Wärmepumpen

Was ist eine Wärmepumpe?

Eine Wärmepumpe ist vom Funktionsprinzip her nichts anderes als ein umgedrehter Kühlschrank. Der Kühlschrank leitet Wärme aus seinem Inneren nach außen und sorgt so für einen Kühleffekt. Die Wärme kommt dabei übrigens durch die zunächst ungekühlten Lebensmittel und das immer wieder notwendige Öffnen der Kühlschranktür ins Innere. Die Wärmepumpe hingegen entzieht ihrer Umgebung Wärmeenergie und wandelt sie so um, dass sie dem Heizungssystem zugeführt werden kann.

Wie funktioniert eine Wärmepumpe?

Der funktionelle Ablauf im Inneren einer Wärmepumpe lässt sich grundsätzlich in vier Abschnitte unterteilen:

• Verdampfung
• Verdichtung
• Kondensation
• Entspannung

Zentrales Element ist ein Kältemittel. Dessen Hauptaufgabe besteht darin, Wärme aufzunehmen, wenn die Temperaturen und der Druck niedrig sind bzw. die Wärme bei hohem Druck und hohen Temperaturen wieder abzugeben. Ohne dieses Kältemittel und seine besonderen Eigenschaften wäre der Betrieb einer Wärmepumpe nicht möglich.
Was passiert in den einzelnen Schritten und wo kommt es zur Umwandlung der Ausgangsenergie?

Verdampfung: Durch die Energiezufuhr von außen ändert sich der Aggregatszustand des Wärmemittels von flüssig zu gasförmig. Dazu sind keine extrem hohen Werte nötig, der Vorgang wird bereits bei niedriger Temperatur in Gang gesetzt.

Verdichtung: Im Verdichter wird das neu entstandene Gas komprimiert. Dadurch steigt auch die Temperatur weiter an.

Kondensation: Die so entstandene Energie kann im geschlossenen Kühlmittelkreislauf nicht verloren gehen, also muss sie abgeleitet werden. Das geschieht durch die Kondensation des verdichteten Gases. Die entstandene Energie wird freigesetzt und an den Heizkreislauf abgegeben. Das zuvor noch gasförmige Kältemittel verflüssigt sich.

Entspannung: Das Kältemittel ist zwar wieder flüssig, steht aber noch unter Druck. Dieser wird durch das Expansions- bzw. Entspannungsventil abgebaut, der Ausgangszustand ist wiederhergestellt, der Kreislauf beginnt von vorne.

Tiefe Temperaturen bedeuten Schwerstarbeit
Je tiefer die Ausgangstemperatur der Umgebung ist, desto stärker muss der Verdichter in der Wärmepumpe arbeiten, damit die nötigen Vorlaufwerte erreicht werden. Dadurch steigt auch der Stromverbrauch, ein Minus in Sachen ökologischer Fußabdruck. Ausgleichen lässt sich dieses ganz einfach: Beziehen Sie Strom aus erneuerbaren Energien!

Welche Wärmepumpen-Varianten gibt es?

Die verfügbaren Wärmepumpen werden grundsätzlich danach unterschieden, welche Ausgangsmedien sie nutzen, sprich: Welche Ursprungsenergie sie verwenden. Die Möglichkeiten sind:

• (Außen)Luft
• Erdwärme
• Wasser
• Sonnenergie

Bei den beliebtesten Varianten handelt es sich um die Luft-Wasser-Wärmepumpe und die Sole-Wasser-Wärmepumpe (auch bekannt als Erdwärmepumpe).

Was ist eine Luftwärmepumpe?

Die Luftwärmepumpe (auch Luft-Wasser-Wärmepumpe) nutzt die Umgebungsluft als Ausgangsmedium. Ein Ventilator saugt eben jene Außenluft ein und setzt damit den oben beschriebenen Vorgang von Verdampfung-Verdichtung-Kondensation-Entspannung in Gang. Der große Vorteil dieser Variante: Der Aufbau ist nicht sonderlich kompliziert. Um die Umgebungsluft anzusaugen ist keine ausgefeilte Technik nötig – und das schlägt sich im Preis nieder. Zudem müssen Sie für die Installation keine behördliche Genehmigung einholen.

Die Vorteile einer Luft-Wasser-Wärmepumpe:

• Niedriger Preis
• Behördliche Genehmigung nicht notwendig
• Platzsparend
• Einfache Nachrüstung

Luftwärmepumpen haben allerdings auch einige Nachteile. So ist etwa der Stromverbrauch im Vergleich zu ähnlichen Systemen deutlich höher. Zudem sind die Betriebsgeräusche sehr laut. Damit sich die Luft-Wasser-Wärmepumpe nicht negativ auf ihren Alltag auswirkt, ist es notwendig, sie in einem gut gedämmten Raum zu installieren. Die Luft-Wasser-Wärmepumpe bietet im Gesamtpaket mehr, weshalb sie in unserem Onlineshop viele entsprechende Modelle finden. Besonders empfehlenswert sind die Luftwärmepumpen der Firma Ochsner.

Was ist eine Erdwärmepumpe?

