Berlin. Die Wärmepumpe ist für einige eine moderne Technik. Dabei ist ihr Prinzip schon über Jahrzehnte bekannt – Stichwort Kühlschrank.

Von Förderung über Austauschpflicht bis zur Wärmepumpe – in der Debatte rund um die Energie- und Wärmewende fallen die Begriffe immer wieder. Die Wärmepumpe ist dabei besonders umstritten. Für die Grünen ist sie eine wichtige Säule im Klimawandel. Der FDP geht die zu starke Fokussierung zu weit – die Liberalen um Finanzminister Christian Lindner pochen auf Technologieoffenheit. Damit konnte sich die Partei innerhalb der Ampel-Koalition durchsetzen. Der Kompromiss im Heizungsgesetz sieht etwa Fernwärme und Pelletheizung als gleichberechtigte Alternativen vor.

Wärmepumpe und Kühlschrank: Faktencheck zeigt – es sind zwei fast identische Systeme

Allen voran in schlecht gedämmten Altbauten mit kleinen Heizkörpern sehen viele Experten die Wärmepumpe nicht als die beste Alternative zur Gas- oder Ölheizung. Jener Sichtweise widerspricht Sven Kersten vom Bundesverband Wärmepumpe (BWP). Stromverbrauch sowie Kosten einer Wärmepumpe können sich auch in älteren Gebäuden im Laufe der Zeit amortisieren – entscheidend sei die Vorlauftemperatur. "Das ist die Temperatur, die von einer Wärmepumpe erzeugt wird." Je höher die Vorlauftemperatur, desto höher ist auch der dafür benötigte Energieaufwand.

In einer Checkliste für Wärmepumpen im Altbau haben wir wichtige Fakten und Empfehlungen von Fachleuten für Sie zusammengefasst. Fest steht aber: Eine Wärmepumpe ist nicht für jedes Haus die beste Alternative – auch deshalb wird die Pflicht zur kommunale Wärmeplanung bis 2028 im Heizungsgesetz von vielen begrüßt. Für einen großen Teil der Bevölkerung könnte sie aber in den kommenden Jahren attraktiver werden: Wenn die Anlagen noch effektiver werden und die Preise für Wärmepumpen sinken – wie von Experten vermutet wird.

	Wärmepumpe	Kühlschrank
Ziel	Wärme von einer kälteren zu einer wärmeren Umgebung zu transportieren, um einen Raum oder ein Gebäude zu heizen.	Wärme von der Innenraumluft abziehen, um die Innentemperatur niedrig zu halten.
Arbeitsprinzip	Nutzt das Prinzip der Kältemittelschleife, um Wärme von einer kalten Quelle (z.B. Boden oder Luft) aufzunehmen und an ein Heizsystem abzugeben.	Nutzt das Prinzip der Kältemittelschleife, um Wärme von der Innenluft aufzunehmen und an die Umgebungsluft abzugeben.
Hauptkomponenten	Verdampfer, Kompressor, Kondensator, Expansionsventil	Verdampfer, Kompressor, Kondensator, Expansionsventil
Energiequelle	Elektrizität zum Betrieb des Kompressors und der Systemsteuerung. Die Hauptwärmequelle stammt jedoch aus der Umgebung (Luft, Boden, Wasser).	Elektrizität, um den Kompressor zu betreiben und das Kältemittel durch das System zu zirkulieren.
Kühlung	Nebenprodukt der Wärmepumpe kann zur Kühlung verwendet werden, wenn das System umgekehrt betrieben wird.	Hauptfunktion des Geräts
Umgebungseffektivität	Wärmepumpen sind effektiver in gemäßigten Klimazonen, können aber bei extrem kalten Temperaturen an Effizienz verlieren.	Kühlschränke sind in der Regel in Innenräumen installiert und die äußeren Umgebungsbedingungen haben einen geringeren Einfluss auf ihre Leistung.

Technologie der Wärmepumpe: Prinzip schon Jahrzehnten bekannt – wie es funktioniert

Neu ist die Technik übrigens nicht. Das Prinzip der Wärmepumpe ist schon seit Mitte des 19. Jahrhunderts bekannt und wird Berichten von "Golem" zufolge seit mehr als 50 Jahren für die Verwendung in Gebäudeheizungen erforscht und genutzt. Nahezu jeder hat das Prinzip Wärmepumpe im Haus – denn ein Kühlschrank funktioniert nicht viel anders. Durch ein Kühlmittel wird über einen Verdampfer der Luft im Inneren des Kühlschranks die Wärme entzogen – diese gibt der Kühlschrank über einen Verflüssiger an die Umgebung ab.

