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So funktioniert die Wärmepumpe

Die Wärmeversorgung soll nachhaltig und klimaverträglich werden. Statt Kohle, Gas oder Öl kann künftig die Wärme aus Erde, Wasser oder Luft das Zuhause heizen. Die Technik der Wärmepumpe macht es möglich.

In der Luft

oder im Boden schlummert Energie. Die Technik der Wärmepumpe macht sie nutzbar. Das Überzeugende: Die Energie steht kostenlos zur Verfügung. Der Aufwand, um diesen Schatz in Heizwärme umzuwandeln, ist geringer als bei anderen Heizsystemen. Wer zudem für den Betrieb Strom aus erneuerbarer Energie nutzt, für den ist auch der CO2-Ausstoß vergleichsweise gering. Deshalb wird die Wärmepumpe von der Bundesregierung jetzt speziell für Bestandshäuser gezielt gefördert, um die Wärmewende einzuleiten.

Technik

Die Wärmepumpe funktioniert wie ein Kühlschrank in umgekehrter Richtung. In der Wärmepumpe zirkuliert ein Kältemittel, das bereits bei sehr geringen Temperaturen verdampft und damit Wärme liefert. Auch erste Minusgrade im Winter reichen dafür noch aus. Die Wärmepumpe übernimmt die Energie aus der Umwelt und verdichtet sie im nächsten Schritt so lange, bis die gewünschte Temperatur zum Heizen erreicht ist. Dann wird die Wärme ans Gebäude oder für warmes Wasser abgegeben. Dabei kühlt das gasförmige Kältemittel wieder ab, wird flüssig und steht dem Kreislauf erneut zur Verfügung.

Wärmequellen

Luft

Wärmepumpen beziehen die Energie aus der Umgebungsluft. Die Geräte sind einfach zu installieren und die Investition ist am geringsten.

Wasser

Wer die Wärme des Grund- oder Oberflächenwassers nutzen will, benötigt eine ausreichende Wasserversorgung. Der Vorteil dieser Technik: Sie weist einen höheren Wirkungsgrad als Luft-Wärmepumpen auf.

Erde

Alternativ kann durch Erdsonden die Wärme der Erde genutzt werden. Anschaffung und Installation sind am teuersten, die Technik jedoch am wirkungsvollsten.

Effizienz

Für die Umwandlung der Umgebungstemperatur in Heizwärme ist Energie nötig. Verschiedene Kennzahlen, die die notwendige Energie ins Verhältnis zum Ergebnis setzen, informieren über die Effizienz. Der Coeffizient of Performance oder COP gibt das Verhältnis von abgegebener Heizleistung zur eingesetzten elektrischen Leistung für ein Wärmepumpenmodell an. Das heißt, je höher die Leistungszahl, desto effizienter arbeitet das Gerät. Eine Wärmepumpe mit der Kennzahl 4 gibt viermal so viel Heizleistung ab, wie sie an Strom benötigt.

Die Jahresarbeitszahl zeigt die individuelle Effizienz einer verbauten Wärmepumpe in einem konkreten Gebäude. Für eine Prognose wird dieser Wert rechnerisch ermittelt. Dafür gibt es online Rechner, wie beispielsweise beim Bundesverband Wärmepumpen: www.waermepumpe.de/jazrechner.

Die reale Effizienz wird frühestens nach einem kompletten Heizzyklus nach einem Jahr gemessen. Dafür setzt man die tatsächlich aufgewendete Wärmemenge mit dem Stromverbrauch ins Verhältnis. Bei Abweichungen zur rechnerischen Jahre-arbeitszahl kann ein Fachmann bei Bedarf die Anlage optimieren.

Illustration: Elisabeth Pergelt