Eine Wärmepumpe funktioniert im Prinzip wie ein Kühlschrank, nur wird die Wärme nicht aus dem Inneren des Kühlschranks entzogen, sondern die Wärme wird dem Erdreich, dem Grundwasser oder der Luft entzogen und über einen Wärmetauscher an den Heizkreislauf weitergegeben. Um die relativ niedrigen Temperaturen auf ein höheres Temperaturniveau anzuheben, wird eine Flüssigkeit eingesetzt, die die zugeführte Wärme aus der Luft, Erdreich oder Wasser aufnimmt und schon bei diesen relativ geringen Temperaturen (ca. 10 Grad) anfängt zu sieden und zu verdampfen. Dieser Dampf wird durch einen Kompressor verdichtet, wodurch die Temperatur ansteigt und über einen Wärmetauscher an das Heizsystem abgegeben wird.
Folgende Wärmepumpen Systeme werden unterschieden:
1. Luft-Wasser Wärmepumpe
Hierbei wird die Wärme aus der Umgebungsluft über Ventilatoren an das Verdampfermittel transportiert. Da aber gerade in der Heizperiode die Lufttemperatur teilweise deutlich unter null Grad ist, werden zusätzliche Wärmeerzeuger benötigt(bivalent). Verwendet werden Luft-Wasser- WP oft in Lüftungsanlagen in Passivhäusern, indem der Abluft über die Wärmepumpe Wärme entzogen wird und dadurch die Zuluft und oft auch noch das Brauchwasser erwärmt wird.
2. Sole-Wasser Wärmepumpe
Diese WP entzieht dem Erdreich die benötigte Wärme. Da die Temperaturen im Erdreich relativ konstant sind, können diese Anlagen bei richtiger Dimensionierung, fachgerechter Montage und guter allgemeiner Dämmung des Hauses monovalent ausgereichtet werden, d.h. sie kommen ohne zusätzlichen Wärmeerzeuger aus. Ist das Grundstück groß genug(ca.das doppelte der zu beheizten Fläche) können Flächenkollektoren verwendet werden, die unterhalb der Frostschutzgrenze(ca. 1,5 Meter)verlaufen und ein Frostschutzgemisch (Sole)enthalten. Die Erdwärme wird durch die Sole aufgenommen. Ist das Grundstück nicht groß genug, kann auch eine Erdsonde in eine Tiefenbohrung eingebracht werden, ca.40-100 Meter tief, auch hier mit einem Solegemisch. Eine weitere Möglichkeit ergeben Spiral- oder Grabenkollektoren, die vertikal und horizontal in Gräben eingebracht werden und weniger Platz benötigen als Flächenkollektoren.
3. Wasser-Wasser Wärmepumpe
Wasser-Wasser WP beziehen ihre Wärme aus dem Grundwasser, das ganzjährig eine relativ konstante Temperatur von ca. 8-10 Grad aufweist. Dazu sind zwei Schächte erforderlich. Über den einen Schacht wird das Wasser in die Wärmepumpe gepumpt(Saugbrunnen) und das abgekühlte Wasser wird über einen 2.Schacht (Schluckbrunnen) wieder aufgenommen. Da mit dem Grundwasser in Berührung gekommen wird, ist in der Regel diese Anlage genehmigungspflichtig. Weiterhin sollte vorher eine Wasseranalyse auf Beschaffenheit und Ergiebigkeit durchgeführt werden. Ist z.B. zu viel Eisen und Mangan im Wasser, kann dies schädlich für das System sein.
4. Kennzahlen
Will man die Leistung verschiedener Systeme am Markt miteinander vergleichen, sind folgende Kennzahlen wichtig.
Bei der Leistungszahl werden Antrieb- und Heizleistung verglichen, d. h. das Verhältnis zwischen abgegebener Heizwärme und aufgenommener elektrischer Energie. Eine Leistungszahl von 4 besagt, dass das Vierfache der eingesetzten elektrischen Energie in Wärmeleistung umgewandelt wird. Da der Energieverbrauch von Hilfsmitteln, wie z. B. Pumpen, nicht mit einbezogen werden und nur niedrige Vorlauftemperaturen zugrunde gelegt werden, bildet dieser Wert nur eine Momentaufnahme ab. Aussagekräftiger ist die Jahresarbeitszahl. Sie berücksichtigt sowohl den Energieverbrauch der Hilfsaggregate als auch die unterschiedlichen Betriebsbedingungen über das gesamte Jahr.
