Nachhaltig heizen und Kosten sparen – Wärmepumpen für Einfamilienhäuser & Gewerbe- wie Industriegebäude
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Wärmepumpe – hocheffizient heizen
Fossile Brennstoffe, wie Öl oder Gas, sind von gestern. Heute montiert man umweltschonende und kostensparende Heizsysteme. Die Wärmepumpe stellt ein vergleichbar nachhaltiges und vollwertiges Heizsystem dar, das schon mit wenig Strom auskommt – tatsächlich stammen nur 25 % der gewonnenen Wärme aus konventioneller Energie, was sich positiv auf die laufenden Betriebskosten und die Umwelt auswirkt. Das Wärmepumpen-System ist vergleichbar ressourcenschonend, weil es die vorhandene Energie aus der Umwelt aufnimmt und nicht nur durch konventionelle Energie betrieben wird.
Die Vorteile einer Wärmepumpe im Überblick
Die Wärmepumpe nutzt die Kraft der Geothermie effektiv, um Räume zu beheizen. Geothermie steht uns unbegrenzt und kostenlos zur Verfügung. Entscheidet man sich für eine Wärmepumpe, entscheidet man sich demnach langfristig für ein sinnvolles Heizsystem, weil man die Umwelt schont und Kosten spart.
Die Investition in eine Wärmepumpe macht sich immer bezahlt. Die Anschaffungskosten sind zwar nicht gering, jedoch amortisieren sich die Kosten rasch, da die Betriebskosten auf einem stetig niedrigen Niveau laufen und die Wartungsquote sehr gering ist.
So funktioniert die Wärmepumpe
Die Grundfunktion einer Wärmepumpe ist immer gleich: Es wird stets mit einem Kühlmittel Energie aus der Umgebung entzogen und danach in Nutzwärme umgewandelt.
Das Funktionsprinzip einer Wärmepumpe lässt sich mit jenem eines Kühlschranks vergleichen. Der einzige Unterschied ist, dass die beiden Geräte auf entgegengesetzte Weise arbeiten. So entzieht der Kühlschrank dem Raum Wärme, während die Wärmepumpe die Wärme der Umwelt aufnimmt und über die Heizkörper wieder in den Raum leitet. Bei herkömmlichen Heizsystemen kommt die Leistung ausschließlich aus konventioneller Energie.
Das Wärmepumpen-System arbeitet in 4 Schritten:
- Innerhalb einer Wärmepumpe befindet sich ein spezielles Kältemittel, das bei relativ niedrigen Temperaturen verdampft. Dann ist es in der Lage, Wärme aufzunehmen.
- Das verdampfte Kältemittel wird in einem Kompressor verdichtet, der mit Strom betrieben wird. Der Druck des Kältemittels erhöht sich und dadurch auch dessen Temperatur.
- Das Kältemittel wird dann in den Kondensator weitergeleitet. Beim Verflüssigen gibt es seine Wärme an das Heizungswasser ab.
- Das Kältemittel der Wärmepumpe gelangt danach wieder auf das ursprüngliche Druckniveau, bevor der Prozess erneut im Verdampfer beginnen kann.
Die Wärme kann aus der Umgebung auf unterschiedliche Arten aufgenommen werden, zum Beispiel:
- Anreichern von Luft oder Wasser durch Sonnenlicht
- Tiefenbohrungen – Wärmeenergie aus der Erde
- Industrielle Abwärme aus Serverräumen
Die Wärmepumpe – eine wirtschaftlich und ökologisch sinnvolle Lösung
Aus ökologischer Sicht gibt es derzeit kaum eine umweltschonendere Lösung zum Heizen als die Wärmepumpe. Nutzt man sie in Kombination mit Ökostrom, produziert man dadurch keinerlei schädliche CO2-Emissionen. Es fallen außerdem keine Brennstoffvorräte an, die gerade bei Holzheizungen oft ganze Räume in Anspruch nehmen.
Darüber hinaus lässt sich die Umgebung als eine Art Wärmespeicher nutzen, auf den bei Bedarf zurückgegriffen werden kann. Dies optimiert langfristig die gesamte Energiebilanz eines Gebäudes. Zudem profitieren Besitzer einer Wärmepumpe davon, dass die Anlage nur selten gewartet werden muss und allgemein sehr langlebig ist.
