So funktioniert die Wärmepumpe

Eine Wärmepumpe entzieht einer Wärmequelle wie der Luft, dem Erdreich oder dem Grundwasser Wärme und macht sie zum Heizen in einem Gebäude nutzbar.

Das System besteht aus der Wärmequellenanlage, der Pumpe selbst und dem Wärmeverteil- und Speichersystem. Zunächst wird die Wärme aus der jeweiligen Quelle gewonnen. Ihre Temperatur reicht so jedoch nicht aus, um sie für die Heizung zu nutzen. Um die Temperatur zu erhöhen, kommt ein thermodynamischer Prozess zum Einsatz, den Sie auch aus Ihrem Kühlschrank kennen:

Die Umgebungswärme wird in einem Verdampfer auf ein Kältemittel übertragen, welches bei diesem Prozess verdampft und zu einem Gas wird. Das gasförmige Kältemittel wird daraufhin durch einen Kompressor verdichtet und erwärmt sich dadurch stark. Im Kondensator wird dem Kältemittel seine Wärme entzogen und an den Wärmespeicher des Heizsystems übertragen. Daraufhin kann die Wärme im Haus verteilt werden. Der Druck des Kältemittels wird durch ein Expansionsventil reduziert. Es kühlt ab, wird wieder flüssig und der Prozess beginnt von neuem.

Die vielfältigen Vorteile von Wärmepumpen

• Effizient
• Umweltfreundlich
• Geringe Heizkosten
• Heizen und Kühlen möglich
• Wartungsarm

Eine Wärmepumpe zeichnet sich durch ihre Effizienz aus und verbraucht nicht viel Strom bei der Wärmeerzeugung. Er dient nur als Hilfsenergie zur eigentlichen Wärmequelle, um die nötige hohe Temperatur zu erreichen. Die Pumpe wandelt den eingesetzten Strom so beim Betrieb in ein Vielfaches an Wärmeenergie um.

Diese Art der Heizung ist zudem positiv für die Umwelt. Der CO2 Ausstoß ist geringer und die Pumpe setzt zur Wärmegewinnung unerschöpfliche Ressourcen ein, die die Energie liefern. Die Pumpen sind in der Regel wartungsarm und langlebig, wenn die Installation korrekt verläuft. So müssen Sie sich keine Sorgen um ständige Instandhaltungen oder Reparaturen machen. Ein weiterer Vorteil ist, dass Sie mit vielen Wärmepumpen nicht nur kühlen, sondern auch heizen können. Diese Funktion ist nützlich, um das ganze Jahr über die perfekte Temperatur in Ihrem Zuhause zu ermöglichen.

Die Wärmepumpe als umweltfreundliche Heizlösung wird vom Staat mit einer Förderung belohnt. Sie erhalten Zuschüsse für die Sanierung älterer Gebäude und den Bau neuer energieeffizienter Häuser.

Luft, Wasser, Erde – verschiedene Arten von Wärmepumpen und deren Wärmequelle

Wir möchten Ihnen hier die verschiedenen Arten von Wärmepumpen einmal kurz vorstellen. So können Sie einen ersten Überblick gewinnen und überlegen, welche Variante für Ihr Zuhause am besten geeignet wäre.

Erdwärmepumpen

Erdwärmepumpen nutzen die konstante Erdwärme in tieferen Schichten des Bodens. Bei dieser Variante werden Kollektoren oder Sonden in die Erde eingeführt. Durch diese Elemente zirkuliert frostsichere Sole, die die Wärme aus dem tiefen Erdreich aufnimmt und später im Verdampfer an das Kältemittel abgibt. Diese Pumpe hat hohe Anschaffungskosten und benötigt die richtigen Voraussetzungen im Garten, arbeitet aber sehr energieeffizient und geräuscharm.

Luft-Wasser-Wärmepumpen

Eine Luft-Wasser-Wärmepumpe nutzt die Umgebungsluft als Wärmequelle und überträgt die gewonnene Wärme auf das Heizungswasser, welches für die Raumheizung, die Fußbodenheizung oder die Warmwasserbereitung verwendet werden kann. Diese Variante ist am günstigsten in der Anschaffung und Umgebungsluft ist als Quelle überall vorhanden. Zudem ist sie einfach zu installieren. Sie kann im Betrieb etwas teurer werden, da sie bei kälteren Außentemperatur mehr Strom verbrauchen muss oder ein zweiter Wärmeerzeuger nötig ist. Trotzdem lohnt sich diese Lösung oftmals langfristig.

Luft-Luft-Wärmepumpen

Luft-Luft-Wärmepumpen nutzen ebenfalls die Umgebungsluft als Wärmequelle. Sie entziehen ihr Wärme und übertragen sie über eine Lüftungsanlage auf die Innenräume. Sie sind als hauptsächliche Heizung am besten für Gebäude mit guter Dämmung und eher geringem Wärmebedarf geeignet, wie etwa ein Passivhaus.

