Argumente sowie Bauformen und Arten von Wärmepumpen

Die Wärmepumpe selbst ist eine Maschine, die Wärme von einem niedrigen Temperaturniveau unter Aufwand von Arbeit auf ein höheres Temperaturniveau transportiert. Häufigen Nutzen findet die Wärmepumpe innerhalb von Kühl- und Gefriergeräten. Eine Wärmepumpe entzieht der Umgebung Wärme und gibt diese auf einem höherem Temperaturniveau wieder ab, sodass sie zur Wohnungsheizung und Warmwasserbereitung genutzt werden kann. Die Arbeitsweise einer Wärmepumpe entspricht dem eines Kühlschrankes mit dem Unterschied zu "Heizen" statt zu "Kühlen".

Die Wärmepumpe, sprich die Erdwärmeheizung, bezieht den benötigten Strom aus dem Stromnetz. Mit dem Strom wird ein Kompressor betrieben, der aus dem Erdreich oder dem Grundwasser weitere Wärme entzieht. Rechnerisch heißt das, das dadurch etwa auf einen Teil Strom zusätzlich 2 bis 3 Teile kostenlose Erdwärme aus dem Erdreich, sprich aus der Natur hinzukommen.
Wärmepumpen arbeiten heute sehr wirtschaftlich, die benötigte Energie kann man auch günstig als Wärmepumpentarif beziehen. Und bei zu geringer Entnahmeleistung wird die Wärmepumpe immer mehr zur Elektroheizung!

Argumente für Wärmepumpen

Viele Argumente sprechen dafür sich für eine Wärmepumpenanlage zu interessieren. Gas- und Ölheizungen bedeuten immer eine gewisse Abhängigkeit vom Ausland. Außerdem sind diese Ressourcen nur begrenzt vorhanden und damit von drastischen Preissteigerungen betroffen.
Durch Wärmepumpenheizungen können diese Kosten gespart werden und jeder trägt so einen Teil zur Gesunderhaltung unserer Umwelt bei, denn die CO2-Emission wird durch diese Anlagen verringert.
Eine Pumpe, die Wärme durch technische Arbeit von einem niedrigen zu einem höheren Energieniveau pumpt, nennt man Wärmepumpe. Die bei diesem Vorgang anfallende Verflüssigungswärme wird etwa beim Heizen genutzt. Man nennt dies dann Wärmepumpenheizung.

Wärmepumpen können der Abluft, dem Grund- und Abwasser und dem Erdboden Wärme entziehen. Ein Teil dieser aufgenommenen Energie steht dann auf höherem Temperaturniveau dem Heizsystem zur Verfügung. Die Temperaturdifferenz zwischen Nutzwärme und zugeführter Wärme sollte möglichst gering sein, damit die Wärmepumpe effizient arbeiten kann. Die Wärme aus der Umgebung muss nun erwärmt werden, dazu wird im Verdichter ein Kältemittel komprimiert, das sich so erwärmt. Das Kältemittel wird anschließend wieder abgekühlt und verflüssigt sich wieder. Durch einen Wärmeüberträger wird die dabei freigesetzte Energie auf das Wärmeträgermedium, Wasser oder Sole, übertragen. Das abgekühlte Kältemittel wird nun dem Verdampfer zugeführt.

Vergleich der Wärmepumpen

Um es ein wenig anschaulicher zu machen, vergleichen wir diese Funktionsweise mit der eines Kühlschranks. Denn dieser kühlt innen und heizt außen. Bei der Wärmepumpenheizung ist es ähnlich, nur ist die Antriebsleistung höher. Ein Teil der Energie der Umgebungswärme wird entzogen, indem man sie weiter abkühlt. Denn auch ein Gegenstand, der 3 °C kalt ist, hat noch sehr viel Wärmeenergie, da der absolute Nullpunkt erst bei -273 °C liegt und seine Temperatur deutlich darüber ist.

Damit Wärmepumpenheizungen am effektivsten arbeiten können, sollte darauf geachtet werden, dass das zu beheizende Gebäude eine gute Wärmedämmung hat.

Bauformen und Arten von Wärmepumpen

Zum einen die Kompressionswärmepumpe. Sie nutzt den physikalischen Effekt der Verdampfungswärme. Bei diesem System zirkuliert das Kältemittel in einem Kreislauf und wechselt zwischen flüssig und gasförmig.

