Was ist eine Wärmepumpe und welche Arten gibt es?

In diesem Artikel erkläre ich in einfachen Worten, was eine Wärmepumpe ist und welche Arten von Wärmepumpen es gibt.

Eine Wärmepumpe auf Englisch ist eine heat pump. Alle Klimaanlagen, die im Heizmodus arbeiten können, sind tatsächlich Wärmepumpen (heat pump).

Klimaanlagen und Wärmepumpen

Klimaanlagen können bei unterschiedlichen Temperaturen heizen: Einige bis -7°C, andere bis -15°C und einige sogar bis -25°C oder darunter. Das bedeutet, dass die Effizienz der Klimaanlage bei negativen Temperaturen nicht verloren geht. Allerdings verbraucht die Klimaanlage bei niedrigen Außentemperaturen mehr Energie. Einige Modelle beginnen bei Temperaturen unter -7°C, Strom zu verbrauchen, der mit einem normalen Heizgerät vergleichbar ist.

Eine Klimaanlage, die zum Heizen verwendet wird, ist eine Luft-Wärmepumpe oder Luft-Luft-Wärmepumpe. Ihr Arbeitsprinzip basiert auf der Verdichtung und Expansion von Kältemittel. Der Kompressor verändert den Druck des Kältemittels, was es ermöglicht, Wärme oder Kälte freizusetzen. Dies wandelt elektrische Energie in Wärmeenergie um.

Der Wärmeumwandlungskoeffizient von Wärmepumpen liegt in der Regel bei 1:3–4. Das bedeutet, dass eine Wärmepumpe bei einem Verbrauch von 1 kW elektrischer Energie 3–4 kW Wärme erzeugen kann, was eine effiziente Beheizung von Räumen ermöglicht.

Geothermische Wärmepumpen

Zur Effizienzsteigerung kann die Außeneinheit im Boden oder in einem Gewässer installiert werden, wo die Temperatur stabil bleibt. So entstanden geothermische Wärmepumpen, die die Energie aus dem Boden, Wasser oder Luft nutzen.

Geothermische Wärmepumpen können nicht nur Luft, sondern auch Wasser für Heizungs- oder Warmwasserversorgungssysteme (WWVS) erhitzen.

Hauptarten von Wärmepumpen

  1. Luft-Luft-Wärmepumpen
    Diese pumpen Wärme aus der Außenluft und können sowohl zum Heizen als auch zum Kühlen verwendet werden. Solche Systeme sind einfach zu installieren und garantieren einen energieeffizienten Betrieb.

  2. Luft-Wasser-Wärmepumpen
    Sie sind ideal für Klimabedingungen, in denen die Außentemperatur nicht unter -15°C fällt. Diese Wärmepumpen erhitzen Wasser, das zur Beheizung und Kühlung von Räumen über Fan Coils genutzt werden kann – Geräte, die den Inneneinheiten von Klimaanlagen ähnlich sind.

  3. Wasser-Wasser-Wärmepumpen
    Diese Wärmepumpen nutzen Wasser aus Gewässern oder Brunnen zum Heizen und können sogar bei niedrigen Temperaturen betrieben werden. Es gibt auch Boden-Wasser-Systeme, die die Energie aus dem Boden für das Heizen nutzen.

Geothermische Wärmepumpen

Geothermische Wärmepumpen gewinnen Wärme aus Erde, Wasser und Luft. Diese Geräte sind teuer, aber ihre Installation amortisiert sich nach einigen Jahren. Diese Wärmepumpen ermöglichen es, autonom zu sein und die Abhängigkeit von Gas und Strom zu verringern.

Vorteile von Wärmepumpen

  • Energieeffizienz: Bei einem Verbrauch von 1 kW elektrischer Energie können sie 3-5 kW Wärmeenergie erzeugen.
  • Ökologisch: Sie nutzen die Energie der Natur und geben keine schädlichen Substanzen in die Atmosphäre ab.
  • Vielseitigkeit: Sie bieten Heizung, Kühlung und Wassererwärmung.
  • Langlebigkeit: Sie haben eine längere Lebensdauer als herkömmliche Heizkessel und benötigen nur minimale Wartung.

Wärmepumpen sind eine moderne und effektive Lösung, um komfortable Bedingungen im Haus zu schaffen und gleichzeitig Strom zu sparen.