Mit einer Wärmepumpe können Sie nicht nur dauerhaft bei den Heizkosten sparen, sondern schonen gleichzeitig die Umwelt. Da keine fossilen Brennstoffe benötigt werden, sondern die Wärme der Umgebung genutzt wird, reduziert die Nutzung einer Wärmepumpe nachweislich CO₂-Emissionen. 1
In diesem Beitrag gehen wir auf die Funktionsweise und den Aufbau von Wärmepumpen ein. Wir erklären, wie Umgebungswärme zur Betreibung eines Heizsystems genutzt werden kann und welche verschiedenen Arten von Wärmenpumpen es gibt. Zusätzlich haben wir noch einige Tipps für den Kauf einer Wärmepumpe parat.
Wie funktioniert eine Wärmepumpe?
Die Funktionsweise einer Wärmepumpe ist so einfach wie genial: Sie nimmt die Wärme aus der Umwelt, also aus der Luft, dem Erdreich oder dem Grundwasser auf und verwendet sie anschließend für die Beheizung von Gebäuden oder die Warmwasserbereitung.
Dabei nutzt sie das physikalische Prinzip der Wärmeübertragung, ähnlich wie ein Kühlschrank, jedoch in umgekehrter Richtung. Während der Kühlschrank Wärme an die Umgebung abgibt, um Kälte zu erzeugen, nimmt die Wärmepumpenheizung die Wärme ihrer Umgebung auf und gibt sie an das Heizsystem ab.
Das Prinzip funktioniert auch bei niedrigen Außentemperaturen, weswegen Wärmepumpen das gesamte Jahr genutzt werden können. Neben Solaranlagen gelten Wärmepumpen als eine der umweltfreundlichsten Energieerzeuger, da sie ohne fossile Brennstoffe auskommen.
In Österreich sind aus diesem Grund in vielen Fällen Fördermittel verfügbar, die den Umstieg auf erneuerbare Energien für Nutzer erleichtern und die Kosten für Wärmepumpen senken können.
Wärmepumpensysteme einfach erklärt – in vier Schritten:
- Wärme wird aufgenommen
Die Wärmepumpe entzieht der Umwelt Wärme, auch bei niedrigen Temperaturen. Dies geschieht über ein spezielles Medium, das sogenannte Kältemittel, das bereits bei niedrigen Temperaturen verdampft. - Temperaturanstieg durch Druckerzeugung
Das verdampfte Kältemittel wird in einem Kompressor verdichtet. Durch diesen Druckanstieg erhöht sich die Temperatur des Kältemittels erheblich. - Übertragung der erzeugten Wärme
Die heiße, gasförmige Wärme wird in einem Wärmetauscher (Verflüssiger) an das Heizwasser des Heizsystems abgegeben. Dadurch kondensiert das Kältemittel wieder zu einer Flüssigkeit. - Druck sinkt, der Kreislauf beginnt von vorne
Das Kältemittel wird durch ein Expansionsventil entspannt, wodurch sein Druck und seine Temperatur sinken. Es ist nun bereit, erneut Wärme aus der Umwelt aufzunehmen, und der Kreislauf beginnt von vorn.
Lohnt sich die Wärmepumpe? Kosten und Einsparpotenziale im Vergleich
Für wen lohnt sich der Umstieg auf eine Wärmepumpe? Erfahren Sie mehr zur Investition und den Einsparpotenzialen des alternativen Heizsystems.
So wird die Energieeffizienz von Wärmepumpen gemessen
Die Energieeffizienz der Wärmepumpe wird durch die Jahresarbeitszahl (JAZ) oder den Coefficient of Performance (COP) ausgedrückt. Diese geben an, wie viel Wärmeenergie im Verhältnis zur eingesetzten elektrischen Energie erzeugt wird.
Moderne Wärmepumpen können aus einer Kilowattstunde Strom bis zu fünf Kilowattstunden Wärme erzeugen.
Diese Vorteile bietet eine Wärmepumpe für Ihr zu Hause
Eine Wärmepumpe bietet zahlreiche Vorteile für Ihr Zuhause, die sowohl Ihren Komfort als auch Ihre Energiekosten und Umweltbilanz verbessern können. Wärmepumpen sind äußerst effizient, da sie Energie aus der Umgebungsluft, dem Erdreich oder dem Grundwasser nutzen, um Wärme für Heizung und Warmwasser bereitzustellen.
