht und kann so genutzt werden. Wir von Klivatec beraten Sie gerne bei Fragen rund um die Wärmepumpe. Unser kompetentes Team steht Ihnen telefonisch und schriftlich gerne zur Verfügung. Wir begleiten Sie von der Angebotserstellung bis zum Einbau und zeigen Ihnen, wie einfach und unkompliziert wir alle wichtigen Schritte für Sie lösen können.

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