Statistiken zeigen: Wärmepumpen gehören mittlerweile zu den beliebtesten Heizsystemen im Gebäudesektor. Nach einem Einbruch der Verkaufszahlen verzeichnete die Branche 2025 ein Plus von 55 Prozent: Insgesamt 299.000 Geräte wurden im vergangenen Jahr abgesetzt. Zwar sollen nach dem Willen der schwarz-roten Bundesregierung durch die Reform des sogenannten Heizungsgesetzes (korrekt: „Gebäudeenergiegesetz“) unter bestimmten Bedingungen auch künftig wieder Öl- und Gasheizungen in Wohnhäusern eingebaut werden dürfen. Klar ist aber auch: Für die Dekarbonisierung des Gebäudesektors gelten Wärmepumpen als zentrale Technologie – insbesondere in Kombination mit Erneuerbarer Energie.
Aber wie funktioniert eigentlich die Wärmepumpe? Und was hat das mit Verdichtung zu tun?
Wie funktioniert eine Wärmepumpe?
Die Grundidee der Wärmepumpe klingt ein bisschen wie Magie: Ein Gerät entzieht Luft, Wasser oder Erde Wärme und transportiert sie in ein Gebäude, um es zu heizen oder warmes Wasser zu bereiten. Wärmepumpen scheinen damit den Gesetzen der Physik zu widersprechen, die besagen: Wärme fließt von allein nur von warm nach kalt. Der Trick hinter der Technologie: Die Wärmepumpe gewinnt Energie aus der Umwelt und hebt ihr Temperaturniveau mithilfe von Strom an, sodass sie im Haus nutzbar wird.
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Als „Transporter“ nutzen die Anlagen dabei ein Kältemittel. Es nimmt die Energie an einer Stelle auf, an der es kälter ist als die Umgebung. Anschließend verdichtet ein Kompressor das Kältemittel, dadurch heizt es sich auf – ein Phänomen, das man von der Luftpumpe beim Reifenaufpumpen kennt. Nach dem Aufheizen gibt das Kältemittel die Wärme an die kühlere Heizung ab. Anschließend beginnt der Kreislauf von vorn. Im Detail läuft der Prozess in vier Schritten ab:
1. Verdampfen
Wärmeenergie aus der Umwelt strömt in die Wärmepumpe zum Verdampfer. Dort verdampft das Kühlmittel – es wird gasförmig. Das Ganze funktioniert auch bei sehr niedrigen Temperaturen, etwa bei Frost.
2. Verdichten
Anschließend fließt das gasförmige Kältemittel in den Kompressor, der den Druck des Gases stark erhöht und elektrisch betrieben wird. Er ist das Herz der Wärmepumpe und wandelt die Wärme aus der Umwelt in nutzbare Heizungswärme um.
3. Verflüssigen
Im nächsten Schritt strömt das noch heiße, gasförmige Kältemittel in den Verflüssiger. Dort gibt es die Wärme an das Heizungswasser ab, wird dabei wieder kühler und verflüssigt sich. Über Rohre und Heizkörper wird das erhitzte Wasser in die Innenräume geleitet oder in einem Puffer- oder Warmwasserspeicher gespeichert.
4. Entspannen
Zum Schluss ist Entspannung angesagt: In einem Ventil fällt der Druck des Kältemittels ab und seine Temperatur sinkt auf den Ausgangswert – der Kreislauf kann wieder von vorn beginnen.
Entscheidend für die Effizienz einer Wärmepumpe ist das Verhältnis von eingesetztem Strom zu gewonnener Wärme. Sie wird zum Beispiel durch die Jahresarbeitszahl (JAZ) beschrieben. Eine JAZ von vier bedeutet: Mithilfe einer Kilowattstunde Strom stellt die Anlage vier Kilowattstunden Heizwärme bereit. Je höher die Kennzahl, desto effizienter arbeitet die Wärmepumpe.
Was ist bei der Wahl des Kältemittels zu beachten?
Ohne Kältemittel keine funktionstüchtige Wärmepumpe. Unterschieden werden synthetische und natürliche Kältemittel. Zu den synthetischen zählen Fluorkohlenwasserstoffe. Sie kommen seit Jahren zum Einsatz, stehen aber zunehmend in der Kritik, denn viele besitzen ein sehr hohes Treibhauspotenzial (Global Warming Potential, GWP). Die europäische F-Gase-Verordnung sieht deshalb eine schrittweise Reduzierung vor.
Moderne Anlagen setzen auf Stoffe mit niedrigem GWP. Parallel wächst die Bedeutung natürlicher Kältemittel wie Ammoniak, Kohlendioxid oder Wasser. In Wohngebäuden kommt zunehmend Propan zum Einsatz. Es verfügt über gute thermodynamische Eigenschaften und ein niedriges Treibhauspotenzial. Allerdings ist es brennbar, weshalb erhöhte Sicherheitsanforderungen gelten.
Welche verschiedenen Typen von Wärmepumpen gibt es?
Im Kern unterscheidet man die Anlagen nach ihrer Wärmequelle. Luft-Wasser-Wärmepumpen nutzen die Außenluft und geben die Energie an die Heizung bzw. das Heizwasser ab. Sie sind vergleichsweise einfach zu installieren und dominieren daher den Markt. Erd- oder Sole-Wasser-Wärmepumpen erschließen die im Boden gespeicherte Wärme über Kollektoren oder Tiefensonden. Da die Erdtemperatur relativ konstant bleibt, arbeiten sie besonders effizient, erfordern jedoch höhere Investitionen. Wasser-Wasser-Wärmepumpen nutzen Grundwasser als Energiequelle. Sie erreichen hohe Leistungszahlen, sind aber genehmigungspflichtig und standortabhängig. Allen Wärmepumpen-Typen gemeinsam ist das physikalische Grundprinzip der Temperaturanhebung durch Verdichtung.
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