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Arten von Wärmepumpen
Wärmepumpen werden in verschiedene Typen eingeteilt – je nachdem, mit welchen Wärmeträgern gearbeitet wird. Die vollständigen Bezeichnungen setzen sich immer aus zwei Bestandteilen zusammen: Der erste Wärmeträger bezeichnet die Wärmequelle, aus der die Wärmepumpe Energie aufnimmt – Umgebungsluft, Erdreich oder Grundwasser. Der zweite Wärmeträger bezeichnet das Wärme transportierende Mittel – meist Heizwasser. Demnach zum Beispiel: Luft-Wasser-Wärmepumpe oder Wasser-Wasser-Wärmepumpe.
Luft-Wasser-Wärmepumpe
Diese Wärmepumpen nutzen die Umgebungsluft als Wärmequelle und wandeln die dort enthaltene Energie in Heizwärme um. Die Wärme wird anschließend an das Heizungssystem abgegeben, um das Gebäude zu heizen.
Eigenschaften einer Luft-Wasser-Wärmepumpe:
Günstige Variante einer Wärmepumpe
einfache Installation
mögliche Geräuschentwicklung
Sinnvoll einsetzbar: Wohngebäuden mit guter Wärmedämmung und geringem Wärmebedarf, Gebieten mit mildem Klima
Sole-Wasser-Wärmepumpe
Die Wärme aus dem Erdreich oder Grundwasser wird genutzt und über eine Wärmepumpenanlage auf das Heizsystem übertragen. Die Sole wird dabei durch Rohre im Erdreich oder im Grundwasser gespeist und gibt ihre Wärmeenergie an den Verdampfer der Wärmepumpe ab.
Eigenschaften einer Sole-Wasser-Wärmepumpe:
gute Energieeffizienz bei niedrigeren Temperaturen
geringe Abhängigkeit von Witterungsbedingungen
aufwändige Erdarbeiten
höhere Anschaffungskosten als z. B. bei der Luft-Wasser-Wärmepumpe
Sinnvoll einsetzbar bei: Neubauten oder Sanierungen mit ausreichend Platz für Erdsonden, Gebieten mit konstanter Wärmequelle im Erdreich oder Grundwasser
Wasser-Wasser-Wärmepumpe
Die Wärme wird aus einem Wasserreservoir, wie beispielsweise einem See, entnommen und in das Heizsystem eingespeist. Hierbei wird ein Wärmetauscher eingesetzt, der das Wasser aus dem See entnimmt und die Wärme an den Verdampfer der Wärmepumpe abgibt.
Eigenschaften Wasser-Wasser-Wärmepumpen:
sehr hohe Effizienz und Leistung
aufwändige Planung und Genehmigungen notwendig
hohe Anschaffungskosten
benötigt Zugang zu einem See oder einem Fluss
Sinnvoll einsetzbar bei: Neubauten oder Sanierungen in der Nähe von Seen oder Flüssen, großen Gebäuden oder Gebäudekomplexen mit hohem Heizbedarf
Hybrid-Wärmepumpe
Diese Wärmepumpen nutzen mehrere Wärmequellen, wie beispielsweise Luft, Erdreich oder Grundwasser, um die benötigte Wärme zu erzeugen. Je nach Bedarf wird automatisch zwischen den verschiedenen Wärmequellen gewechselt.
Eigenschaften einer Hybrid-Wärmepumpen
flexibel einsetzbar je nach Wärmequelle und Bedarf
hohe Energieeffizienz und Leistung
höhere Anschaffungskosten als bei einzelnen Wärmepumpen
mehr Platzbedarf
höhere Komplexität der Installation und Wartung
Sinnvoll einsetzbar bei: Gebieten mit mehreren verfügbaren Wärmequellen, bei Neubauten oder Sanierungen, bei denen die Wahl der Wärmequelle nicht eindeutig ist
Gasbetriebene Wärmepumpe
Ein Gasbrenner wird eingesetzt, um die Wärme zu erzeugen, die von der Wärmepumpe genutzt wird, um das Gebäude zu heizen. Diese Art von Wärmepumpen ist vor allem in Gebieten sinnvoll, in denen eine Stromversorgung nicht immer gewährleistet ist.
