Können Wärmepumpen im Winter funktionieren?
Der ultimative Leitfaden zum Gewinnen von Wärme aus eisiger Luft
Es wird kälter auf der Nordhalbkugel, und der Winter ist schneller da, als du denkst. Mit fallenden Temperaturen tauchen wir in ein Thema ein, das etwas komplex sein kann: Wie funktionieren Wärmepumpen, wenn es draußen kalt ist?
Wärmepumpen sind so effizient, weil sie keine Wärme erzeugen müssen. Stattdessen transportieren (pumpen) sie Wärme von einem Ort zum anderen, selbst wenn die Temperaturen unter Null sinken. Aber wie kann man Wärme aus eiskalter Luft gewinnen? Um diese Frage zu beantworten, müssen wir zunächst zwei grundlegende Konzepte verstehen.
Konzept #1: Kalte Luft enthält Energie
Selbst wenn die Luft draußen unter dem Gefrierpunkt liegt, enthält sie noch Wärmeenergie. Temperaturen unter dem Gefrierpunkt mögen uns extrem kalt erscheinen, aber sie sind noch weit entfernt von dem sogenannten absoluten Nullpunkt, dem Punkt, an dem sich keine Moleküle mehr bewegen. Bei absolutem Nullpunkt, also -273.15 °C, gäbe es keine Energie mehr, die entzogen werden könnte. Solange die Temperatur jedoch über dem absoluten Nullpunkt bleibt, bewegen sich die Luftmoleküle immer noch, was bedeutet, dass sie Energie enthalten.
Konzept #2: Wärme ist Energie
Denk an die zerstörerischen Hurrikane, die sich dieses Jahr über dem Atlantischen Ozean gebildet haben. Man hört oft, dass Hurrikane durch warmes Wasser angetrieben werden. Die Hurrikane dieses Jahres sind so groß und zerstörerisch geworden, weil der Klimawandel die Oberflächentemperatur im Golf von Mexiko außergewöhnlich hoch werden lässt. Wenn sich diese Stürme über das heiße Meerwasser bewegen, dient diese zusätzliche Wärme als Energiequelle, die ihnen ermöglicht, größer und stärker zu werden.
Die Verbindung der Konzepte
Mit diesen Konzepten im Hinterkopf sind wir gut gerüstet, um zu verstehen, wie eine Wärmepumpe bei kaltem Wetter funktioniert. Bei Wärmepumpen sind „Wärme“ und „Energie“ austauschbar. Wir sagten, dass kalte Luft Energie enthält, was für uns bedeutet, dass die kalte Luft noch Wärme hat. Egal, wie kalt die Luft sich anfühlt, es gibt immer noch etwas Wärme (Energie), die die Wärmepumpe nutzen kann.
Von eiskalter Luft zur Wärme im Haus
Wie funktioniert das Ganze in der Praxis? Wärmepumpen enthalten ein Kältemittel mit einem sehr niedrigen Siedepunkt (meistens unter -25 °C), was bedeutet, dass die Temperatur des flüssigen Kältemittels niedriger ist als die Außentemperatur. Das zweite thermodynamische Gesetz besagt, dass Wärme immer von einem Bereich höherer Temperatur zu einem Bereich niedrigerer Temperatur fließt. Wenn das kältere Kältemittel durch das Außengerät der Wärmepumpe fließt, wird die Wärme aus der wärmeren Außenluft aufgenommen.
Wenn dieses Kältemittel durch das Außengerät der Wärmepumpe zirkuliert, nimmt es Wärme aus der Außenluft auf. Während das Kältemittel erwärmt wird, verdampft es schließlich zu einem Gas, das komprimiert und ins Haus geleitet werden kann. Wenn man ein Gas komprimiert, werden alle Moleküle näher zusammengeführt, was dazu führt, dass sie häufiger aufeinandertreffen. Diese Moleküle prallen aufeinander und erzeugen Wärme, wodurch das Gas wärmer wird als die Luft im Haus.
Da Wärme immer zu kälteren Bereichen fließt, wird die Wärme des nun warmen Kältemittels nach innen übertragen, wo es hilft, das Haus zu beheizen. Das Kältemittel kühlt sich dann wieder ab, wird flüssig und der Zyklus wiederholt sich, wodurch dein Zuhause effizient warm bleibt, selbst bei eisigen Temperaturen.
Optimierung der Effizienz deiner Wärmepumpe
Nun, da wir verstehen, wie Wärmepumpen im Winter funktionieren, stell dir vor, du könntest ihren Betrieb noch smarter gestalten. Hier kommt Zerofys Home Energy Management System (HEMS) ins Spiel. Zerofy integriert sich in Heizungsmarken wie Nibe, Sensibo und Daikin, sodass Nutzer ihre Wärmepumpen direkt über die Zerofy-App steuern können und Einblicke in den Stromverbrauch für eine intelligentere und kosteneffizientere Nutzung erhalten. Durch das automatische Einschalten der Wärmepumpe bei hoher Verfügbarkeit erneuerbarer Energien oder niedrigen Strompreisen hilft Zerofy Nutzern, sowohl Energiekosten als auch Emissionen im Haushalt zu senken.
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