Wärmepumpe
Gerät, das mit einem Kältekreislauf Wärme von einer kühleren Quelle (Luft, Erdreich, Wasser) auf ein höheres Temperaturniveau hebt und pro Einheit Strom 2–5 Einheiten Wärme liefert.
Eine Wärmepumpe arbeitet mit einem Kompressions-Kältekreislauf: Ein Kältemittel verdampft bei niedrigem Druck und nimmt dabei Wärme aus der Quelle auf; ein Verdichter erhöht Druck und Temperatur; im Verflüssiger im Haus kondensiert es und gibt die Wärme ab; ein Expansionsventil senkt den Druck wieder. Kehrt man den Kreislauf um, kühlt die Anlage.
COP = Q_Wärme / W_el
Carnot-Grenze: COP_max = T_warm / (T_warm - T_kalt), Temperaturen in Kelvin
Beispiel: 35 °C Vorlauf, 0 °C Quelle: 308.15 / 35 ≈ 8.8 (reale Geräte erreichen 40–55% davon)
In der Praxis liegt der COP bei Luftwärmepumpen bei etwa 2,5–4,5 und bei Erdwärmepumpen bei 3,5–5. Je größer der Temperaturhub, desto schlechter die Effizienz. Am besten funktionieren deshalb Niedertemperatur-Heizflächen (Fußbodenheizung, großzügig bemessene Heizkörper bei 35–45 °C). Übliche Kältemittel sind R32 und R410A; wegen der EU-F-Gase-Verordnung setzen sich zunehmend natürliche Kältemittel wie R290 (Propan) und CO2 (R744) durch.
Die IEA sieht in Wärmepumpen einen großen Hebel, um die weltweiten CO2-Emissionen der Gebäudeheizung zu senken; 2022–2024 wurden jährlich rund 10–12 Millionen Geräte verkauft. Im Vergleich zu einem Gaskessel mit 90 % Wirkungsgrad braucht eine Wärmepumpe mit einer Jahresarbeitszahl von 3 für dieselbe Wärme rund 70 % weniger Endenergie.
Verwandte Begriffe
Alle Begriffe →- COP (Leistungszahl)
Verhältnis der von einer Wärmepumpe abgegebenen Nutzwärme (oder Kälte) zur aufgenommenen elektrischen Energie, gemessen in einem bestimmten Betriebspunkt.
- SCOP (saisonale Leistungszahl)
Mittlere Leistungszahl einer Wärmepumpe über eine genormte Heizperiode; die Prüfpunkte werden danach gewichtet, wie oft die jeweilige Außentemperatur vorkommt.
- Luftwärmepumpe
Wärmepumpe, die der Außenluft Wärme entzieht und damit Heizwasser und Warmwasser (Luft-Wasser) oder Warmluft (Luft-Luft) bereitstellt; der am häufigsten installierte Typ.
- Erdwärmepumpe (Sole-Wasser-Wärmepumpe)
Wärmepumpe, die über Erdkollektoren oder Erdsonden Wärme mit dem Boden austauscht und dank stabiler Bodentemperaturen hohe Jahresarbeitszahlen erreicht.
- SEER
Seasonal Energy Efficiency Ratio: gesamte Kühlleistung über eine Kühlperiode geteilt durch den Stromverbrauch, in BTU/Wh (USA) oder W/W (EU).
- Fernwärme
Netz aus gedämmten Rohren, das heißes Wasser oder Dampf von zentralen Wärmequellen an viele Gebäude für Raumheizung und Warmwasser verteilt.