Wie funktioniert eigentlich eine Wärmepumpe?

Aug 25, 2023

Von Paul Rauber

Illustrationen von Peter und Maria Hoey

6. Januar 2023

DER ANSPRUCH Etwa 10 Prozent der Treibhausgasverschmutzung in den USA resultiert aus unseren Bemühungen, Gebäude im Winter warm und im Sommer kühl zu halten. Das liegt daran, dass die Standardtemperaturregelung in peinlichem Maße immer noch weitgehend auf der Verbrennung des Abschaums und der Ablagerungen des Mesozoikums beruht.

Aber jetzt gibt es eine CO2-arme bis kohlenstofffreie Alternative: die Wärmepumpe. Im Winter entzieht es dem Boden oder der Luft (auch bei sehr kalten Außentemperaturen) Wärme und überträgt sie nach innen. Im Sommer schaltet es in den Rückwärtsgang, entzieht dem Inneren Wärme und pumpt sie ab. Dafür ist lediglich eine minimale Menge Strom erforderlich – und wenn er aus erneuerbaren Quellen erzeugt wird, kann der gesamte Prozess kohlenstofffrei sein.

WIE ES FUNKTIONIEREN SOLL Erinnert ihr euch noch an den zweiten Hauptsatz der Thermodynamik? Wärmeübertragung von einem heißeren Körper auf einen kälteren. Wärmepumpen nutzen Kältemittel, um diesen Prozess umzukehren: Sie entziehen einem kalten Bereich (der Umgebungsluft oder dem Boden im Winter) Wärme und übertragen sie an einen wärmeren Bereich (Ihr Zuhause) oder bei heißem Wetter von Ihrem Zuhause nach draußen. Abhängig von der Verfügbarkeit, Ihrem Budget und der Aufteilung Ihres Hauses stehen mehrere Optionen zur Auswahl. Luftwärmepumpen sehen aus wie Wechselstromgeräte, bei denen Außen- und Innengeräte durch eine Leitung verbunden sind. Erdwärmepumpen erfordern mit Kältemittel gefüllte Rohre, die Wärme aus dem Boden oder einem Gewässer aufnehmen (oder abgeben).

WAS KÖNNTE SCHIEFGEHEN? Der Betrieb von Wärmepumpen ist in sehr kalten Klimazonen schwieriger, und obwohl sich die Technologie rasch verbessert, erfordern einige Systeme Backups, was die Kosten erhöhen und die CO2-Einsparungen verringern kann. (Das Energieministerium hat 10 Wärmepumpenhersteller aufgefordert, Modelle für kaltes Klima zu entwickeln. Lennox war mit einem Modell, das diesen Winter getestet wurde, der erste, der bereits im Jahr 2024 verfügbar sein könnte.) Idealerweise sollten Wärmepumpen so konzipiert sein passen Sie sie an ihre Umstände an – unter Berücksichtigung der Größe des zu heizenden und zu kühlenden Bereichs, der örtlichen Temperaturextreme und der Verfügbarkeit von Erdreich oder Wasser im Freien.

Und kompetente Installateure sind möglicherweise schwer zu finden; Der Typ, der meinen eingebaut hat, wusste zum Beispiel nicht, dass er Kühlmittel benötigt. Schließlich ist es nicht so, als würde man einen neuen Warmwasserbereiter kaufen, wenn der alte ausfällt. Die Installation einer Wärmepumpe braucht Zeit, deshalb müssen Sie im Voraus planen.

DER UMGANG Die Betriebskosten von Wärmepumpen können erheblich niedriger sein als bei herkömmlichen Systemen, insbesondere wenn die Pumpen Fußleisten- oder andere Elektroheizungen oder mit Heizöl betriebene Öfen ersetzen. Die Vorabkosten für die Installation können jedoch erheblich sein. Luftquellenmodelle sind billiger (ungefähr 3.500 bis 7.000 US-Dollar), aber weniger effizient und erfordern häufigere Wartung als Bodenquellenmodelle, die einen Aushub erfordern und bei installierter Installation bis zu 22.000 US-Dollar kosten können.

Die gute Nachricht ist, dass das Inflation Reduction Act Steuervergünstigungen und Rabatte enthält, die berechtigten Verbrauchern eine Ersparnis von bis zu 8.000 US-Dollar ermöglichen könnten. Und Hausbesitzer können eine Steuergutschrift für die Energieeffizienz von Häusern in Höhe von bis zu 2.000 US-Dollar erhalten.

Paul Rauber ist leitender Redakteur bei Sierra. Sie können ihm auf Twitter @paulrauber folgen.

Peter und Maria Hoey sind ein Geschwisterpaar aus Illustratoren und Grafikern.