Zum anderen gibt es noch die Absorptionswärmepumpe. Diese Form basiert auf der Reaktionswärme. Diese entsteht wenn zwei Gase oder Flüssigkeiten gemischt werden. Hier gibt es einen Lösungsmittelkreis und einen Kältekreis. Das Lösungsmittel löst sich immer wieder im Kältemittel auf.

Als dritte Bauform gibt es noch die Adsorptionswärmepumpe. Bei dieser Form der Wärmepumpe wird ein festes Lösungsmittel am Kältemittel de- beziehungsweise adsorbiert. Bei der Adsorption wird Wärme entnommen, die zuvor bei der und bei der Desorption zugeführt wurde. Dies geschieht nicht in einem Kreislauf. Der Vorgang kann nur diskontinuierlich ablaufen. Es wird also in Zyklen zwischen Desorption und Adsorption gewechselt.

• Des Weiteren lassen sich Wärmepumpen auch noch in Luftwärmepumpen und Wasserwärmepumpe unterteilen.

Zum einen wären da die Luftwärmepumpen. Bei diesem System wird die Energie der Luft auch bei tiefen Außentemperaturen genutzt. Die Luftwärmepumpe kann sowohl auf freiem Gelände als auch im Haus eingesetzt werden. Eine Luft-Wärmepumpe ist eine gute Alternative zur Erdwärmepumpe, wenn das Haus im Trinkwasserschutzgebiet liegt. Allerdings ist dieses System nicht so wirkungsvoll wie eine Erdwärmepumpe und kostet so 70 bis 100 € mehr im Jahr für ein 130 m² Haus.

• Luftwärmepumpen lassen sich noch in Luft-Wasser-Wärmepumpen und Luft-Luft-Wärmepumpen untergliedern.

Die Luft-Wasser-Wärmepumpe nutzt die Umgebungsluft zum Beispiel die Luft der Kellerräume als Energiequelle. Sehr häufig wird bei diesem System eine zusätzliche Heizquelle zum Beispiel eine Elektroheizpatrone verwendet.
Die Luft-Luft-Wärmepumpe nutzt als Energiequelle die Luft. Aber auch der Träger für den Transport der Wärme ist Luft. Bei dieser Anlage handelt es sich also um ein Lüftungssystem.

• Die Wasserwärmepumpen lassen sich in Wasser-Wasser-Wärmepumpen und Sole-Wasser-Wärmepumpen unterteilen.

Die Wasserwasserwärmepumpe nutzt als Energiequelle das Grundwasser. Dafür muss ein Brunnen errichtet werden, der die Wasser-Wärmepumpe mit Wasser versorgt. Dem Wasser wird Energie entzogen, indem es abgekühlt wird. Später wird es durch einen zweiten Brunnen dem Erdreich wieder zugeführt.
Die Sole-Wasser-Wärmepumpe nutzt die Erdwärme. Dafür werden Erdsonden oder Erdkollektoren eingesetzt. Diese bestehen aus unverrottbaren Kunststoffrohren.
Gegenüber üblichen Gas- und Heizölbrennern muss man in Wärmepumpenheizungen einiges mehr investieren. Im Gegensatz dazu entstehen allerdings keine Schornsteinfeger- und Reinigungskosten.

Die Preise für Öl und Gas steigen außerdem stetig. Das kann Ihnen mit Wärmepumpenanlagen nicht passieren. Verwenden Sie Erdsonden oder Erdkollektoren für Ihre Wärmepumpenheizung macht der Einbau allerdings nur bei einem Neubau Sinn, da diese Form sehr kostenintensiv ist.
Systeme, die auf Luft-Luft oder Luft-Wasser basieren, sind da wesentlich günstiger. Die Anschaffungs- und Installationskosten sind wesentlich geringer. Eine nachträgliche Montage an bereits bestehende Heizkreisläufe kann ohne Probleme vorgenommen werden.

Worauf sollte man bei Wärmepumpen achten?

Beim Kauf und der Installation einer Wärmepumpe gibt es mehrere wichtige Aspekte, auf die man achten sollte. Hier sind einige Punkte, die berücksichtigt werden sollten:

1. Effizienz: Die Effizienz einer Wärmepumpe ist entscheidend, da sie sich direkt auf die Heizkosten und den Energieverbrauch auswirkt. Achten Sie auf den COP-Wert (Coefficient of Performance), der angibt, wie viel Heizleistung die Wärmepumpe im Verhältnis zum eingesetzten Strom liefert. Eine höhere Effizienz bedeutet geringere Betriebskosten.

