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Wie funktioniert eine Wärmepumpe?
Eine Wärmepumpe ist ein Heizsystem, das statt fossiler Brennstoffe Umgebungswärme aus der Luft, dem Wasser oder der Erde nutzt. Wenn sie erst einmal effizient mit Ihrer Heizungsanlage verbunden ist, kann eine Wärmepumpe Heizkosten erheblich senken. Auf diese Weise leisten Sie einen wertvollen Beitrag für die Umwelt, indem endliche Ressourcen gespart werden können. Doch wie funktioniert eine Wärmepumpe eigentlich? Was gibt es bei der Installation zu beachten? Welche Vor- und Nachteile bringen sie mit? Ob dieses nachhaltige Heizsystem auch eine Option für Sie ist, erfahren Sie in diesem Artikel.
Inhalt:
- Wärmepumpen und ihre Funktion
- Welche Arten von Wärmepumpen gibt es?
- Wärmepumpen: Vor- und Nachteile
- Wie werden Wärmepumpen installiert?
- Kosten für eine Wärmepumpe
Wärmepumpen und ihre Funktion
Wärmepumpen beziehen bis zu drei Viertel der Heizenergie aus ihrer Umgebung. Je nachdem, um was für eine Art Wärmepumpe es sich handelt, werden unterschiedliche Wärmequellen genutzt. Sie können die Wärmeenergie des Erdreichs, der Umgebungsluft oder auch des Grundwassers anzapfen. Doch wie funktioniert eine Wärmepumpe genau? Grundsätzlich ist die Funktion einer Wärmepumpe mit der eines Kühlschranks zu vergleichen – nur andersherum.
Die Wärmequellanlage entzieht der Umgebung außerhalb des Gebäudes Wärmeenergie, während die Wärmepumpe sie für die Heizung im Innenbereich nutzbar macht. Dafür benötigt sie lediglich einen Anteil Strom für Antrieb und Pumpe. Das Wärmeverteil- und Speichersystem verteilt anschließend die Wärmeenergie im Haus oder speichert sie zwischen. Der technische Prozess läuft in drei Schritten in einem geschlossenen Kreislauf ab:
1. Verdampfen und Verdichten
Die Umweltwärme wird von einer speziellen Flüssigkeit, einem Kältemittel, aufgenommen, die bereits bei Temperaturen ab -10 bis -15 Grad verdampft. Die Wärmepumpe verdichtet den Kältemitteldampf, wodurch sich der Druck erhöht und die Temperatur des Dampfes auf bis zu 100 Grad Celsius steigt.
2. Kondensieren und Übertragen
Das aufgeheizte Gas kann nun kondensieren und die Wärme an das Heizsystem abgeben, sodass es zum Aufheizen von Warmwasser oder für die Raumheizung genutzt werden kann.
3. Entspannen
Damit dieser Prozess immer wieder von Neuem beginnen kann, muss das Kältemittel in seinen Ursprungszustand gebracht werden. Dazu werden bestimmte Ventile verwendet, die es dem Kältemittel ermöglichen, sich wieder auszudehnen und den Druck abzubauen. Dadurch sinkt die Temperatur auf das Ausgangsniveau und der Kältemittelkreislauf beginnt von vorne.
Tipp: In unserem Beitrag Richtig heizen können Sie darüber lesen, wie Sie im nächsten Schritt die Wärme sinnvoll zum Heizen nutzen.
Welche Arten von Wärmepumpen gibt es?
Nachdem die Frage „Wie funktioniert eine Wärmepumpe?“ geklärt ist, widmen wir uns den verschiedenen Arten von Wärmepumpen. Je nachdem, welche Wärmequelle an die Pumpe angeschlossen ist, trägt diese eine andere Bezeichnung. So werden Pumpen mit Grundwasser-Zugang Grundwasserwärmepumpen genannt. Pumpen mit Zugang zum Erdreich heißen Erdwärmepumpe und diejenigen, die Wärme der Umgebungsluft entziehen, Luftwärmepumpe. Diese können je nach Funktionen weiter differenziert werden:
Wasser-Wasser-Wärmepumpe
Bei dieser Art dient das Grundwasser als Wärmequelle. Die wärme wird dann an das Wasser im Heizkreislauf übertragen.
