Wärmepumpen: Ein Thema was uns alle betrifft

Eine Wärmepumpe ist ein technisches System, das in der Lage ist, Wärme von einem Ort mit niedrigerer Temperatur an einen Ort mit höherer Temperatur zu übertragen. Die Funktionsweise von Wärmepumpen beruht auf dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik, der besagt, dass Wärmeenergie nicht von selbst von einem warmen an einen kühleren Ort fließen kann, es sei denn, es wird Arbeit verrichtet.

Im Folgenden wird die Funktionsweise von Wärmepumpen kurz erläutert:

Vor dem Haus platztierte Wärmepumpe
© Pixabay - pixabay.com (HarmvdB)

1. Verdampfung:

Der Prozess beginnt mit einem Kältemittel, das in einem geschlossenen Kreislauf zirkuliert. Das Kältemittel verdampft bei niedriger Temperatur und niedrigem Druck in einem Verdampfer, der normalerweise im Freien aufgestellt ist. Während des Verdampfungsprozesses nimmt das Kältemittel Wärmeenergie aus der Umgebung auf.

2. Verdichtung:

Das gasförmige Kältemittel gelangt nun in den Kompressor. Hier wird das Kältemittel verdichtet, wodurch sein Druck und seine Temperatur stark ansteigen. Für diesen Prozess wird elektrische Energie benötigt, um Arbeit zu verrichten und das Kältemittel zu erwärmen.

3. Kondensation:

Das unter hohem Druck stehende Kältemittel gelangt nun in den Kondensator, der sich im Inneren des Gebäudes befindet. Hier gibt das Kältemittel die zuvor aufgenommene Wärmeenergie wieder ab, die zur Beheizung des Innenraums genutzt wird. Bei der Kondensation wird das Kältemittel wieder flüssig.

4. Entspannung:

Das nun flüssige Kältemittel durchläuft eine Expansionsvorrichtung, in der sein Druck und seine Temperatur stark reduziert werden. Dieser Schritt bereitet das Kältemittel auf die erneute Verdampfung im Verdampfer vor.

Dieser Kreislauf wiederholt sich ständig, und die Wärmepumpe transportiert Wärmeenergie von außen nach innen, auch wenn die Außentemperatur niedriger ist als die gewünschte Innentemperatur. Auf diese Weise können Gebäude effizient beheizt werden. Im Sommer kann der Betrieb umgekehrt werden, so dass die Wärmepumpe als Klimaanlage fungiert, indem sie Wärme aus dem Gebäudeinneren nach außen transportiert.

Wärmepumpen sind äußerst effiziente Heiz- und Kühlsysteme, da sie Wärme aus der Umwelt nutzen, anstatt sie direkt zu erzeugen. Das macht sie zu einer umweltfreundlichen Option und hilft, die Energiekosten zu senken. Wärmepumpen werden in privaten Haushalten, gewerblichen Gebäuden und industriellen Prozessen eingesetzt und spielen eine wichtige Rolle in der Energiewirtschaft.

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