Wärmepumpen

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Funktion einer Wärmepumpe

WIE IST DAS FUNKTIONSPRINZIP EINER LUFT-WASSER-WÄRMEPUMPE?

Das Funktionsprinzip einer Luft-Wasser-Wärmepumpe ähnelt dem eines Kühlschranks, der den Lebensmitteln Wärme entzieht. Die Wärmeenergie kann aus der Luft, dem Wasser oder dem Erdreich stammen. Um ihrer Umgebung Wärme zu entziehen, benötigt die Wärmepumpe Antriebsenergie in Form von Strom.

Die entzogene Wärme wird anschließend durch ein Kältemittel aufgenommen, welches bei niedrigen Temperaturen verdampft. Im nächsten Schritt wird der Dampf verdichtet, bis seine Temperatur auf ein zum Heizen ausreichendes Niveau angestiegen ist. Schließlich wird die Wärme des Dampfes an einen Heizkreislauf abgegeben und das Kältemittel verflüssigt sich wieder.

Die Wärmepumpe – das Heizsystem der Zukunft. Einfach erklärt.

KANN AUCH IM WINTER GENÜGEND WÄRME ZUR VERFÜGUNG GESTELLT WERDEN?

Da eine Luft-Wasser-Wärmepumpe mit Luftwärme arbeitet, stellt sich die Frage, wie sie im Winter mit kalter Luft heizen kann. In Wärmepumpen eingesetzte Kältemittel haben ihren Siedepunkt bereits bei Temperaturen von -10 bis -15 Grad. Deshalb verdampfen sie auch bei Minusgraden und machen den Betrieb auch im Winter problemlos möglich. Einige Modelle arbeiten zuverlässig auch bei Temperaturen von unter -20 Grad. Allerdings nimmt die Heizleistung bei niedrigen Temperaturen ab.

Luft-Wasser-Wärmepumpen verfügen zumeist auch über einen zusätzlichen Heizstab, der bei niedrigen Temperaturen oder benötigter Mehrleistung zugeschaltet werden kann. Dies sollte jedoch nur ein Ausnahmefall bleiben, da sich der Strombedarf der Wärmepumpe bei einem Betrieb mit einem Heizstab stark erhöht. Wir legen großen Wert auf eine passgenaue Dimensionierung Ihrer Wärmepumpe, um den geringstmöglichen Strombedarf zu erreichen.

KANN EINE WÄRMEPUMPE KÜHLEN ?

Ja, viele Luftwärmepumpen verfügen auch über eine Kühlfunktion. Das ist sehr praktisch, denn die wenigsten Privathäuser in Deutschland sind mit einer Klimaanlage ausgestattet. Richtig heiß wird es hierzulande nämlich nur an wenigen Tagen im Jahr – dann kann es aber unangenehm werden.

Im Prinzip kann die Wärmepumpe zum Kühlen genauso betrieben werden wie zum Heizen, nur die Richtung im Prozess ändert sich. Statt der Außenluft wird nun der Innenluft Wärme entzogen. Damit das funktioniert, muss die Wärmepumpe ein 4-Wege-Ventil enthalten, dass die Fließrichtung bei Bedarf umkehrt und weiterhin gewährleistet, dass Warmwasser erzeugt werden kann. Die Kühlung mit einer Wärmepumpe eignet sich insbesondere für Häuser mit einer Wandflächen- oder Fußbodenheizung, da kühle Raumluft hier verlustfreier übertragen werden kann.

WAS BEDEUTET DIE JAHRESARBEITSZAHL (JAZ)

Die Jahresarbeitszahl (JAZ) ist ein Maß für die Effizienz einer Wärmepumpe. Sie errechnet sich aus dem Verhältnis von erzeugter Wärme und zugeführter Energie und wird hauptsächlich durch die Temperatur der Wärmequelle und die Vorlauftemperatur Ihrer Heizung bestimmt. Bei einer hohen Temperatur der Wärmequelle und einer niedrigen Vorlauftemperatur erhöht sich die Effizienz Ihrer Wärmepumpe, denn sie muss nur einen geringeren Temperaturunterschied überwinden. Moderne Luft-Wasser-Wärmepumpen arbeiten modulierend (Invertertechnik) und erreichen so bereits JAZ von 3,5 oder mehr. Eine Jahresarbeitszahl von mindestens 3,5 wird auch zur Beantragung der BAFA-Förderung im Altbau benötigt.

Achtung: Die Jahresarbeitszahl wird häufig mit dem Coefficient of Performance (COP) verwechselt. Während die Jahresarbeitszahl die Effizienz einer Wärmepumpe unter realen Betriebsbedingungen und über den Zeitraum von einem Jahr misst, gibt der COP die Effizienz unter Laborbedingungen und als Momentaufnahme an.

WAS IST EINE INVERTER-WÄRMEPUMPE ?

Inverter-Wärmepumpen modulieren die Leistung einer Wärmepumpe so, dass diese bei konstanter Vorlauftemperatur betrieben werden kann. Das verhindert häufiges Ein- und Ausschalten und führt zu einer deutlich längeren Lebensdauer. Auch der Stromverbrauch wird gemindert und die Wärmepumpe erreicht eine höhere Laufruhe.