Eigenschaften gasbetriebener Wärmepumpen:
keine Stromversorgung nötig
benötigt Anschluss an das Gasnetz
höhere Effizienz und Leistung als Gasheizungen
Sinnvoll einsetzbar bei: Einsatz in abgelegenen Gebieten, wenn keine Stromversorgung vorhanden ist.
FAQ Wärmepumpe
Wie funktioniert eine Wärmepumpe?
Mit einem Kühlmittel wird Energie aus der Umwelt entzogen und in Nutzwärme umgewandelt. Vergleichbar ist das Funktionsprinzip der Wärmepumpe mit dem eines Kühlschranks. Konventionelle Energie ist hier nur für den Betrieb der Pumpe zuständig. Die Wärme komme allerdings aus der Umwelt.
Kann auch im Winter genügend Wärme zur Verfügung gestellt werden?
Ja, auch im Winter wird genügend Wärme durch eine Wärmepumpe produziert. Das Kühlmittel kondensiert schon bei niedrigen Temperaturen und so funktioniert der Betrieb auch bei niedrigen Außen-Temperaturen reibungslos.
Was bedeutet die Jahresarbeitszahl?
Die Jahresarbeitszahl, auch JAZ, ist ein Maß für die Effizienz einer Wärmepumpe. Berechnung: aus dem Verhältnis von erzeugter Wärme und zugeführter Energie. Wird hauptsächlich durch die Temperatur der Wärmequelle und die Vorlauftemperatur der Heizung bestimmt. Bei einer hohen Temperatur der Wärmequelle und einer niedrigen Vorlauftemperatur erhöht sich die Effizienz Ihrer Wärmepumpe.
Wie viel Platz braucht eine Wärmepumpe?
Luft-Wasser-Wärmepumpen werden häufig in trennbaren Varianten installiert. Das bedeutet, diese Geräte haben eine Innen- und Außeneinheit – welche demnach in- und außerhalb des Hauses aufgestellt werden. Eine typische Inneneinheit einer Wärmepumpe 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. Wird die Wärmepumpe ausschließlich innen oder außen installiert, fallen die einzelnen Einheiten größer aus.
Warum eine Wärmepumpe statt einer Gasheizung?
Eine Wärmepumpe ist deutlich umweltschonender. Sie erzeugt deutlich weniger Co2 als eine Heizung mit fossilen Brennstoffen. Die Energie der Wärmepumpe kommt zu zirka 75 % aus der Umgebung. Die restlichen Prozente werden durch Strom gedeckt. Außerdem ist man als Besitzer*in einer Wärmepumpe nicht von der Energiepreisentwicklung abhängig.
Wie viel kostet eine Wärmepumpe in der Anschaffung?
Je nachdem welche Art der Wärmepumpe du wählst, kosten diese zwischen 8.000 und 16.000 Euro. Hier kommt es ganz darauf an, was für die Erschließung der Wärmequelle zu tun ist. Die Anschaffungskosten sind zwar höher als bei herkömmlichen Heizsystemen, durch die geringen Betriebskosten gleicht sich dieser Preis aber innerhalb weniger Jahre wieder aus. Zudem wird die Anschaffung einer Wärmepumpe mit Förderungen unterstützt.
Wie hoch sind die Kosten pro Jahr?
Der Betrieb einer Heizung mit Wärmepumpe ist langfristig günstiger als mit Erdgas und Heizöl, da kein CO2-Preis anfällt. Die Kosten für den Betriebsstrom einer Wärmepumpe liegen zwischen 230 und 1.400 Euro pro Jahr – je nach Größe und Dämmung des Hauses und Art der Wärmepumpe.
Wärmepumpen verursachen geringe Wartungskosten, da sie wartungsarm sind. Die jährlichen Kosten für die Wartung einer Wärmepumpe liegen nur bei etwa 150 Euro in einem Einfamilienhaus.
In Kombination mit einer Fotovoltaikanlage kann sogar ein Teil des Strombedarfs durch konstant günstigen Solarstrom für 8 bis 12 Cent bezogen werden. Das macht Wärmepumpen im Neubau schon heute vielfach günstiger als konventionelle Heizsysteme.