Warmwasser-Wärmepumpen

Warmwasser-Wärmepumpen sind speziell für die Warmwasserbereitung konzipiert. Sie nutzen die Umgebungsluft oder die Abwärme aus dem Gebäude oder der Außenluft als Wärmequelle für die Erhitzung von Brauchwasser. Die Pumpen sind kostengünstig und beugen durch ihren Entfeuchtungseffekt der Bildung von Schimmel vor, wenn Raumluft zur Wärmegewinnung verwendet wird.

Wasser-Wasser-Wasserpumpen

Wasser-Wasser-Wärmepumpen bedienen sich an der konstanten Temperatur des Grundwassers, um das Heizwasser zu erwärmen. Sie verfügen bei niedrigen Stromkosten über einen sehr hohen Wirkungsgrad und können auch Altbauten sowie Mehrfamilienhäuser effizient mit Wärme versorgen. Für ihren Betrieb müssen jedoch, ähnlich wie bei der Erdwärmepumpe, umfangreiche bauliche Veränderungen vorgenommen werden, für die Kosten und Genehmigungen nötig werden.

Die passende Wärmepumpe finden – diese Werte helfen bei der Auswahl

Ein Modell mit der richtigen Leistung und Energieeffizienz für Ihr Zuhause zu finden, ist wichtig. Bei der Berechnung der Leistung kommt es unter anderem auf die Größe der Räume und auch die Wärmedämmung an. Ein Altbau mit nachträglicher Wärmedämmung hat einen ungefähren Wärmebedarf von ca. 0,05 kW/m², während ein gut gedämmtes Passivhaus nur einen Wärmebedarf von 0,015 kW/m² aufweist. Für eine einfache Berechnung kann folgende Formel herangezogen werden:

Fläche (m²) x Wärmebedarf (kW/m²) = benötigte Leistung (kW)

Der sogenannte Coefficient of Performance (COP) ist ein theoretischer Wert und dient Vergleichszwecken bei der Auswahl der Wärmepumpe. Er wird unter Laborbedingungen ermittelt und ist wichtig, um den Wirkungsgrad der Wärmepumpe bestimmen zu können. Je höher der Wert, desto energieeffizienter der Betrieb, aber er sollte mindestens bei 3 liegen. Berechnen können Sie dies, indem Sie die abgegebene Heizleistung durch die zugeführte elektrische Leistung teilen.

Abgegebene thermische Energie (kWh) / zugeführte elektrische Energie (kWh) = COP

Die sogenannte Jahresarbeitszahl (JAZ) gibt konkreten Aufschluss über das Verhältnis von elektrischer Energie und der produzierten Wärme in einem Jahr. Ermitteln können Sie die JAZ, indem Sie die abgeführte thermische Energie durch die zugeführte elektrische Energie eines Jahres teilen. Wissen Sie zum Beispiel, dass Ihr Wärmebedarf im Jahr bei 20.000 Kilowattstunden liegt und verbraucht die Pumpe beim Erwärmen ca. 5000 Kilowattstunden an Strom, besitzt sie eine JAZ von 4.

Die JAZ wird oftmals als aussagekräftiger angesehen, da sie für die individuelle Situation spezifisch ist und das ganze Jahr berücksichtigt. Der COP gibt allerdings bei der Auswahl schon einmal eine gute Idee, um verschiedene Modelle vergleichen zu können.

Der Integralspeicher - wichtiger Partner für mehr Heizeffizienz

Der Integralspeicher stellt einen sehr nützlichen Teil im System der Anlage dar, der die Effizienz der Wärmepumpe erhöht. Wenn diese mehr Wärme erzeugt als im Moment benötigt wird, wird diese überschüssige Wärme in den Integralspeicher geleitet und dort gespeichert. Er kombiniert einen Pufferspeicher für das Heizsystem und einen Trinkwarmwasserspeicher. Benötigt die Heizung oder das Warmwassersystem zusätzliche Wärme, gibt der jeweilige Speicher die aufbewahrte Wärmeenergie wieder ab.

Kombination der Wärmepumpe mit einer Photovoltaikanlage

Verbinden Sie die Wärmepumpe mit einer Photovoltaikanlage, können Sie den erzeugten Solarstrom für den Betrieb der Pumpe nutzen. Dadurch senken Sie die Betriebskosten und gestalten die Wärmeerzeugung besonders umweltfreundlich.

Ein Stromspeicher speichert den überschüssigen Solarstrom und kann diesen später für die Wärmepumpe verwenden, wenn die Sonne gerade nicht scheint. Achten Sie bei der Kombination darauf, dass beide Systeme richtig dimensioniert und aufeinander abgestimmt sind.

Elektroshop Wagner – effektive Heizlösungen für Ihr Zuhause

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