Der Inverter einer Wärmepumpe ist vergleichbar mit dem Wechselrichter einer Photovoltaikanlage. Anstatt jedoch Gleichstrom in Wechselstrom zu wandeln, wandelt der Inverter hier den aus dem Netz bezogenen Wechselstrom in Gleichstrom um. Ein Umformer erzeugt dann neuen Wechselstrom. So kann die Drehzahl, der aktuell benötigten Leistung, angepasst werden.

 

Schaubild Inverter Technologie Wärmepumpe

Ist mein Haus für eine Wärmepumpe geeignet?

KANN ICH EINE LUFT-WASSER-WÄRMEPUMPE AUCH IM ALTBAU INSTALLIEREN?

Ja, auch im Altbau kann die Installation einer Luft-Wasser-Wärmepumpe sinnvoll sein. Allerdings sollten Sie im Bestand sorgfältig prüfen, ob alle Voraussetzungen für einen wirtschaftlichen Betrieb gegeben sind und hierfür stets professionelle Beratung suchen.

Grundsätzlich gilt: Ihr Haus sollte einen guten Dämmstandard aufweisen. Bei Heizungsvorlauftemperaturen über 55 Grad ist in der Regel ein konventionelles Heizsystem wie eine Gasheizung effektiver und wirtschaftlicher. Haben Sie eine noch intakte Heizungsanlage, kann ein bivalentes Heizsystem in Frage kommen, bei dem die Wärmepumpe Ihre bestehende Heizung ergänzt.

HAUS DÄMMUNG ?

Die Dämmung eines Hauses entscheidet maßgeblich darüber, ob der Betrieb einer Luft-Wasser-Wärmepumpe in Frage kommt. Umso besser der Dämmschutz, umso effizienter arbeitet die Wärmepumpe. Ungedämmte Altbauten eignen sich daher nicht und sollten nachgedämmt werden. Wir prüfen vor der Installation immer, ob sich Ihr Haus für den Betrieb einer Luft-Wasser-Wärmepumpe eignet. Im Neubau ist die Entscheidung einfach, da Neubauten die Voraussetzungen der Energieeinsparverordnung (EnEV) erfüllen müssen und daher einen sehr hohen Dämmstandard aufweisen.

BIS ZU WELCHER VORLAUFTEMPERATUR IST DER BETRIEB SINNVOLL?

Umso geringer die Vorlauftemperatur, umso effizienter arbeitet eine Heizung. Das gilt für Wärmepumpen genauso wie für Gas- oder Ölheizungen. Bei Vorlauftemperaturen zwischen 35 und 55 °C arbeiten Wärmepumpen meist effizient. Es gibt auch Hochtemperatur Wärmepumpen, die bis zu 65 °C Vorlauf erreichen. Allerdings muss bei derart hohen Temperaturen auch über einen Austausch alter Heizkörper oder über eine zusätzliche Dämmung des Hauses nachgedacht werden. Oftmals sind Heizungen aber auch nicht optimal eingestellt und niedrigere Vorlauftemperaturen würden bereits ausreichen, um das Haus ausreichend zu beheizen.

MEIN HAUS HAT RADIATOREN, IST DIE INSTALLATION EINER WÄRMEPUMPE TROTZDEM SINNVOLL?

Eine Fußbodenheizung ist für die Installation einer Wärmepumpe nicht zwingend erforderlich. Eine Wärmepumpe kann mit Heizkörpern ebenso wirtschaftlich genutzt werden, sofern die Heizkörper durch ihr Größe einen Betrieb mit geringen Vorlauftemperaturen erlauben. Sofern Sie in Ihrem Haus noch sehr alte, und eher klein dimensionierte Radiatoren einsetzen, sollte über den Austausch hin zu Niedertemperatur-Heizkörpern nachgedacht werden. Nicht nur Wärmepumpen, sondern auch Brennwertkessel arbeiten mit diesen Heizkörpern effizienter.

WIE VIEL PLATZ BRAUCHT EINE LUFT-WASSER-WÄRMEPUMPE?

Luft-Wasser-Wärmepumpen werden häufig in der Splitvariante installiert. Diese Geräte haben eine Innen- und Außeneinheit, werden also in und außerhalb des Hauses aufgestellt. Zur Orientierung: Eine typische Inneneinheit einer Splitwärmepumpe ist ungefähr 1,80 m hoch und 80 cm breit. Die Außeneinheiten haben üblicherweise Höhen zwischen  0,6 und 1,4 m und eine Breite von etwa 0,9 – 1,2 m. Bei einer reinen Innen- oder Außenaufstellung fallen die einzelnen Einheiten etwas größer aus.


Außenaustellung Wärmepumpe Vaillant auf Terrasse


Außeneinheit einer Split-Wärmepumpe von Vaillant

Warum eine Luft-Wasser-Wärmepumpe kaufen?

Luft-Wasser-Wärmepumpen haben etwas höhere Anschaffungskosten als Gas- oder Ölheizungen, dafür ist ihr Betrieb durch niedrige Wartungskosten und die Möglichkeit Solarstrom aus der eigenen Photovoltaikanlage zu nutzen, günstiger. Außerdem erfüllen Wärmepumpen die Vorgaben der EnEV und sind die klimafreundlichste Heizung für Neubauten.