Die Funktion der Wärmepumpe: Was im Inneren wirklich passiert

Wärmepumpen erzeugen keine Wärme, sondern übertragen sie. Das Prinzip besteht darin, Wärme von einem kälteren zu einem wärmeren Bereich zu transportieren – ein Vorgang, der als Wärmeübertragungsprozess bezeichnet wird. Doch was geschieht eigentlich im Inneren einer Wärmepumpe während des Wärmeübertragungsprozesses?

Um mehr über den Aufbau einer Wärmepumpe und ihre verschiedenen Phasen zu erfahren, werfen wir einen Blick auf EcoFlow PowerHeat. EcoFlow PowerHeat ist ein solarbetriebenes Wärmepumpensystem. Diese Luftwasserswärmepumpe überträgt Wärmeenergie aus der Umgebungsluft und erreicht dadurch eine höhere Effizienz im Vergleich zu konventionellen Heizsystemen.

Da EcoFlow PowerHeat denselben Kreislauf wie andere Wärmepumpen durchläuft, besitzt es die gleiche Struktur. Im Folgenden betrachten wir die vier Phasen des Wärmepumpen Zyklus anhand des EcoFlow PowerHeat.

Der erste Schritt im Wärmepumpenzyklus erfolgt über den Verdampfer. Dieser entzieht der Umgebung Wärme, sei es aus Luft, Wasser oder dem Erdreich. Mithilfe eines Ventilators wird die Energie aus der Quelle angesaugt. Sobald die Wärme den Verdampfer erreicht, beginnt das Kältemittel zu sieden. Während die Luft durch die Verdampferrohre strömt und dabei abkühlt, geht die gewonnene Wärme in das Heizsystem über, wo sie als nutzbare Energie zur Verfügung steht.

Der nächste Schritt erfolgt, wenn das zirkulierende Kältemittel den Verdichter erreicht. In einem Zustand, der als gesättigter Dampf bezeichnet wird, befindet sich das zuvor flüssige Kältemittel nun im gasförmigen Zustand. Dieser Dampf wird dann komprimiert, wodurch Druck und Temperatur des Kältemittels ansteigen.

Im Verflüssiger kühlt sich das gasförmige Kältemittel wieder ab und kondensiert zurück in den flüssigen Zustand. Bei diesem Prozess wird die gespeicherte Wärme kontrolliert an das Heizsystem abgegeben, sodass die erzeugte Energie effizient genutzt werden kann.

Sobald das Kältemittel das Expansionsventil erreicht, wird der zuvor durch den Verdichter erzeugte hohe Druck gesenkt. Durch diese Druckabsenkung ist das Kältemittel bereit für einen neuen Kreislauf.

Wie funktioniert eine Wärmepumpe, einfach erklärt? Zum besseren Verständnis müssen Sie zunächst die verschiedenen Arten von Wärmepumpen kennenlernen.

Beginnen wir mit der Luft-Wasser-Wärmepumpe (ASHP) – der wohl bekanntesten Wärmepumpenart. Sie zählt zu den am häufigsten eingesetzten Wärmepumpensystemen – insbesondere im Neubau. Ihre Beliebtheit verdankt sie ihrer kompakten Bauweise, die eine einfachere Installation ermöglicht.

Der Kältekreislauf einer ASHP nutzt eine Dampfkompression. Sie sind besonders gut mit Fußbodenheizungen kompatibel, da sie bei niedrigeren Temperaturen betrieben werden.

Erdwärmepumpen, auch als GSHP (Ground Source Heat Pumps) bekannt, nutzen die nahezu konstante Temperatur des Erdreichs, um nachhaltige Wärme für Gebäude bereitzustellen. Durch diese Technologie lassen sich Energiekosten senken, die Umwelt schonen und eine besonders hohe Effizienz über das ganze Jahr hinweg erzielen.

Eine Luft-Wasser-Wärmepumpe entzieht der Außenluft Energie und wandelt sie in nutzbare Wärme für das gesamte Heizsystem um. Dadurch können sowohl Wohnräume beheizt als auch Warmwasser bereitgestellt werden – das Warmwasser ist dabei lediglich ein Teilbereich der umfassenden Heizleistung. Diese Vielseitigkeit macht Luft-Wasser-Systeme zu einer der am weitesten verbreiteten Lösungen für private Haushalte.

Luft-Luft-Wärmepumpen hingegen nutzen die entnommene Wärme, um sie über ein Kanalsystem direkt in den Innenraum zu leiten. Dieses System kann sowohl zum Heizen als auch zum Kühlen verwendet werden.

Gerade im Winter, wenn Warmwasser und Raumheizung gebraucht werden, sind Luft-Wasser-Wärmepumpen eine ausgezeichnete Lösung. Eine der besten verfügbaren Optionen ist das solarbetriebene EcoFlow PowerHeat, mit dem Sie Ihr Zuhause effizient beheizen können.

Eine der besten verfügbaren Optionen ist EcoFlow PowerHeat, mit der Sie Ihr Zuhause auch mit Solarenergie heizen können.

