Wie funktioniert eine Wärmepumpe
Seit dem neuen Heizungsgesetz, eine Novelle des Gebäudeenergiegesetzes (GEG), stehen Wärmepumpen hoch im Kurs. Bislang gibt es wenig Erfahrung mit dem Einsatz. Es gibt Berichte von häufigen Ausfällen und anderen Problemen. Wir haben uns einmal angesehen, wie eine Wärmepumpe funktioniert und wie zuverlässig dieses System tatsächlich ist. Doch blicken wir zuerst einmal direkt auf die Technik.
Was ist eigentlich eine Wärmepumpe
Eine Wärmepumpe ist eine Vorrichtung, die verwendet wird, um Wärme von einem Ort mit niedrigerer Temperatur zu einem Ort mit höherer Temperatur zu transportieren. Die Wärmepumpe nutzt hierzu einen Kreislaufprozess, bei dem ein Kältemittel durch Verdampfen, Kondensieren, Komprimieren und Entspannen abwechselnd erhitzt und abgekühlt wird.
Eine Wärmepumpe kann zum Beispiel genutzt werden, um ein Gebäude zu heizen. Hierzu entzieht sie der Umgebung (z.B. der Luft, dem Erdreich oder dem Grundwasser) Wärme und gibt diese an das Gebäude ab. Im Sommer kann die Wärmepumpe auch zum Kühlen genutzt werden, indem sie die Wärme aus dem Gebäude entzieht und an die Umgebung abgibt.
Wärmepumpen sind eine umweltfreundliche Alternative zu herkömmlichen Heizsystemen, da sie eine hohe Effizienz aufweisen und auf erneuerbaren Energien wie der Umgebungsluft oder der Sonnenenergie basieren können.
Wie funktionieren Wärmepumpen
Ein Irrglaube ist, dass Wärmepumpen nur heizen können. Sie können auch -je nach System- kühlen. Eine Wärmepumpe nutzt Strom, um ein Gebäude sowohl zu heizen als auch zu kühlen. Diese Geräte übertragen die Wärme effizient von einem Ort zum anderen, je nachdem, wo sie benötigt wird. Im Winter heizt eine Wärmepumpe, indem sie dem Gebäude Wärme entzieht und sie ins Innere leitet. Im Sommer kann sie für Kühlung sorgen, indem sie die Wärme von drinnen nach draußen transportiert. Eine Wärmepumpe verwendet die gleiche Technologie wie eine Klimaanlage, die Ihr Haus mit Hilfe eines Kältemittels kühlt. Der einzige große Unterschied zwischen einer Klimaanlage und einer Wärmepumpe besteht darin, dass eine Wärmepumpe über ein Umschaltventil verfügt, dass es ihr ermöglicht, auch Ihr Haus zu heizen.
Im Heizmodus funktioniert eine Wärmepumpe wie eine Klimaanlage in umgekehrter Reihenfolge. Anstatt Ihre Wohnung zu kühlen, verwendet sie das Kältemittel, um Ihre Wohnung zu erwärmen.
Blick auf die Heizkörper
Damit die Wärmepumpe kühlen kann, eignen sich die normalen Heizkörper weniger. Damit ist einfach zu wenig an Kühlleistung zu erzielen. Anders sieht das bei einer Fußbodenheizung aus, die auf großer Fläche ausgelegt wurde. Am sinnvollsten sind Gebläse Konvektoren, mit denen die höchste Kühlleistung erzielt werden kann.
Die Wärme kann aus der Außenluft oder aus dem Erdreich stammen. Diese wird über die Wärmeaustauschfläche des äußeren Teils der Wärmepumpe geblasen oder gepumpt. Diese Wärme ist warm genug, um das flüssige Kältemittel in der Wärmepumpe zum Verdampfen zu bringen und in ein Gas zu verwandeln. Dieses Gas wird dann durch einen Kompressor befördert, der den Druck erhöht, wodurch seine Temperatur steigt. Das Gas wird über die interne Wärmeaustauschfläche geleitet. Diese Wärme kann dann entweder in das Innere des Hauses geblasen oder in ein Zentralheizungs- oder Warmwassersystem geleitet werden.
Während die Wärme in die Wohnung übertragen wird, sinkt die Temperatur des Gases, so dass es wieder in den flüssigen Zustand zurückkehrt. Der Zyklus der umgekehrten Kühlung wiederholt sich, bis Ihr Haus die am Thermostat eingestellte Wunschtemperatur erreicht hat.
Wärmepumpen um Winter
Selbst wenn es draußen sehr kalt ist, gibt es noch Wärmeenergie. Wärmepumpen sind in der Lage, diese Wärmeenergie aus dem Erdreich oder der Luft um ein Gebäude herum zu entnehmen und sie für die Wärmeversorgung Ihres Hauses oder Ihres Unternehmens zu nutzen. Damit Wärmepumpen optimal arbeiten können, ist es außerdem wichtig, dass das Gebäude über eine gute Energieeffizienz verfügt, z. B. eine effektive Isolierung.
