Der Entwicklung der Wärmepumpe
nahm Anfang des 19. Jahrhunderts ihren Lauf.
Der französische Physiker Sadi
Carnot hat 1824 den zweiten Hauptsatz der Thermodynamik beschrieben
und mit dem Begriff der „Irreversibilität“ den Kreisprozess
einer thermodynamischen Maschine für die Erzeugung mechanischer
Arbeit aufgezeigt.
Zehn Jahre später baute der
Amerikaner Jacob Perkins die erste Kompressionskältemaschine.
1852 wies der englische Physiker Lord Kelvin (William Thomson) nach,
dass Kältemaschinen mit Hilfe eines thermodynamischen
Kreisprozesses auch zum Heizen verwendet werden können. Er konnte
zeigen, dass mit einer Wärmepumpe weniger Primärenergie
benötigt wird als zum unmittelbaren Heizen. Der Energiegewinn
ergab sich aus der aus der Umgebung aufgenommenen Wärmenergie
aus Luft, Wasser und/oder Erde.
In der zweiten Hälfte des 19.
Jahrhunderts wurden die gebauten Kältemaschinen zur
Eisherstellung, in der Lebensmittelindustrie und in Bierbrauereien
eingesetzt.
Die Kältemaschinen gingen nach dem
Ersten Weltkrieg als Kühlschränke in den Privathaushalten
in den täglichen Einsatz.
Zu dieser Zeit bildete sich
auch der Begriff „Wärmepumpe“ nach einem 1920 erschienen
Aufsatz von G. Flügel, einem Deutschen, zur Wärmepumpe und
den damit verbunden Anwendungen heraus.
In Europa wurde bereits 1928 als eine
der ältesten Wärmepumpenanlagen die Technik zur Erwärmung
eines Schwimmbades in Haldane in Großbritannien genutzt.
Die ersten umfangreicheren
Anwendungen zum Heizen gingen nach der Weltwirtschaftskrise 1929 an
den Anschluss. Im Zweiten Weltkrieg entwickelten die Schweizer
aufgrund stockender Öl- und Kohleimporte effiziente Wärmepumpen
und nutzten in Zürich zur Gebäudeheizung als auch teilweise
zur Klimatisierung Wärmepumpen im Rathaus, im Kongresshaus, in
einem Hallenbad, im Fernheizwerk der ETH und in weiteren Amtshäusern.
Das Zürcher Rathaus, das seit 1938 mit einer Wärmepumpe beheizt wird.
Die Wärmepumpe, die als Wärmequelle das Erdreich
nutzte, ging 1945 erstmals in den USA in Betrieb. Die Entwicklung in
den Vereinigten Staaten zeigte immer eine Kopplung der Wärmepumpen
zur Klimatisierung im Sommer und zur Heizung im Winter.
In Deutschland wiederum wurden in den
1950er Jahren erste Wärmepumpen vorgestellt, die ihren
Durchbruch aber erst in den 1970er Jahren aufgrund der Ölkrise
hatten. Vor der Ölkrise wurden die Wärmepumpen zur Kühlung
von Milch in landwirtschaftlichen Betrieben und zur
Warmwasseraufbereitung verwendet. Ebenso wurden erste Schwimmbäder
mit dieser Technik ausgestattet und die Industrie und größere
Objekte nutzten Wärmepumpen zur Wärmerückgewinnung.
Mit der Ölkrise und dem zweiten Ölschock 1979/1980 wurden
alternative Ressourcen, die unabhängig von Importen aus dem
Ausland und der Preisentwicklung am Weltmarkt waren, staatlich
gefördert. Der Markt für Wärmepumpen wurde dadurch
belebt. Der Ölpreis normalisierte sich in der Mitte der 1980er
Jahre und der Bedarf zur Wärmepumpentechnik wurde
zurückgefahren. Erst mit Mitte der 1990er Jahren und dem
erneuten Anstieg der Ölpreise gab es eine Rückbesinnung auf
die Technik.
Der wachsende Öl- und
Energiehunger der Schwellerländer, die (gefühlte) Knappheit
dieser Ressourcen und ihrer Erschließung sowie die drastisch
steigende Preisentwicklung in den letzten Jahren wird den
Wärmepumpenmarkt weiter antreiben und die Technik – obwohl
schon sehr effizient – verfeinern.
