Alles Wissenswerte über Wärmepumpen: Funktionsweise, CO2-Bilanz und Herausforderungen im Altbau

Wärmepumpen sind ein Schlüsselbestandteil der Energiewende und bieten eine umweltfreundliche Alternative zu herkömmlichen Heizsystemen. Doch wie funktionieren sie genau? Welche Vorteile bieten sie in Bezug auf die CO2-Emissionen? Und welche Herausforderungen treten bei der Nachrüstung im Altbau auf? Dieser Artikel bietet einen umfassenden Überblick.

Wie funktioniert eine Wärmepumpe?

Eine Wärmepumpe arbeitet nach dem Prinzip der thermodynamischen Energienutzung. Sie entzieht der Umwelt (Luft, Erde oder Wasser) Wärmeenergie, verstärkt diese mithilfe eines
Kältemittels und gibt die Wärme an das Heizsystem des Hauses weiter. Der Prozess lässt sich in vier grundlegende Schritte unterteilen:

1. Wärmeaufnahme: Ein Verdampfer entzieht der Umwelt Wärme. Dabei erhitzt sich ein Kältemittel, das bei niedrigen Temperaturen verdampft.
2. Kompression: Ein Kompressor verdichtet das gasförmige Kältemittel. Dadurch steigt dessen Temperatur weiter an.
3. Wärmeabgabe: Der heiße Dampf gibt seine Wärme an das Heizsystem ab. Dabei kondensiert das Kältemittel wieder zu einer Flüssigkeit.
4. Entspannung: Ein Expansionsventil senkt den Druck des Kältemittels, wodurch es abkühlt und erneut Wärme aufnehmen kann.

Die Wärmepumpe benötigt Elektrizität, um den Prozess zu betreiben, liefert jedoch mehr Energie in Form von Wärme, als sie an Strom verbraucht. Der Wirkungsgrad wird durch die
Jahresarbeitszahl (JAZ) beschrieben. Eine JAZ von 4 bedeutet beispielsweise, dass eine Kilowattstunde Strom vier Kilowattstunden Wärme erzeugt.

Wärmepumpen und die CO2-Bilanz

Der Einsatz von Wärmepumpen trägt wesentlich zur Reduktion von CO2-Emissionen bei, insbesondere wenn der Strom aus erneuerbaren Energien stammt. Im Vergleich zu Öl- oder
Gasheizungen, die fossile Brennstoffe verbrennen, emittiert eine Wärmepumpe keine direkten Treibhausgase. Die indirekten Emissionen hängen von der Stromquelle ab. Ein
konsequenter Ausbau erneuerbarer Energien kann diesen Effekt weiter verstärken. Wärmepumpen bieten auch wirtschaftliche Vorteile. Dank staatlicher Förderprogramme und
Einsparungen bei den Heizkosten amortisiert sich die Investition oft innerhalb weniger Jahre. Herausforderungen bei der Installation im Altbau

Die Nachrüstung einer Wärmepumpe in einem Altbau ist komplexer als in einem Neubau. Dies liegt vor allem an den unterschiedlichen Anforderungen der Heizsysteme:

• Heizkörper: Viele Altbauten sind mit Heizkörpern ausgestattet, die für hohe Vorlauftemperaturen (60-70 °C) ausgelegt sind. Wärmepumpen arbeiten jedoch effizienter
  bei niedrigen Temperaturen (30-40 °C). In solchen Fällen können entweder spezielle Hochtemperatur-Wärmepumpen oder der Austausch der Heizkörper erforderlich sein.
• Fußbodenheizung: Diese Systeme eignen sich ideal für Wärmepumpen, da sie mit niedrigen Vorlauftemperaturen arbeiten. Eine Nachrüstung im Altbau ist jedoch mit
  erheblichen baulichen Eingriffen und Kosten verbunden. Gebäudedämmung: Die Effizienz einer Wärmepumpe hängt auch von der Wärmedämmung

des Gebäudes ab. Eine unzureichende Isolierung erhöht den Heizbedarf und mindert die Effizienz. Daher sollten Altbauten vor der Installation energetisch saniert werden.

Fazit

Wärmepumpen sind eine zukunftsweisende Technologie, die sowohl die CO2-Emissionen als auch die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen reduziert. Ihre Funktionsweise ist
effizient und nachhaltig, besonders wenn sie mit erneuerbarem Strom betrieben werden. Während die Nachrüstung im Altbau Herausforderungen mit sich bringt, kann sie durch eine
gute Planung und eventuelle Sanierungsmaßnahmen gemeistert werden. Somit stellen Wärmepumpen eine attraktive Option dar, um einen wichtigen Beitrag zur Energiewende zu
leisten.