Luft-Wasser-Wärmepumpe
Diese Pumpe gehört zu den Luftwärmepumpen. Sie entzieht der Luft die Wärme, die wiederum auf das Wasser im Heizkreislauf übertragen wird.
Luft-Luft-Wärmepumpe
Die entnommene Wärme der Umgebungsluft wird ohne Wasser im Heizkreislauf direkt an die Raumluft abgegeben.
Sole-Wasser-Wärmepumpe
Die benötigte Wärme wird hierbei dem Erdreich entzogen und von einem Sole-Wasser-Gemisch aufgenommen.
Tipp: Dadurch, dass das eingesetzte Kältemittel in Wärmepumpen bereits bei niedrigen Temperaturen verdampft, können Arten wie Luft-Wasser-Wärmepumpen Ihr Haus auch im Winter heizen.
Wärmepumpen: Vor- und Nachteile
Neben der Frage „Wie funktioniert eine Wärmepumpe?“ sind auch die Vor- und Nachteile einer Wärmepumpe relevant, wenn Sie über ein umweltfreundliches Heizsystem nachdenken.
(+) Umweltschonend
Der größte Vorteil von Wärmepumpen ist ihr umweltschonender Charakter. Im Gegensatz zu fossilen Heizsystemen wird kein Brennstoff benötigt und der Bedarf an Strom kann beispielsweise mit Ökostrom gedeckt werden, sodass die CO2-Bilanz noch besser ausfällt.
(+) Wartungsarm
Da in einer Wärmepumpe nur wenige mechanische Teile verbaut sind, müssen diese nur selten gewartet werden. Demzufolge sind sie sehr haltbar und langlebig. Das erspart wiederum Kosten und macht Wärmepumpen sehr nachhaltig.
(+) 2 in 1: Heizen & Kühlen
Auch wenn die meisten Menschen bei Wärmepumpen zuerst ans Beheizen denken, sind diese Pumpen im Sommer ebenso nützlich. Das Heizsystem kann nämlich bei warmen Temperaturen auch zum Kühlen verwendet werden. Sie können daher das ganze Jahr über zu angenehmen Temperaturen in Ihren Wohnräumen beitragen.
(+) Kostenlose Umweltwärme, geringe Betriebskosten
Die Umweltwärme, die von Wärmepumpen nutzbar gemacht wird, ist kostenlos verfügbar. Mit einer effizient arbeitenden Wärmepumpe können Sie Ihr Haus oder den jeweiligen Anwendungsbereich optimal heizen, ohne hohe laufende Kosten zu generieren.
(-) Hohe Anschaffungskosten
Trotz der vielen Wärmepumpen-Vorteile sollte beachtet werden, dass Wärmepumpen in der Anschaffung ziemlich hochpreisig sind. Langfristig betrachtet kann sich diese Investition jedoch sehr lohnen.
(-) Aufwendige Installation
Je nach System müssen aufwendige Bohrungen oder Bodenarbeiten vorgenommen werden. Setzen Sie sich daher am besten mit einer Fachperson zusammen und lassen Sie sich individuell beraten.
Tipp: Wollen Sie mehr darüber erfahren, wie Sie Ihr Haus nachhaltig gestalten können? Dann lesen Sie gerne den Artikel zum Thema Nachhaltiges Bauen.
Wie werden Wärmepumpen installiert?
Je nach Modell kann eine Wärmepumpe ähnlich der Größe eines herkömmlichen Heizgeräts oder z.B. eines großen Kühlschranks haben. Dieses wird dann beispielsweise im Hauswirtschaftsraum oder im Keller untergebracht. Abhängig vom System werden allerdings noch weitere Installationen im Außenbereich benötigt. Aber wie genau funktioniert eine Wärmepumpen-Installation?
Installation von Erdwärmepumpen
Die Einrichtung von Erdwärmepumpen ist mit einem größeren Aufwand verbunden. Entweder müssen Leitungen als Matten flächig unter der Erde verlegt werden, oder es werden Bohrungen für sogenannte Spieße notwendig, die tief ins Erdreich hinab führen. In beiden Fällen sind aufwendige Erdarbeiten bzw. Bohrungen notwendig. Anschließend sind die Rohre jedoch nicht mehr im Außenbereich zu sehen.