• Alle wichtigen Fragen und Antworten, News und Informationen zur Wärmepumpe finden Sie auf dieser Seite.
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Beide Geräte funktionieren auf der Grundlage von Energieumwandlung – in der Wissenschaft spricht man von Thermodynamik. Ein Kühlschrank und eine Wärmepumpe teilen sich zudem die wichtigsten Bauteile – dazu zählen:

• Verdampfer
• Kompressor
• Kondensator
• Expansionsventil

Funktion einer Wärmepumpe: Wärme aus der Umgebung – ein Kreislauf in fünf Schritten

Die Wärmepumpe nutzt das Prinzip der Kältemittelschleife, um Wärme aus einer kalten Quelle wie der Luft oder der Erde aufzunehmen und diese an ein Heizsystem abzugeben. Das Ziel ist dasselbe wie bei einer klassischen Heizung: Eine kühlere Umgebung soll wärmer oder Wasser aufgeheizt werden. Strom wird für den Betrieb des Kompressors und der Systemsteuerung benötigt. Die Wärmepumpe nimmt Wärme aus der Umgebung auf und transportiert sie über ein Kältemittel zum Innenraum – dabei wechselt das Kältemittel zwischen verschiedenen Aggregatzuständen.

1. Verdampfer: Im Verdampfer wird die Wärmeenergie aus der Umgebung aufgenommen. Das Kältemittel – das sich in diesem Teil des Systems befindet – hat eine niedrigere Temperatur als die Umgebungsquelle. Das bedeutet: Die Wärmeenergie fließt auf natürliche Weise vom Warmen zum Kälteren – das Kältemittel verdampft und wird zu einem Gas.
2. Kompressor: Das nun gasförmige Kältemittel wird in den Kompressor gepumpt. Der Kompressor erhöht den Druck des Kältemittels – wodurch auch seine Temperatur steigt.
3. Kondensator: Das heiße und jetzt gasförmige Kältemittel gelangt in den Kondensator. Hier gibt es seine Wärme an das Heizsystem ab. Während des Prozesses kondensiert das Kältemittel und wird wieder flüssig. Die abgegebene Wärme wird für das Heizen und die Warmwasseraufbereitung genutzt.
4. Expansionsventil: Das nun wieder flüssige Kältemittel durchläuft das Expansionsventil, wo es in einen Bereich mit niedrigerem Druck eintritt. Dabei kühlt es ab und kehrt zum Verdampfer zurück, um den Prozess erneut zu starten.

Wie ein Kühlschrank funktioniert: Gegenüber der Wärmepumpe gibt es einen klaren Vorteil

Der Unterschied zum Kühlschrank ist nicht groß. Das Funktionsprinzip Wärmepumpe läuft hier nur umgekehrt. Der ganze Prozess lässt sich ebenfalls in vier Schritten grob zusammenfassen:

1. Verdampfer: Der Prozess beginnt im Inneren des Kühlschranks – im Verdampfer. Ein Kältemittel – das sich bei niedrigen Temperaturen und niedrigem Druck in einem gasförmigen Zustand befindet – fließt durch die Verdampferrohre. Hierbei nimmt es Wärme aus dem Innenraum des Kühlschranks auf. Diese Wärmeaufnahme führt dazu, dass das Kältemittel verdampft.
2. Kompressor: Als Nächstes wird das gasförmige Kältemittel zum Kompressor geleitet. Dieser Kompressor hat zwei Aufgaben: Er saugt das gasförmige Kältemittel an und verdichtet es anschließend. Durch diese Verdichtung erhöht sich der Druck des Kältemittels und damit auch seine Temperatur – die Folge: Das Kältemittel wird heiß.
3. Kondensator: Das nun heiße Kältemittel wird zum Kondensator geleitet – dieser befindet sich außerhalb des Kühlschranks. Hier gibt das Kältemittel seine Wärme an die Umgebungsluft ab und kühlt dabei ab. Während dieses Prozesses wechselt das Kältemittel wieder in den flüssigen Zustand.
4. Expansionsventil: Das nun wieder flüssige – aber immer noch unter hohem Druck stehende Kältemittel – wird durch das Expansionsventil in den Verdampfer geleitet. Dabei expandiert das Kältemittel und sein Druck und seine Temperatur sinken schlagartig. Danach beginnt der Kreislauf wieder von Neuem.

Prinzip der Wärmepumpe: Kühlschränke haben die Lebensmittel-Lagerung revolutioniert

Während Wärmepumpen in gemäßigten Klimazonen am effektivsten sind, funktionieren Kühlschränke unabhängig von den äußeren Bedingungen gleich gut – auch, weil sie meist in Innenräumen installiert sind. Obwohl beide Geräte auf ähnlichen Prinzipien basieren, wurde jedes Gerät für einen bestimmten Zweck konzipiert: die Wärmepumpe zum Heizen und der Kühlschrank zum Kühlen. Interessant ist aber die nahezu identische Funktionsweise – sie zeigt: Das Prinzip der Wärmepumpe ist nicht neu und erweist in vielen Haushalten einen Bärendienst.

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Ohne Kühlschränke könnten Lebensmittel nicht lange gelagert werden. Das Kreislauf-System der Thermodynamik arbeitet zudem effizient und allen voran in neuen Geräten sehr sparsam. Daher wird die Wärmepumpe als Hoffnungsträger in der Zukunft gesehen. Neben der klassischen Variante sind auch hybride Systeme möglich – etwa aus fossiler Heizung oder in Kombination mit Photovoltaik. Jüngst hatten wir auch über das System einer Eisspeicher-Heizung berichtet – auch hier spielt die Funktionsweise Wärmepumpe eine entscheidende Rolle.