Im Inneren des Erdreichs ist es konstant warm. Diesen Umstand machen sich Erdwärmepumpen (oder Sole-Wasser-Wärmepumpen) zunutze. Der große Vorteil gegenüber Luftwärmepumpen: Die Temperatur des Ausgangsmediums bleibt konstant, sie liegt ganzjährig zwischen 7 und 13 °C.
Zum Einsatz kommt dabei üblicherweise ein Gemisch aus Wasser und Frostschutz. Dieses durchfließt zuvor verlegte Kunststoffrohrleitungen im Erdreich und nimmt die dort herrschende Wärmeenergie auf. Unterschieden wird dabei zwischen drei unterschiedlichen Aufbauarten:

• Sondenbohrungen
• Flachkollektoren
• Grabenkollektoren

Sondenbohrungen: Die Rohrleitungen werden senkrecht im Boden befestigt. Der Vorteil daran ist, dass die Temperatur des Erdreichs mit zunehmender Tiefe steigt. Für ein Einfamilienhaus reicht üblicherweise eine 150 Meter lange Sonde aus, die in der Praxis meist auf mehrere Bohrungen aufgeteilt wird. Achtung: Ohne einer Genehmigung dürfen Sie keine Sondenbohrungen durchführen!

Flachkollektoren: Am ehesten vergleichbar ist diese Variante mit einer Fußbodenheizung. Die Rohrleitungen werden in einer Tiefe von 1-2 Metern verlegt. Mit einer Fläche von rund 350 m² sollte ein Einfamilienhaus problemlos beheizt werden können.

Grabenkollektoren: Die Kunststoffleitungen werden in Gräben von rund 1 Meter Breite verlegt, ähnlich den Flachkollektoren. Der Platzbedarf ist aber deutlich geringer. Mit einer Grabengesamtlänge von 80 Metern sollte ein Einfamilienhaus auskommen.

Die Vorteile einer Erdwärmepumpe:

• Konstante Wärme über das gesamte Jahr
• Höhere staatliche Förderungen
• Effiziente Kühlung im Sommer durch niedrige Temperatur des Ausgangsmediums

Der Trend geht heute von Sole-Wasser-Wärmepumpen weg. Das hat mehrere Gründe. Zunächst ist die Installation deutlich aufwendiger als bei einer Luftwärmepumpe. Selbiges gilt für eine etwaige Nachrüstung. Die Investitionskosten sind generell sehr hoch und bei bestimmten Varianten geht ohne eine behördliche Genehmigung nichts.

Wärmepumpen für die Kühlung und die Lüftung

Entgegen ihrem Namen sind Wärmepumpen auch in der Lage, Ihre vier Wände zu kühlen und nicht nur zu heizen. Einige Modelle eignen sich sogar für eine kontrollierte Wohnraumlüftung.
Ein Überblick:
Kühlung: Grundsätzlich können Wärmepumpen auf zwei Arten kühlen – aktiv und passiv. In beiden Fällen wird dem Wohnraum die (zu) warme Luft entzogen und nach außen abgeleitet. Während dies bei der passiven Kühlung allein durch die Umwälzpumpe funktioniert, spielt bei der aktiven Kühlung der Verdichter die Hauptrolle. Funktionieren kann das in dem Fall allerdings nur, wenn der Kreislauf der Wärmepumpe umkehrbar ist. Weiterer Unterschied: Bei der passiven Kühlung wird die warme Luft in den Untergrund abgeführt – es kommen also lediglich Erdwärme-Anlagen infrage, während die aktive Kühlung auch von Luftwärmepumpen durchgeführt werden kann.

Übrigens: Nicht alle Wärmepumpenmodelle können auch kühlen. Einige haben dieses Feature von Haus aus, bei anderen besteht die Möglichkeit der Nachrüstung – und wieder andere sind dafür gar nicht geeignet.

Passen Sie die Heizungsart an!

Wer mit seiner Wärmepumpe auch kühlen möchte, muss sein gesamtes Heizungssystem an dieses Vorhaben anpassen. Am besten noch vor dem Einbau. Herkömmliche Radiatoren und Heizkörper eignen sich aufgrund ihrer geringen Fläche nicht für die Kühlung. Setzen Sie stattdessen auf Flächenheizungen (also Wand oder Fußboden).

Lüften: Auf dem Markt finden sich neben den „kühlenden Wärmepumpen“ auch noch Anlagen, die zur kontrollierten Wohnraumlüftung eingesetzt werden können. Dabei ist die Verbindung der Wärmepumpe mit einer Lüftungsanlage notwendig, die über eine Wärmerückgewinnung verfügt. Auf diese Weise wird nicht nur die Raumluft regelmäßig ausgetauscht, sondern auch Energie aus der Abluft gewonnen. Geregelt werden die Vorgänge dabei von Sensoren, die bestimmte Werte wie die Luftfeuchtigkeit und den CO2-Gehalt überwachen.

Wärmepumpen zum Lüften sind sowohl als zentrale Anlagen als auch in einer dezentralen Variante erhältlich. Erstere eignet sich eher für den Neubau, Zweitere mehr für die Nachrüstung im Altbau bzw. die Sanierung von Bestandsgebäuden.

Fazit: Die Wärmepumpe steht für funktionale Nachhaltigkeit

Wer auf Nachhaltigkeit und Umweltverträglichkeit großen Wert legt, der sollte sich unbedingt näher mit der Option einer Wärmepumpe auseinandersetzen. Bei passenden örtlichen Gegebenheiten ist die Wärmepumpe eine sinnvolle und zukunftsfitte Variante für das Heizen und Kühlen des eigenen Hauses.
Natürlich kommt es am Ende auch auf Ihre verfügbaren finanziellen Mittel an. Lassen Sie sich von etwaigen hohen Investitionskosten allerdings nicht abschrecken. Alleine durch die Nachhaltigkeit und den geringen ökologischen Fußabdruck rechnet sich die Installation einer Wärmepumpe auf jeden Fall. Statten Sie unserem umfangreichen Onlineshop doch gleich einen Besuch ab, vielleicht ist ja die passende Wärmepumpe für Sie dabei. Sollte Sie Fragen rund um die Thematik haben, treten Sie bitte jederzeit mit unserem Kundenservice in Kontakt. Wir helfen Ihnen gerne weiter!