Wärmepumpen / 1 Funktion und Aufbau einer Wärmepumpe

Joachim Gutmann

1.1 Funktionsprinzip

Das Funktionsprinzip einer Wärmepumpe ist ganz einfach und lässt sich mit dem Prinzip eines Kühlschranks vergleichen – mit dem Unterschied, dass nicht Kälte, sondern Wärme erzeugt wird. Nicht umsonst ging entwicklungstechnisch die Kältenutzung der Wärmenutzung voraus. Während ein Kühlschrank seinem Innenraum die Wärme entzieht und diese nach außen ableitet, um die Lebensmittel zu kühlen, entzieht die Wärmepumpe umgekehrt der Umgebung außerhalb des Hauses die Wärme und beheizt damit das Haus.

Der Aufbau einer Wärmepumpe setzt sich aus 3 Bestandteilen zusammen, mit denen das Wärmepumpensystem arbeitet:

Die Wärmequelle (Luft, Erde, Grundwasser), aus der die Energie aus der Umgebung entzogen wird (Energiegewinnung).
Die Wärmepumpe, die die gewonnene Umweltwärme mittels Wärmepumpen-Technologie nutzbar macht (Energie-Nutzbarmachung).
Das Wärmeverteil- und Speichersystem, das die Wärme in die Wohnräume verteilt oder speichert (Beheizung).

Abb. 1 Das Funktionsprinzip der Wärmepumpe; Quelle: Andreas Bertram/Umweltbundesamt^{^[1]}

Hinweis

Geschichte der Wärmepumpe

Wärmepumpen erfahren seit einigen Jahren vor allem vor dem Hintergrund der Diskussion um fossile Brennstoffe einen Aufschwung: in der öffentlichen Wahrnehmung, in der energiepolitischen Diskussion und auch in den Absatzzahlen. Sie sind aber keine neue Erfindung. Ihre Geschichte reicht weiter zurück ins 18. Jahrhundert. Damals (1777) entdeckte der schottische Mediziner und Chemiker William Cullen bei Experimenten mit Diethylether, dass dem Reaktionsgefäß Wärme entzogen wird, wenn der Äther mithilfe von Unterdruck zum Verdampfen gebracht wird. Er suchte nach einem neuen Mittel zur Tiefkühlung. Doch es dauerte noch 60 Jahre, bis der amerikanische Maschinenbauer Jacob Perkins 1834 das erste funktionierende Kühlgerät mit mechanische...

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