Das Kühlschrank-Prinzip
Die Funktionsweise der Wärmepumpe ist gar nicht so schwierig. Sie funktioniert nach dem „Kühlschrank-Prinzip“. Dabei laufen zwei Effekte ab: Verdampfung und Kompression. Stellen Sie sich vor, sie steigen im Sommer aus dem Freibad. Trotz sommerlichen Temperaturen wird Ihnen schnell kalt. Das liegt daran, dass das Wasser auf der Haut verdampft. Dabei entzieht das Wasser dem Körper Wärme – wir frieren. Das heißt, das Wasser ändert seinen Aggregatszustand von flüssig zu gasförmig. Könnten nun die gasförmigen Moleküle eingefangen werden, so könnte das Gas komprimiert werden. Bei der Kompression eines Gases wird dessen Temperatur erhöht, da sich die Moleküle aneinander reiben und sich dadurch erwärmen. Beim Kühlschrank wird die Wärme auf der Innenseite entnommen. Diese wird dann auf der Rückseite wieder abgegeben. Beim Heizen mit einer Wärmepumpe wird der Umwelt Wärme entzogen und dem Haus für die Heizung und Warmwasser-Bereitung bereitgestellt.
Der Kreislauf der Wärmepumpe
Eine Wärmepumpe nutzt die Wärme der Umwelt – aus der Luft, dem Erdreich oder dem Grundwasser.
In dem Kreislauf der Wärmepumpe befindet sich ein Kältemittel. Dieses nimmt die thermische Energie des Trägermediums über einen Verdampfer auf. Im Beispiel einer Luft-Wasser-Wärmepumpe sitzt dieser vor dem Ventilator, welcher die Außenluft ansaugt. Da das Kältemittel schon bei sehr geringen Temperaturen verdampft, liegt es im Außenbereich gasförmig vor. Nachdem es durch die Umwelt erwärmt wurde, wird das Kältemittel in einen Verdichter (Kompressor) geleitet. Der elektrisch betriebene Verdichter komprimiert das gasförmige Kältemittel und erhöht dadurch dessen Temperatur. Über einen Wärmetauscher kann die gewonnene Temperatur an das Heizsystem übergeben werden. Durch das Abkühlen kondensiert das Kältemittel wieder und wird flüssig. Um wieder den Ausgangsdruck herzustellen, wird es nun durch ein Expansionsventil geleitet. Dadurch sinkt der Druck und die Temperatur des Kältemittels wieder. Nun beginnt der Kreislauf von vorne.