Die Arten von Wärmepumpen
Es gibt verschiedene Arten von Wärmepumpen:
- Luft-Wärmepumpen
- und Erd-Wärmepumpen.
Wärmepumpen können auch mit Gasöfen für fossile Brennstoffe gekoppelt werden; diese Systeme werden oft als Hybrid-Wärmepumpen bezeichnet.
Eine Luftwärmepumpe entzieht der Luft Wärme und hebt sie auf eine höhere Temperatur an. Es gibt zwei Haupttypen von Luft-Wärmepumpen: Luft-Wasser und Luft-Luft.
Luft-Wärmepumpen
Luft/Wasser-Wärmepumpen entziehen der Außenluft Wärme und leiten sie in Ihr Nassheizungssystem ein (ähnlich wie bei einer bestehenden Gaszentralheizung). Da die erzeugte Wärme kühler ist als die eines herkömmlichen Ofens oder Heizkessels, müssen Sie möglicherweise größere Heizkörper oder eine Fußbodenheizung in Ihrer Wohnung installieren, um sie optimal nutzen zu können. Luft/Wasser-Wärmepumpen eignen sich am besten für Neubauten oder energieeffiziente Häuser.
Luft-Luft-Wärmepumpen entziehen der Außenluft Wärme und leiten sie über Ventilatoren in Ihr Haus. Diese Art von System kann zum Heizen verwendet werden, kann aber kein Warmwasser erzeugen.
Funktionsweise einer Erdwärmepumpe
Ein Erdwärmepumpensystem nutzt die natürliche Wärme aus dem Untergrund, indem es Flüssigkeit in Rohren durch den Untergrund pumpt. Die Wärmepumpe erhöht dann die Temperatur und die Wärme wird zum Heizen oder für die Warmwasserbereitung genutzt.
Sie erfüllt die gleiche Funktion wie ein Ofen oder ein Heizkessel in einem Zentralheizungssystem, nutzt aber die Umgebungswärme aus dem Erdreich, anstatt Brennstoff zur Wärmeerzeugung zu verbrennen. Erdwärmepumpensysteme bestehen aus einem Erdkreislauf (einem Netz von Wasserrohren, die unter der Erde verlegt sind; je größer Ihr Haus und Ihr Heizbedarf sind, desto größer ist der Kreislauf) und einer Wärmepumpe auf Bodenhöhe. Ein Gemisch aus Wasser und Frostschutzmittel wird um den Erdkreislauf herumgepumpt und nimmt die im Boden gespeicherte, natürlich vorkommende Wärme auf. Das Wassergemisch wird komprimiert und durchläuft einen Wärmetauscher, der die Wärme entzieht und an die Wärmepumpe weiterleitet. Die Wärme wird dann an das Heizungssystem Ihres Hauses weitergeleitet. Diese Wärme kann dann in Heizkörpern, für Warmwasser oder in einer Fußbodenheizung genutzt werden.
Hybrid-Wärmepumpe
Ein hybrides Wärmepumpensystem, das auch als duales Energiesystem bezeichnet wird, integriert eine Wärmepumpe (Luft- oder Erdwärmequelle) mit Ihrem herkömmlichen Gasheizung. Ein hybrides Heizsystem überwacht die Außentemperatur und wählt automatisch die energieeffizienteste Option, um Ihr Haus konstant warm und Ihr Wasser heiß zu halten.
Wie zuverlässig sind Wärmepumpen
Wärmepumpen sind eine zuverlässige Heizungs- und Kühllösung, wenn sie ordnungsgemäß installiert, gewartet und genutzt werden. Die Zuverlässigkeit einer Wärmepumpe hängt von verschiedenen Faktoren ab, einschließlich der Qualität der Komponenten, der Installation und Inbetriebnahme, der Wartung und der Nutzung. Bislang gibt es bei der Nutzung nur geringe Störungen.
Wenn eine Wärmepumpe ordnungsgemäß installiert und gewartet wird, kann sie eine lange Lebensdauer haben und eine zuverlässige Heizungs- und Kühllösung bieten. Ein wichtiger Faktor für die Zuverlässigkeit einer Wärmepumpe ist auch die Auswahl des geeigneten Wärmepumpentyps für die spezifischen Bedürfnisse und Gegebenheiten vor Ort.
Nachteil von Wärmepumpen
Im Gegensatz zu den bisherig verbauten Heizungen, sind Wärmepumpen teurer in der Anschaffung. Auch die Betriebskosten liegen höher als zum Beispiel bei einer Gasheizung. Ein großer Nachteil liegt aber darin, dass Nutzer mit einer Wärmepumpe direkt von den Strompreisen abhängig sind. Die Ökobilanz ist dadurch schlechter und lässt sich im Schnitt mit einer Gasheizung gleichsetzen. Bei einer schlechten Effizienz verbrauchen Wärmepumpen so viel Strom, wie zuvor an Gas oder Öl verbraucht wurde. Nur mit dem Unterschied, das Strom deutlich teurer ist, als Gas.