Dadurch können Sie Ihre Heizkosten spürbar senken und von einer zuverlässigen, erneuerbaren Energiequelle profitieren. So haben Modellrechnungen im Auftrag des WWF gezeigt, dass sich der Umstieg von Gas auf eine Luft-Wasser-Wärmepumpe für ein teilsaniertes Einfamilien-Haus bereits nach nur einem Jahr finanziell lohnen kann.
Darüber hinaus bieten Wärmepumpen eine moderne und flexible Heiztechnologie, die sich perfekt mit Fußbodenheizungen oder Niedertemperaturheizkörpern kombinieren lässt. Viele Modelle können im Sommer zudem kühlen, sodass Ihr Zuhause das ganze Jahr über ein angenehmes Raumklima bietet.
Ein weiterer Vorteil ist die geringe Wartung, da Wärmepumpen ohne Brennstofflagerung oder Schornstein auskommen. Mit ihrer Langlebigkeit und den möglichen staatlichen Förderungen für den Einbau können sie zudem eine lohnende Investition in die Zukunft darstellen.
Die Vorteile der Wärmepumpe: Umweltfreundlich, effizient und zukunftssicher
Wer sich bei der Heizungssanierung für eine Wärmepumpe entscheidet, kann von ihren vielen Vorteilen profitieren. Erfahren Sie hier, was das Heizsystem so besonders macht.
Der Aufbau einer Wärmepumpe
Der Aufbau einer Wärmepumpe basiert auf einem geschlossenen thermodynamischen Kreislauf und umfasst mehrere zentrale Komponenten. Diese arbeiten zusammen, um Wärme aus der Umwelt (Luft, Wasser oder Erdreich) aufzunehmen, zu verdichten und in nutzbare Energie für das Heizungssystem oder Warmwasser umzuwandeln.
Die Hauptbestandteile einer Wärmepumpe
Wärmequelle und Verdampfer
Die Wärmequelle ist die Umgebung, z. B. Luft, Wasser oder Erdreich, aus der Energie entzogen wird.
Der Verdampfer ist ein Wärmetauscher, der die Wärme aus der Umwelt auf das Kältemittel überträgt. Das Kältemittel hat einen sehr niedrigen Siedepunkt und verdampft bei der Erwärmung.
Kompressor
Der Kompressor verdichtet das gasförmige Kältemittel. Durch die Verdichtung steigt der Druck und damit auch die Temperatur des Kältemittels erheblich.
Verflüssiger (Kondensator)
Im Verflüssiger wird die Wärme aus dem heißen, gasförmigen Kältemittel an das Heizsystem (z. B. Fußbodenheizung, Heizkörper oder Warmwasserspeicher) abgegeben. Dabei kühlt das Kältemittel ab und kondensiert wieder zu einer Flüssigkeit.
Expansionsventil
Das Expansionsventil senkt den Druck und die Temperatur des flüssigen Kältemittels, bevor es wieder in den Verdampfer zurückgeführt wird. Dieser Schritt schließt den Kreislauf und ermöglicht es, erneut Wärme aus der Umwelt aufzunehmen.
Steuerungseinheit
Die Steuerungseinheit regelt den Betrieb der Wärmepumpe und optimiert die Energieeffizienz, indem sie z. B. die Verdichtung oder die Temperatur des Heizkreislaufs an die aktuellen Anforderungen anpasst.
Kreislaufsystem für Heiz- und Warmwasser
Das Heizsystem des Gebäudes, wie Heizkörper, Fußbodenheizung oder Warmwasserspeicher, ist mit der Wärmepumpe verbunden. Die abgegebene Wärme wird effizient für den jeweiligen Zweck genutzt.
Der Aufbau von Wärmepumpen folgt zwar größtenteils dem gleichen Prinzip, jedoch gibt es verschiedene Arten von Energiequellen und Wärmeträgern, die für die Pumpen verwendet werden.
Verschiedene Arten von Wärmepumpen erklärt
Je nachdem, aus welcher Energiequelle die Wärme bezogen wird und welcher Wärmeträger bei der Pumpe verwendet wird, unterscheidet man verschiedene Typen von Wärmepumpen, die wir im Folgenden vorstellen.
1. Luft-Wasser-Wärmepumpe
Diese Wärmepumpe nutzt die Wärme der Umgebungsluft. Sie entzieht der Außenluft Wärme und überträgt sie auf ein Heizsystem, das Wasser als Wärmeträger nutzt. Diese Version ist einfach zu installieren, kann aber bei sehr niedrigen Außentemperaturen eine verminderte Effizienz aufweisen, da bei Kälte oft höhere Vorlauftemperaturen benötigt werden.
