Die Funktion der Wärmepumpe

Das Prinzip der Wärmeabgabe

Eines der Grundprinzipien der Natur ist es, dass Wärme von einem hohen Temperaturniveau auf ein niedrigeres Temperaturniveau fließt. Der warme Gegenstand gibt dabei Wärme ab, der kalte Gegenstand nimmt Wärme auf. Dieses Prinzip begegnet uns im Alltag überall. Eine heiße Tasse Tee gibt im Raum Wärme ab. Wenn Sie nach einiger Zeit die Temperatur des Teewassers messen, werden Sie feststellen, dass das Teewasser nur noch lauwarm ist. Was würden Sie sagen, wenn genau das Gegenteil passieren würde. Dem kühleren Raum wird Wärme entzogen und dem Tee zugefügt. Sprich die Temperatur des Teewassers ist wärmer als am Anfang. Unglaublich? Genau das macht eine Wärmepumpe.

Anders herum gedacht

Eine Wärmepumpe ist eine Maschine, welche Wärme auf geringem Temperaturniveau aufnimmt und auf hohem Temperaturniveau wieder abgibt. So ist es möglich Energie aus einer kühleren Umgebung (z.B. Luft, Erde oder Grundwasser) zu entziehen und diese bei höheren Temperaturen an das Heizsystem abzugeben. Dieses Prinzip wird auch in jedem Kühlschrank genutzt. Dem Kühlschrank wird Wärme entzogen und auf der Rückseite an den Raum abgegeben. Der prinzipielle Unterschied zwischen einer Wärmepumpe und einem Kühlschrank liegt in der Art der Nutzung. Während die Wärmepumpe die warme Seite des Prozesses für die Gebäudebeheizung nutzt, ist beim Kühlschrank die kalte Seite von Interesse.

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Was ist ein "COP"?

Damit der Prozess abläuft, wird elektrische Energie benötigt. In diesem Zusammenhang wird häufig der „Coefficient Of Performace“, kurz COP als Effizienzkennzahl verwendet. Dieser stellt die zur Verfügung stehende Wärmeenergie und die dafür benötigte elektrische Energie ins Verhältnis. Ein COP von 6 bedeutet, dass aus 1 kW Strom, 6 kW Wärme erzeugt werden. Die Differenz, also 5 kW, stammen aus kostenloser Umweltwärme.

Wie hoch ist die Energiequellentemperatur?

Die Temperatur der Energiequelle hängt vom Wärmepumpentyp ab:

• Grundwasserwärmepumpen: 8 bis 12°C übers Jahr konstant

• Erdreichwärmepumpen: 0 bis 5°C übers Jahr konstant

• Luftwärmepumpen: Variabel je nach Außenlufttemperatur. Im Mittel während der Heizperiode zwischen 0 und 5°C.

Was ist ein "SCOP" und eine "JAZ"?

Um die verschiedenen Heizungstypen untereinander vergleichen zu können wurde der sogenannte SCOP (also saisonale COP) eingeführt. Diese Kennzahl beschreibt den mittleren COP in einem Jahr für ein Referenzheizsystem in einer Referenz Klimaregion. Der SCOP ist somit ein Indikator für die Energieeffizienz der Wärmepumpe innerhalb eines Jahres und wird vom Hersteller für verschiedene Heizsysteme und Klimaregionen angegeben.

Die Jahresarbeitszahl (JAZ) ist der tatsächliche vorherrschende Wärmebedarf bezogen auf den Strombedarf innerhalb eines Jahres einer bestehenden Wärmepumpenanlage. Die JAZ ist sozusagen der, in der Praxis gemessene SCOP.

Quelle: Lambda Wärmepumpen