Wärmepumpen beziehen ca. 75% Ihrer Heizleistung aus der Umwelt. Die bekanntesten Wärmequellen sind Luft, Erdreich und Grundwasser. Um diese kostenfreie Wärme aus der Umwelt nutzbar zu machen, beziehen Wärmepumpen lediglich einen kleinen Anteil Strom für ihre Pumpe und den gesamten Antrieb. Die technischen Rahmenbedingungen, regulatorische Vorgaben und zu erwartende Kosten geben Entscheidungshilfe, ob die Energie der Luft, Erde oder dem Wasser entzogen wird.
Umgekehrtes Kühlschrankprinzip
Bei einer Wärmepumpe wird dem Außenbereich (Luft, Erde und Wasser) die Wärme entzogen und als Heizenergie im Haus dann über die Heizflächen abgegeben.
Wärmepumpe: eine ausgereifte Technik
Ein Wärmepumpen-Heizsystem besteht aus drei Bestandteilen: der Umwelt als Wärmequelle, der die benötigte Energie entzogen wird, dem Wärmepumpen-Kernsystem, dies macht Umweltwärme effizient nutzbar, und dem Speicher und Wärmeverteilsystem, das die gewonnene Wärmeenergie im Haus verteilt. Der gesamte Prozess kann als 3 Phasen Modell gesehen werden.
Phase 1: Wärmegewinnung aus der Umwelt
In der Wärmequellenanlage zirkuliert beispielsweise eine Flüssigkeit, häufig eine Sole. Die Sole nimmt die Wärme aus der Umwelt, z.B. aus dem Erdreich oder auch aus dem Grundwasser, auf und liefert diese zur Wärmepumpe. Eine anderes System sind Luft-Wärmepumpen. Diese saugen über einen Ventilator die Umgebungsluft (draußen) an, so wird der Wärmepumpe die Umgebungswärme der Luft zuführt.
Phase 2: Nutzung der zugeführten Umweltwärme
In der Wärmepumpe befindet sich ein geschlossener Kreislauf (wie im Kühlschrank), in dem ein „Kältemittel“ zirkuliert. In diesem Kreislauf, wird die zuvor gewonnene Umweltenergie auf das Kältemittel übertragen, beispielsweise bei Luft-Wasser-Wärmepumpen erwärmt die Außenluft das Kältemittel. Mit Hilfe eines Kompressor wird dann das Kältemittel weiter transportiert und so erhöht sich das Temperaturniveau des jetzt gasförmigen Kältemittels, es wird heißer. In einem weiteren Schritt gibt das unter Druck stehende heiße, gasförmige Kältemittel seine Wärme wieder ab. Danach wird das Kältemittel wieder flüssig und wird wieder zum Anfang des Prozesses des Kreislaufes zurückgeführt.
Phase 3: Beheizung
Im Haus befindet sich der Speicher und das Wärmeverteilsystem. Im Wärmeverteilsystem befindet sich als Medium zum Heizen Wasser (Heizungswasser), dieses nimmt die Wärme auf, die der Kreislauf mit dem Kältemittel in dem Wärmepumpensystem abgibt, und stellt dieses über einen Warmwasserspeicher bzw. Heizungspufferspeicher dem Gebäude über das Verteilsystem (Heizkörper oder Fußbodenheizung) zur Verfügung.
