Funktionsweise einer Wärmepumpe
Der Arbeitsprozess bei einer Wärmepumpe ist ein Kreislaufprozess bei dem ein Kältemittel mit niedrigem Siedepunkt nacheinander unterschiedliche Stadien durchläuft. Hierbei entzieht ein Kältemittel der Wärmequelle (z.B. Soleflüssigkeit bei Erdwärmesonden) die benötigte Verdampfungswärme und geht vom flüssigen in den gasförmigen Zustand über. Die Wärmequelle kühlt sich dabei um ca. 3-4 °C ab und fließt wieder in die Erde zurück, erwärmt sich wieder usw.
Das nunmehr gasförmige Kältemittel wird von einem Verdichter angesaugt und zusammen gepresst. Durch diese Druckerhöhung erhitzt sich das Kältemittel. Die so gewonnene Wärme wird über einen so genannten Verflüssiger in der Wärmepumpe an den Heizungskreislauf abgegeben. Da immer noch ein erhöhter Druck herrscht, wird dieser über ein Expansionsventil abgebaut, das Kältemittel gelangt wieder zum Verdampfer und der Kreislauf beginnt von vorne.
Eine wichtige Kennzahl bei dem Betrieb von Wärmepumpen ist der COP Wert. COP steht für „Coefficient of Performance“ und bezeichnet die Effizienz der Wärmepumpe. Der COP Wert gibt das Verhältnis zu aufgenommener Wärmeleistung, gemessen in kW, und der dazu erforderlichen Antriebsenergie (Strom) an.
Bild: Funktionsweise einer Wärmepumpe
Der COP Wert ist somit ein Gütekriterium für Wärmepumpen, erlaubt aber keine energetische Bewertung der Gesamtanlage. Außerdem sollte man hier bei den Angaben der Hersteller etwas vorsichtig sein und die angegebenen Werte mit seinem Heizungsbauer durchsprechen. So mancher Hochglanzprospekt neigt zu Übertreibungen bezüglich des COP Wertes und das kann im tatsächlichen Betrieb der Wärmepumpe zu bösen Überraschungen führen (z.B. wesentlich höherer Stromverbrauch als voraus Bereichnet, weil der Heizstab ständig zugeschaltet werden muß usw.) Diese Überraschungen werden oftmals erst relativ spät erkannt (Stromrechnung) und dann ist es meistens bereits zu spät entsprechende Korrekturen vorzunehmen, bzw. sind diese mit hohen Kosten verbunden (Erweiterung des Erdwärmeflächenkollektorenfeldes, Bohrung einer zweiten Erdwärmesonde o.ä.).
Eine weitere zu erwähnende Kennzahl ist die Jahresarbeitszahl (JAZ) bei dem Betrieb einer Wärmepumpe. Die Jahresarbeitszahl gibt das Verhältnis des Jahresertrages an Heizenergie zur aufgewendeten Antriebs- und Hilfsenergie an. Es wird somit die Effizienz der Gesamtanlage, inkl. der Hilfsenergie, wie z.B. die Heizungs- und Soleumwälzpumpe oder die Antriebsenergie einer Grundwasserförderpumpe, erfasst. Somit ist die JAZ die wichtigere Wärmepumpenkennzahl für die energetische Bewertung der Gesamtanlage.
