Lexikon

English: Heat pump / Español: Bomba de calor / Português: Bomba de calor / Français: Pompe à chaleur / Italiano: Pompa di calore

Eine Wärmepumpe ist ein effizientes Heiz- und Kühlsystem, das thermische Energie aus der Umwelt nutzt, um Gebäude zu beheizen oder zu kühlen. Sie entzieht Wärme aus der Luft, dem Wasser oder dem Erdreich und überträgt diese mittels eines Kältemittelkreislaufs auf ein Heizsystem.

Wärmepumpen gelten als umweltfreundliche Alternative zu fossilen Heizsystemen, da sie einen Großteil der Energie aus erneuerbaren Quellen beziehen und den CO₂-Ausstoß erheblich reduzieren.

Funktionsweise einer Wärmepumpe

1. Wärmeaufnahme
• Die Wärmepumpe entzieht der Umgebung (Luft, Wasser oder Boden) Wärmeenergie, selbst bei niedrigen Temperaturen.
2. Verdichtung und Temperaturerhöhung
• Ein Kältemittel nimmt die gewonnene Wärme auf, wird im Verdichter komprimiert und dadurch stark erhitzt.
3. Wärmeübertragung
• Die erzeugte Wärme wird über einen Wärmetauscher an das Heizsystem abgegeben, z. B. für Fußbodenheizungen oder Heizkörper.
4. Abkühlung und erneuter Kreislauf
• Das abgekühlte Kältemittel entspannt sich und nimmt erneut Wärme aus der Umgebung auf, um den Prozess fortzusetzen.

Arten von Wärmepumpen

1. Luft-Wasser-Wärmepumpe
• Nutzt Außenluft als Wärmequelle und gibt die Wärme an ein wasserführendes Heizsystem ab.
• Kostengünstig in der Anschaffung, jedoch weniger effizient bei sehr niedrigen Außentemperaturen.
2. Sole-Wasser-Wärmepumpe (Erdwärmepumpe)
• Entzieht dem Erdreich Wärme durch Erdsonden oder Flächenkollektoren.
• Hohe Effizienz, da die Erdreichtemperatur relativ konstant bleibt.
3. Wasser-Wasser-Wärmepumpe
• Nutzt die Wärme des Grundwassers, das ganzjährig eine konstante Temperatur aufweist.
• Sehr effizient, jedoch mit behördlichen Auflagen und hohen Installationskosten verbunden.
4. Luft-Luft-Wärmepumpe
• Direktes Erwärmen von Raumluft ohne Wasser als Wärmeträger.
• Häufig in Passivhäusern oder Lüftungsanlagen genutzt.

Vorteile von Wärmepumpen

• Energieeffizienz – Bis zu 75 % der benötigten Energie stammen aus der Umwelt.
• CO₂-Reduktion – Nachhaltige Alternative zu Öl- und Gasheizungen.
• Vielseitigkeit – Kann sowohl zum Heizen als auch zum Kühlen eingesetzt werden.
• Kombinierbar mit Photovoltaik – Nutzung von selbst erzeugtem Solarstrom möglich.
• Geringe Betriebskosten – Einsparungen durch niedrigen Energieverbrauch.

Herausforderungen bei der Nutzung

• Hohe Anschaffungskosten – Installation und Erschließung können teuer sein.
• Effizienz abhängig von der Quelle – Bei sehr niedrigen Außentemperaturen kann die Effizienz sinken.
• Platzbedarf – Erdwärme- und Wasser-Wärmepumpen benötigen ausreichend Fläche oder Zugang zu Grundwasser.
• Stromabhängigkeit – Die Umweltbilanz hängt vom genutzten Strommix ab.

Ähnliche Begriffe im Industrie-Kontext

1. Hybridheizung – Kombination aus Wärmepumpe und fossilem Heizsystem zur Effizienzsteigerung.
2. Photovoltaik – Solarstrom kann zur Versorgung der Wärmepumpe genutzt werden.
3. Energieeffizientes Bauen – Wärmepumpen sind ein zentraler Bestandteil nachhaltiger Gebäudekonzepte.
4. Kältemittel – Substanz, die in Wärmepumpen zur Wärmeaufnahme und -abgabe verwendet wird.
5. Green Building – Nutzung erneuerbarer Energien in Gebäuden, um den CO₂-Fußabdruck zu reduzieren.

Weblinks

• top500.de: 'Heat pump' in the glossary of the top500.de (Englisch)
• umweltdatenbank.de: 'Wärmepumpe' im Lexikon der umweltdatenbank.de
• architektur-lexikon.de: 'Wärmepumpe' im architektur-lexikon.de
• So geht's mit Wärmepumpen

Zusammenfassung

Eine Wärmepumpe nutzt die natürliche Wärme aus der Umgebung, um Gebäude effizient zu beheizen oder zu kühlen. Verschiedene Typen, wie Luft-, Wasser- oder Erdwärmepumpen, ermöglichen flexible Einsatzmöglichkeiten.

Obwohl die Anschaffungskosten hoch sein können, überzeugt die Wärmepumpe durch niedrige Betriebskosten und eine umweltfreundliche Bilanz. Besonders in Verbindung mit Photovoltaik bietet sie eine nachhaltige Alternative zu fossilen Heizsystemen und trägt zur Reduzierung des Energieverbrauchs und der CO₂-Emissionen bei.