2. Wärmepumpentyp: Es gibt verschiedene Arten von Wärmepumpen, einschließlich Luft-Wasser-, Wasser-Wasser- und Erdwärmepumpen. Jeder Typ hat seine eigenen Vor- und Nachteile. Luft-Wasser-Wärmepumpen sind beispielsweise einfacher zu installieren, während Erdwärmepumpen aufgrund der Erdbohrungen mehr Aufwand erfordern. Wählen Sie den Typ, der am besten zu Ihren Bedürfnissen, Ihrem Standort und Ihrem Budget passt.

3. Dimensionierung: Stellen Sie sicher, dass die Wärmepumpe richtig dimensioniert ist, um den Wärmebedarf Ihres Hauses zu decken. Eine zu kleine Wärmepumpe wird möglicherweise nicht genug Heizleistung liefern, während eine überdimensionierte Wärmepumpe ineffizient arbeiten kann. Lassen Sie am besten einen Fachmann eine Wärmebedarfsberechnung durchführen, um die optimale Größe zu bestimmen.

4. Lärmpegel: Wärmepumpen erzeugen während des Betriebs Geräusche, insbesondere Luft-Wasser-Wärmepumpen. Überprüfen Sie daher den angegebenen Schallleistungspegel der Wärmepumpe und stellen Sie sicher, dass er Ihren Anforderungen entspricht. Dies ist besonders wichtig, wenn die Wärmepumpe in der Nähe von Schlaf- oder Wohnräumen installiert wird.

5. Installation und Wartung: Wärmepumpen erfordern eine professionelle Installation, um sicherzustellen, dass sie ordnungsgemäß funktionieren. Suchen Sie nach einem qualifizierten Installateur mit Erfahrung in der Installation von Wärmepumpen. Stellen Sie außerdem sicher, dass regelmäßige Wartungsarbeiten durchgeführt werden, um eine optimale Leistung und Langlebigkeit der Anlage zu gewährleisten.

6. Förderungen und finanzielle Aspekte: Informieren Sie sich über mögliche staatliche oder regionale Förderprogramme für Wärmepumpen. Diese können finanzielle Unterstützung oder Steuervorteile bieten und den Kauf und die Installation einer Wärmepumpe wirtschaftlich attraktiver machen.

Für wen lohnt sich eine Wärmepumpe nicht?

Eine Wärmepumpe ist eine effiziente und umweltfreundliche Heizlösung, die in den meisten Fällen von Vorteil ist. Es gibt jedoch einige Situationen, in denen sich eine Wärmepumpe möglicherweise nicht lohnt:

1. Gebiete mit sehr niedrigen Temperaturen: Luft-Wasser-Wärmepumpen können bei extrem kalten Temperaturen an ihre Grenzen stoßen. Wenn Sie in einer Region leben, in der die Temperaturen regelmäßig unter den Gefrierpunkt fallen, könnte eine Luft-Wasser-Wärmepumpe möglicherweise nicht ausreichend Wärme liefern. In solchen Fällen können Erdwärmepumpen oder andere alternative Heizsysteme eine bessere Option sein.

2. Mietwohnungen: Wenn Sie in einer Mietwohnung leben, kann es schwierig sein, eine Wärmepumpe zu installieren. Die Installation einer Wärmepumpe erfordert bauliche Veränderungen am Gebäude, wie zum Beispiel den Einbau eines Außengeräts oder die Installation von Erdsonden. Da Sie als Mieter normalerweise nicht das Recht haben, solche baulichen Veränderungen vorzunehmen, ist es möglicherweise nicht praktikabel, eine Wärmepumpe zu installieren.

3. Kurzfristiger Aufenthalt: Wenn Sie planen, nur für kurze Zeit in einem Haus zu leben, kann sich die Investition in eine Wärmepumpe möglicherweise nicht rentieren. Die Kosten für den Kauf und die Installation einer Wärmepumpe können hoch sein, und Sie benötigen möglicherweise mehrere Jahre, um die Investition durch Energieeinsparungen zu amortisieren. Wenn Sie jedoch langfristig in einem Haus leben oder planen, es zu verkaufen, könnte sich eine Wärmepumpe als wertsteigernde Investition erweisen.

4. Verfügbarkeit von günstigem fossilem Brennstoff: In einigen Regionen kann der Preis für fossile Brennstoffe wie Gas oder Öl im Vergleich zu elektrischer Energie immer noch relativ niedrig sein. In solchen Fällen kann sich der Umstieg auf eine Wärmepumpe möglicherweise nicht sofort finanziell auszahlen. Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass fossile Brennstoffe begrenzte Ressourcen sind und Preisschwankungen unterliegen können.