Installation von Grundwasserwärmepumpen
Genauso wie bei der Installation von Erdwärmepumpen werden die Rohre bei einer Grundwasserwärmepumpe unterirdisch verlegt. Zusätzlich zu den Rohren müssen jedoch noch zwei Brunnen installiert werden: einer dient als Förderbrunnen, der andere als Speicherbrunnen.
Installation von Luftwärmepumpen
Die Außenanlage bei einer Luftwärmepumpe ist hingegen kleiner. Diese hat üblicherweise eine Höhe zwischen 0,6 und 1,4 Meter und eine Breite von etwa 0,9 bis 1,2 Meter.
Tipp: In unseren thematisch passenden Artikeln Richtig heizen oder Richtig lüften finden Sie Informationen und Tipps, um Heizenergie zu sparen.
Kosten für eine Wärmepumpe
Die Wärmepumpen-Kosten setzen sich aus verschiedenen Faktoren zusammen und hängen von der Art der Wärmepumpe ab. Luftwärmepumpen erzeugen „weniger“ Energie zum Heizen als Erdwärmepumpen oder Grundwasserwärmepumpen. Das bedeutet allerdings nicht, dass sie nicht genauso effektiv eingesetzt werden können. Um Ihnen abseits der Frage „Wie funktioniert eine Wärmepumpe?“ über die anfallenden Kosten einen besseren Überblick zu verschaffen, haben wir Ihnen die wichtigsten Punkte zusammengefasst:
Kosten für die Technik bzw. die Geräte
Eine Wärmepumpe besteht mindestens aus einer Inneninstallation und einem Außengerät. Je nach Größe der Anlage und dem benötigten Zubehör fallen unterschiedlich hohe Kosten an. Denn eine Luft-Wärmepumpe ist beispielsweise „kleiner“ als eine Grundwasser-Wärmepumpe. Dies wirkt sich auf die Kosten aus.
Kosten für die Erschließung
Zusätzlich zu den Geräten müssen Rohre und Leitungen installiert werden, damit ein Kreislauf gebildet werden kann. Je nach Typ der Wärmepumpe wird noch weiteres Zubehör benötigt, wie z.B. die Brunnen für die Grundwasser-Wärmepumpe. Sollten aufwendige Bohrungen vorgenommen werden müssen, fallen die Kosten für die Erschließung dementsprechend höher aus.
Heizkosten für eine Wärmepumpe
Eine Wärmepumpe kann einen aktiven Beitrag dazu leisten, Ihren ökologischen Fußabdruck deutlich zu verkleinern, da die Pumpe selbst keinen fossilen Brennstoff benötigt. Sie brauchen lediglich eine gewisse Menge Strom, um diese zu betreiben. Hierfür gibt es je nach Versorgungsunternehmen extra Wärmepumpen-Stromtarife. Mit derartigem Ökostrom wird die Wärmepumpe komplett grün im Betrieb. Wie viel Strom letztendlich verbraucht wird, hängt von mehreren Faktoren ab. Lassen Sie beispielweise prüfen, ob sich eine Wärmepumpe effizient mit Ihrer Heizungsanlage und Gebäudedämmung kombinieren lässt. Wenn eine Pumpe nicht effizient arbeitet, schnellen die Verbrauchskosten in die Höhe. Das sollte natürlich im Vorfeld ausgeschlossen werden.
Betriebskosten
Wärmepumpen sind im Vergleich zu anderen Heizsystemen wartungsarm. Das liegt daran, dass hier keine Verbrennung stattfindet und somit Extraleistungen, wie beispielsweise die Wartung durch eine*n Schornsteinfeger*in, nicht nötig sind.
Wenn Sie sich für die Installation einer Wärmepumpe interessieren, lassen Sie sich am besten von einer Fachperson beraten wie z.B. im swb-Kundencenter, welche Art von Wärmepumpe zu Ihnen und Ihren individuellen Bedürfnissen passt und natürlich auch, welche Förderungen aktuell möglich sind. Auf diese Weise können Sie Ihre CO2-Bilanz verbessern und gleichzeitig Ihre Heizkosten senken.
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* Wir leben Diversität und heißen alle Menschen willkommen, unabhängig von Herkunft, Geschlecht, Behinderung und Identität. Wir sind davon überzeugt, dass uns Vielfalt bereichert und im gemeinsamen Arbeiten voranbringt. Deshalb haben wir 2017 die Charta der Vielfalt unterzeichnet.