Wie funktioniert eine Wärmepumpe?

Eine Wärmepumpe ist eine intelligente und effiziente Möglichkeit, um Energie für die Heizung von Gebäuden zu gewinnen. Die Technologie der Wärmepumpe nutzt die Umweltwärme und wandelt sie durch einen Kreislauf aus Verdampfer, Verdichter, Entspannungsventil und Verflüssiger in Heizwärme um.

Der erste Teil des Kreislaufs beginnt mit dem Verdampfer, in dem aus der Umgebung die Energie entzogen und an das Kältemittel übertragen wird.  Die Energie kann aus der Luft, dem Grundwasser oder der Erde stammen, je nach Art der Wärmepumpe. Sobald das Kältemittel verdampft ist, wird es durch den Verdichter gepumpt, wo es komprimiert und dadurch auf einen höheren Druck und Temperaturniveau gebracht wird.

Die nächste Station ist der Verflüssiger. In diesem Schritt überträgt das komprimierte, erhitzte Kältemittel seine Wärme auf den Heizungskreislauf, kühlt dadurch ab und wird wieder flüssig. Dies passiert, wie beim Verdampfer, mit Hilfe eines Wärmetauschers. Die Wärme wird anschließend im Warmwasser- und Pufferspeicher der Wärmepumpenanlage gespeichert.

Im letzten Schritt wird das flüssige Kältemittel, welches noch unter Druck steht, in einem Entspannungsventil wieder herabgesetzt, wodurch es weiter abgekühlt ist, bis es seine Ausgangstemperatur erreicht hat. Der Kreislauf kann von Neuem beginnen.

Das Ergebnis ist Heizwärme für das Gebäude, die durch die Umweltenergie gewonnen wurde. Die Wärmepumpe benötigt jedoch auch elektrische Energie für den Betrieb des Verdichters. 

Der Energieverbrauch für die Heizung mit einer Wärmepumpe ist jedoch im Vergleich zu herkömmlichen Heizungssystemen sehr gering und führt zu erheblichen Einsparungen bei den Heizkosten.

Obwohl Wärmepumpen hauptsächlich zum Heizen von Wohngebäuden verwendet werden, gibt es viele Modelle, die auch eine Kühlfunktion bieten oder nachträglich damit ausgestattet werden können. Der Prozess, der bei einer Wärmepumpe zum Kühlen eines Hauses eingesetzt wird, basiert auf dem umgekehrten Prinzip des Heizens. Bei diesem Verfahren entzieht die Wärmepumpe den Wohnräumen Wärme und leitet sie nach draußen, um wenige Grade zu senken. 

Um jedoch eine erfolgreiche Kühlung des Hauses zu erreichen, ist es wichtig, dass das restliche Heizsystem darauf abgestimmt wird. Konventionelle Heizkörper eignen sich nicht zur Kühlung, da sie aufgrund ihrer geringen Oberfläche nur begrenzt zur Luftkühlung beitragen können. Deshalb sind Wand- oder Fußbodenheizungen in diesem Fall die bessere Wahl.

Die Steuerung der Kühlung bei reversiblen Wärmepumpen ist je nach Modell unterschiedlich und kann über thermische Sensoren oder Zeitprogramme erfolgen. Günstigere Modelle müssen jedoch meist manuell bedient werden. Eine einfache Steuerung kann jedoch über internetgestützte Programme oder mobile Apps erreicht werden.

Zusammenfassend kann man sagen, dass die Wärmepumpe ein sehr effizientes Heizsystem ist, das auf der Technologie der Umwandlung von Umweltenergie in Heizwärme basiert. Zusätzlich bietet ein Energiemanagementsystem die Möglichkeit, alle Energieprodukte in deinem Haus zu einem intelligenten Gesamtsystem zu vernetzen. Mit „Heartbeat“ von 1KOMMA5° ist genau das möglich. Dieses vernetzt Photovoltaik-Anlage, Stromspeicher, Wärmepumpe und Wallbox im Gebäude zu einem intelligenten Gesamtsystem. 

Dieses kann als Teil eines virtuellen Kraftwerks mit dem Energiemarkt interagieren. Der Vorteil dabei ist, dass Heartbeat große Verbraucher als flexible Lasten intelligent steuern kann. Dadurch kann der Ladevorgang eines E-Autos oder der Betrieb einer Wärmepumpe so gesteuert werden, dass sie möglichst viel selbst erzeugten Solarstrom verbrauchten oder aber den Netzbezug dynamisch anhand der Großhandelsstrompreise an der Börse ausrichten. Somit  werden die Betriebskosten der Kundinnen und Kunden in ihrem Eigenheim gesenkt.

Durch den Einsatz einer Wärmepumpe in Kombination mit einem Energiemanagementsystem kann man die eigenen Heizkosten reduzieren und einen wichtigen Beitrag zur Energiewende leisten.