Unabhängig vom Typ verfügen Wärmepumpensysteme über gemeinsame Kernmerkmale. Hier sind die wichtigsten Eigenschaften, die Sie bei der Installation für Ihr Zuhause berücksichtigen sollten:

• Inverterantriebe – Diese ermöglichen den Betrieb der Heizung mit variablen Geschwindigkeiten. Der Vorteil: Sie sind leiser als herkömmliche Systeme.
• Smarte Steuerung und Thermostate – Intelligente Steuerungen und Thermostate sind besonders nützlich. Über eine App können Sie die Temperatur fernsteuern oder Heizzeiten planen.
• Standortwahl und Geräuschpegel – Wärmepumpen erzeugen Geräusche, was für Mitbewohner oder nahe Nachbarn störend sein kann. Idealerweise sollten sie an Orten mit wenig Fußverkehr installiert werden.
• Saisonale Effizienzkennzahlen: COP, SCOP, HSPF – Behalten Sie wichtige Effizienzmessgrößen im Auge: ○ COP (Coefficient of Performance): Verhältnis von aufgewendeter Energie zu erzeugter Wärme – misst die momentane Effizienz. ○ SCOP (Seasonal COP): Durchschnittlicher COP über verschiedene Bedingungen hinweg. ○ HSPF (Heating Seasonal Performance Factor): Effizienz während einer gesamten Heizperiode.
• Gerätegröße und Wartung – wählen Sie eine Wärmepumpe, die zur Größe Ihres Hauses passt. Für größere Haushalte ist ein leistungsstärkeres Gerät erforderlich. Lassen Sie Ihre Wärmepumpe regelmäßig warten, um die optimale Leistung sicherzustellen.

Mehrere Faktoren beeinflussen die Leistung und den Betrieb Ihrer Wärmepumpe. Achten Sie bei Ihrem System auf Folgendes:
Temperaturhub – die Differenz zwischen der Temperatur der Wärmequelle und der gewünschten .

• Temperaturhub – die Differenz zwischen der Temperatur der Wärmequelle und der gewünschten Ausgabetemperatur. Die Quelle (Verdampfer) arbeitet auf niedrigerem Temperaturniveau, während die Senke (Verflüssiger) auf höherem Niveau Wärme abgibt.
• Kältemitteleigenschaften – berücksichtigen Sie stets die Eigenschaften des Kältemittels. Es ist das Medium, das die Wärme zwischen Quelle und Senke transportiert. Wichtige Kriterien: ○ Siedepunkt bei oder unter 0 °C ○ Wiederverwendbar ○ Nicht entflammbar ○ Geringes Treibhauspotenzial (GWP) ○ Leckageerkennung möglich ○ Betriebssicher ○ Günstig in der Herstellung ○ Geringe Umweltauswirkungen bei Leckagen
• Verdichtertyp – es gibt zwei Verdichtertypen: Fixdrehzahl und Inverter. Fixdrehzahl-Verdichter laufen konstant. Inverterverdichter bieten variable Drehzahlen und sind dadurch energieeffizienter.
• Abtauzyklen bei kaltem Klima – in kalten Klimazonen kann das Kältemittel einfrieren. Abtauzyklen beheben das, indem sie den Heizprozess kurzzeitig umkehren, um das Kältemittel aufzuwärmen.

Es ist wichtig, sich daran zu erinnern, dass Wärmepumpen keine Wärme erzeugen. Dies ist ein weit verbreiteter Irrtum, der sich seit Ewigkeiten hält.

In Wirklichkeit besteht die Hauptfunktion einer Wärmepumpe darin, Wärme zu transportieren, indem sie Wärme aus einer Niedertemperaturquelle aufnimmt, das Kältemittel komprimiert, um einen Dampf mit hoher Temperatur und hohem Druck zu erzeugen, und diesen an einen Wärmesenke mit höherer Temperatur abgibt.

Wenn Sie verstehen, wie eine Wärmepumpe funktioniert und wie der Heizkreislauf aufgebaut ist, lernen Sie die einzelnenKomponenten besser kennen und verstehen, wie der Wärmetransfer abläuft. Außerdem gewinnen Sie Einblicke in die unterschiedlichen Energiequellen, die je nach Wärmepumpentyp genutzt werden. Wenn Sie den Aufbau einer Wärmepumpe kennen, lassen sich mögliche Schwachstellen identifizieren und gezielte Verbesserungen erreichenn.

Zuletzt ermöglicht Ihnen dieses Wissen, das System optimal zu betreiben. Insgesamt verstehen Sie nach der Erklärung des Kreislaufs der Wärmepumpe, warum sich eine Wärmepumpeninstallation hervorragend für Ihr Zuhause und Ihren Energieverbrauch eignet.

Entgegen weitverbreiteter Meinung erzeugen Wärmepumpen keine Wärme, sondern übertragen sie. Durch die Wärmepumpenfunktion kommt es zu Phasenänderungen im Kältemittel. Wenn Sie mehr über Wärmepumpen und deren Funktionsweise erfahren möchten, stehen Ihnen zahlreiche Ressourcen zur Auswahl und Integration des passenden Systems zur Verfügung. Für ein solarbetriebenes Heizsystem empfehlen wir Ihnen den EcoFlow PowerHeat für Ihr Zuhause sowie den EcoFlow PowerGlow für die Warmwasserbereitung.

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○ Wärmepumpen entziehen verschiedenen Quellen (Luft, Erde, Wasser) Wärme und übertragen sie ins Haus. Sie erzeugen selbst keine Wärme.

○ Ein durchschnittliches Haushaltsgerät verbraucht im Betrieb zwischen 3.500 und 7.000 Watt.

○ Wärmepumpen sind äußerst energieeffizient und haben eine positive Wirkung auf die Umwelt.