2. Luft-Luft-Wärmepumpe
Eine Luftwärmepumpe nutzt ebenfalls die Wärme aus der Umgebungsluft oder auch Abluft von Gebäuden. Die Wärme gibt sie allerdings ohne Hilfe eines Wassersystems an die Raumluft weiter. Sie eignet sich besonders für Gebäude mit Luftheizung und ist oft in Klimaanlagen integriert.
3. Sole-Wasser-Wärmepumpe (Erdwärmepumpe)
Diese Wärmepumpe bezieht Erdwärme über Erdkollektoren oder Erdsonden. Sie arbeitet sehr ertragreich, da die Temperaturen im Boden auch im Winter relativ konstant sind. Allerdings sind die Installationskosten höher, da Erdarbeiten notwendig sind.
4. Wasser-Wasser-Wärmepumpe
Hier wird Wärme aus dem Grundwasser entzogen. Diese Wärmepumpen sind besonders effizient, da Grundwasser über das ganze Jahr eine relativ konstante Temperatur hat.
5. Hybrid-Wärmepumpe
Eine Hybrid-Wärmepumpe ist eine Kombination aus Wärmepumpe und einer weiteren Heizungsanlage, etwa einer Gasheizung oder Ölheizung. Diese Systeme schalten automatisch zwischen den beiden Heizquellen (z. B. Wärmepumpe und Gas) hin und her, um die Heizleistung konstant zu halten.
6. Direktverdampfende Wärmepumpe
Hierbei handelt es sich um eine seltenere Variante, bei der das Kältemittel direkt im Erdreich zirkuliert und dort Wärme aufnimmt. Dadurch entfällt der Wärmetauscher zwischen Sole und Kältemittel, was Effizienzgewinne bringen kann.
Einsatzmöglichkeiten – Kühlen und heizen mit Wärmepumpen
Was nur wenigen bekannt ist: Mit Wärmepumpen lässt sich nicht nur heizen und Warmwasser bereitstellen. Umweltenergie kann auch für die Kühlung von Räumen, zum Beispiel in Form einer Klimaanlage genutzt werden.
Heizung von Wohn- und Gewerberäumen
Die Hauptanwendung von Wärmepumpen ist das Beheizen von Gebäuden. Sie eignen sich sowohl für Einfamilienhäuser als auch für Mehrfamilienhäuser oder Bürogebäude.
Durch die Nutzung von Umweltwärme können sie energieeffizient Wärme bereitstellen und in Verbindung mit Fußbodenheizungen oder Niedertemperaturheizkörpern besonders effektiv arbeiten.
Warmwasserbereitung
Wärmepumpen können die Warmwasserversorgung übernehmen, indem sie die benötigte Energie aus der Umgebung beziehen. Man bezeichnet diese Art auch als Brauchwasser-Wärmepumpen.
Sie sind in der Lage, Warmwasser mit Temperaturen von 50 bis 60 °C zu erzeugen. Oft wird für diese Form eine Kombination mit einem Speicher verwendet, um den Bedarf effizient zu decken.
Kühlfunktion im Sommer
Viele Wärmepumpen bieten eine Kühlfunktion, indem sie den Kreislauf der Wärmeerzeugung umkehren. Anstatt Wärme in das Gebäude zu leiten, wird diese nach außen abgeführt.
Das macht Wärmepumpen zu einer umweltfreundlichen Alternative zu Klimaanlagen. Häufig ist diese Funktion bei Luft-Wasser- oder Sole-Wasser-Wärmepumpen integriert.
Industrie und Gewerbe
Im gewerblichen Bereich kommen Wärmepumpen zur Prozesswärmeerzeugung oder für Kühlanwendungen zum Einsatz. Sie sind in der Lage, hohe Temperaturen zu erzeugen. Für industrielle Prozesse, Hotels oder Schwimmbäder sind sie daher besonders gut geeignet.
Wärmepumpe kaufen – darauf kommt es an
Vor dem Kauf einer Wärmepumpe sollten Sie mehrere Aspekte berücksichtigen, um sicherzustellen, dass Sie eine Anlage wählen, die optimal zu Ihrem Zuhause und Ihren Bedürfnissen passt.
Bevor es losgeht, ist es wichtig, den Heiz- und Warmwasserbedarf Ihres Hauses zu ermitteln. Die Größe der Wärmepumpe muss dazu passen, um weder über- noch unterdimensioniert zu sein und ihr Haus ideal versorgen zu können.
