Kaum zu glauben, oder? Nun ja, gratis ist es ja nicht wirklich, das Heizen über Wärmepumpen, aber wenn sich die Installationskosten amortisiert haben, dann wird es richtig günstig! Erdwärmepumpen und Luftwärmepumpen boomen und das ist kein Wunder in einer Zeit, in der die Begriffe Energiewende und Nachhaltigkeit täglich genannt werden.

Doch wie funktioniert das überhaupt, wie kann es sein, dass wir Wärme einfach so aus der Erde, aus dem Wasser oder aus der Luft bekommen?

So funktionieren Erdwärmepumpen

Die Hauptenergiequelle von Wärmepumpen ist ihre Umgebungswärme. Darum kostet diese Art des Heizens auch sehr wenig, denn die Wärme zum Heizen eines Hauses wird aus Temperaturunterschieden in der Umgebung gewonnen. Wie funktioniert das nun genau?

Letztendlich ist eine Wärmepumpe vom Prinzip her nichts anderes als ein umgekehrter Kühlschrank. Während im Kühlschrank der Kältemittelkreislauf Wärme entzieht und diese an die Umgebung abgibt, entzieht der Kältemittelkreislauf einer Wärmepumpe der Umgebung Wärme. Dazu bedarf es eines Kältemittels, das aufgrund seines niedrigen Siedepunktes schon bei niedrigen Temperaturen verdampft. Der Dampf wird verdichtet, dadurch steigt die Temperatur. Danach wird das Kältemittle in einem Kondensator wieder verflüssigt und kann nun sowohl die zugeführte Antriebsenergie als auch die aufgenommene Umweltwärme an ein Heizmedium abgeben.

Klingt ganz einfach, nicht wahr? Um all dies möglichst energieeffizient abzuwickeln, steckt einige Entwicklungsarbeit in diesem Prinzip. Seit etwa 150 Jahren wird an der Funktionalität von Wärmepumpen geforscht und entwickelt.

Erdwärmepumpen nehmen die Energie aus der Erde, dazu sind Bohrungen notwendig. Ab einer Tiefe von etwa zehn Metern ist die Temperatur das ganze Jahr über nahezu konstant und man kann diese Tatsache nutzen. Die Tiefe der Sonde hängt allerdings auch vom Wärmebedarf der beteiligten Haushalte und von der Leitfähigkeit des Bodens ab, somit wird meist in etwa 140 Meter Tiefe gebohrt. Es gibt aber auch Systeme, mit waagrecht in die Erde eingelegte Wärmekollektoren arbeiten.

So funktionieren Luftwärmepumpen

Luftwärmepumpen arbeiten nach dem gleichen Prinzip, doch sind keine Bohrungen notwendig, da mit dem Temperaturunterschied der Umgebungsluft gearbeitet wird. Bei hohen Außentemperaturen ist eine Luftwärmepumpe darum besonders effektiv. Da die Temperaturen der Außenluft in der kalten Jahreszeit, in der man den größten Heizbedarf hat, relativ niedrig liegen, arbeitet eine Luftwärmepumpe etwas weniger effizient als eine Erdwärmepumpe und benötigt mehr Antriebsenergie. Allerdings sind auch die Investitionskosten geringer.

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