Auch die Art der Wärmepumpe – wie etwa Luft-Wasser, Sole-Wasser oder Wasser-Wasser – sollte auf die Gegebenheiten Ihrer Immobilie abgestimmt sein. Faktoren wie die Verfügbarkeit von Energiequellen, Wärmeträgern, Platz, die Dämmung des Gebäudes und die klimatischen Bedingungen vor Ort spielen hier eine entscheidende Rolle.
Zusätzlich sollten Sie die Effizienz der Anlage beachten. Kennzahlen wie die Jahresarbeitszahl (JAZ) oder der COP-Wert geben Aufschluss darüber, wie wirtschaftlich die Wärmepumpe arbeitet. Auch Fördermöglichkeiten und potenzielle Kostenersparnisse sollten Sie in Ihre Entscheidung einbeziehen.Ein guter Partner für Wärmepumpen übernimmt nicht nur die Planung und Installation Ihres Projekts, sondern unterstützt Sie auch bei der Beantragung von Förderungen und bietet Wartungsservices an. Bei DHT – Die Haustechnik helfen wir Ihnen beidiesen Aufgaben, sodass Sie sich beim Umstieg auf Umweltenergie jederzeit in guten Händen fühlen können.
DHT – Die Haustechnik: Profi für Wärmepumpen – der Gesamtprozess in guten Händen
Bei DHT kümmern wir uns um alle notwendigen Schritte, damit Ihre Wärmepumpe optimal funktioniert und Sie langfristig von ihrer Effizienz profitieren können. Von der ersten Beratung bis zur Inbetriebnahme und darüber hinaus stehen wir Ihnen stets als verlässlicher Partner zur Seite.
Unser Service beginnt dabei mit einer detaillierten Bedarfsanalyse und Beratung, um die passende Wärmepumpe für Ihre individuellen Anforderungen auszuwählen. Danach übernehmen wir die fachgerechte Planung und koordinieren die Installation, damit alles reibungslos abläuft. Auch die Beantragung von Förderungen, die Ihnen finanzielle Vorteile sichern, erledigen wir für Sie. Unser Service schließt auch regelmäßige Wartungen mit ein – damit Sie sichergehen können, dass Ihre Wärmepumpe reibungslos arbeitet.
1“Umgebungswärme und Wärmepumpen”. Umweltbundesamt. URL: https://www.umweltbundesamt.de/themen/klima-energie/erneuerbare-energien/umgebungswaerme-waermepumpen#funktion. Eingesehen: 19.12.2024.
FAQs
Was sind die Vorteile einer Wärmepumpe?
Eine Wärmepumpe ist energieeffizient, da sie Umweltwärme aus Luft, Wasser oder Erde nutzt und damit Heizkosten reduziert. Sie arbeitet umweltfreundlich, verursacht weniger CO₂-Emissionen und nutzt erneuerbare Energiequellen. Zudem bietet sie vielseitige Einsatzmöglichkeiten für Heizen, Kühlen und Warmwasserbereitung und ist wartungsarm sowie langlebig.
Was sind die Nachteile einer Wärmepumpe?
Eine Wärmepumpe bringt viele Vorteile, doch es gibt auch einige mögliche Nachteile, die berücksichtigt werden sollten. Die Anschaffungskosten sind oft höher als bei herkömmlichen Heizsystemen, was eine größere Anfangsinvestition erfordert. Diese lassen sich durch die Beantragung von Fördermitteln jedoch in vielen Fällen senken.
Ist Heizen mit einer Wärmepumpe günstiger als Gas?
Heizen mit einer Wärmepumpe kann günstiger sein als mit Gas. Vor allem in Zeiten steigender Gaspreise oder wenn die Pumpe mit eigenem Strom, etwa aus einer Photovoltaikanlage, betrieben wird, lassen sich damit Kosten sparen.
Zusätzlich gibt es Förderungen, die die Anschaffungskosten reduzieren. Langfristig sind Wärmepumpen oft kostengünstiger, besonders in gut gedämmten Häusern.
Welche Unternehmen stellen Wärmepumpen her?
Zu den führenden Herstellern von Wärmepumpen gehören Unternehmen wie Vaillant, Viessmann, Stiebel Eltron, Bosch Thermotechnik, Alpha Innotec, Hoval und Krüger + Co. AG, die effiziente Heizlösungen für nachhaltiges Wohnen bieten.
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