Abschließend kann festgestellt werden, dass sich die Installation einer Wärmepumpe im ungedämmten Altbau (meist) nicht lohnt. Geeignet ist die Wärmepumpe für gut gedämmte Neu- und Altbauten, die mit geringen Vorlauftemperaturen auskommen. In diesem Fall und wenn die geologischen Bedingungen gegeben sind, werden die hohen Anschaffungskosten für ein Wärme-Pumpen-System schnell durch die geringen Betriebskosten amortisiert.
| Wärmequelle | Luft** | Grundwasser | Erdsonde | Erdreichkollektor |
| Voraussetzungen Grundstück | Keine (bzw. minimal); auf guten Schallschutz achten wg. der Nachbarn; | Großer Garten außerhalb eines Wasserschutzgebietes, Grundwasser erreichbar | Kleines Grundstück; großer LKW sollte auf das Grundstück fahren können. | Große Grundstücksfläche ohne Bäume/Tiefwurzler |
| Neubau geeignet | Ja | Ja | Ja | Ja |
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Altbau geeignet*** |
Nur bei sehr guter Dämmung und Flächenheizung | Eventuell | Eventuell | Eventuell |
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Installationsaufwand |
Klein | Erhöht, 2 Bohrungen notwendig | Erhöht, vertikale Bohrung | Groß, horizontal verlegte Rohrleitungen in geringer Tiefe |
| Kosten System (€) | 12.000 - 20.000 | 12.000 - 18.000 | 12.000 - 18.000 | 10.000 - 15.000 |
| Kosten Erschließung Wärmequelle (€) | Keine/gering | 1.000 bis 25.000 | 5.000 - 15.000 | 5.000 - 15.000 |
| Baugenehmigung notwendig | Nein | Grundwassererschließung ist genehmigungspflichtig | Sondenbohrung ist genehmigungspflichtig. | Wasserrechtliche Anzeige erforderlich |
| Außengeräusche**** | Ja, gering bei Außenaufstellung | Keine | Keine |
Keine |
| Kühlfunktion | Aktive Kühlung möglich | Passive Kühlung möglich | Passive Kühlung möglich | Passive Kühlung möglich |
| Wartungsaufwand | Kältemittelkreislauf muss gewartet werden. | Gering | Sehr gering | Sehr gering |
| COP* | 3,3 - 4,2 | 4,8 - 5,8 | 4,4 - 4,8 | 4,4 - 4,8 |
| Jahresarbeitszahl (JAZ)* | bis zu 4,1 |
oft mehr als 5 |
um die 4,5 | um die 4,5 |
| Leistungsschwankungen durch hohe oder niedrige Außentemperaturen | Ab ca. -20 °C sehr ineffizient | keine | keine | keine |
| Förderung | BAFA & KFW | BAFA & KFW | BAFA & KFW | BAFA & KFW |
| Bemerkungen |
Erste Wahl, wenn kein Grundstück vorhanden. Benötigen oft vergleichsweise viel Strom. |
Nutzung vorhandener Brunnen ev. möglich. Leistungsabfall bei sinkendem Grundwasserspiegel. Sehr hohe Effizienz. Lebensdauer abhängig von Grundwasserqualität, ähnlich wie Erdwärmepumpe. |
Benötigt wenig Platz. Hohe Effizienz. |
Die Erdarbeiten können in Eigenleistung durchgeführt werden. Hohe Effizienz. |
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*Leistungszahl COP (Coefficient of Performance): Verhältnis der abgegebenen Wärmeleistung zur aufgenommenen elektrischen Leistung der Wärmepumpe. Je höher der Wert, umso effizienter arbeitet die Wärmepumpe. Die Jahresarbeitszahl (JAZ) gibt ganz ähnlich den Quotienten aus erzeugter Heizwärme durch zugeführten Strom wieder, allerdings für das gesamte Heizsystem. ** Die Luftwärmepumpe kann innen oder außen oder gesplittet aufgestellt werden. *** Wärmepumpen arbeiten mit niedriger Vorlauftemperatur, darum brauchen sie eine gute Dämmung der Immobilie und ein Wärmeverteilsystem, das mit großflächigen Heizsystemen wie Fußbodenheizung, Wandheizung oder Deckenheizung arbeitet. Das ist auch in Altbauten mit guter Dämmung oft nicht gegeben. **** Im Inneren erzeugt die Wärmepumpe ein Geräuschpegel zwischen 30 und 50 Dezibel. |
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Welche Art der Wärmequelle für die Wärmepumpe ist dein Favorit?
Hier die bisherigen Antworten anschauen ⇓
Die bisherigen Stimmen:
| Luft | 179 Stimmen |
| Erdsonde | 96 Stimmen |
| Grundwasser | 30 Stimmen |
| Flächenkollektor in der Erde | 22 Stimmen |
5. Das Prinzip der Wärmepumpe im Video erläutert
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Wichtig: Das Video ist anschaulich gestaltet, geht aber nicht auf die Nachteile der Wärmepumpe bei ungünstigen Verhältnissen (Altbau ...) ein.
6. Siehe auch:
Wärmepumpe – was ist zu beachten?
6.1. Wärmepumpe – was ist zu beachten? Notwendige Voraussetzungen, Vor- und Nachteile, Systeme
Die Zahlen sprechen für sich. In fast jedem dritten, neu errichteten Eigenheim wird eine Wärmepumpe eingebaut. Nicht zuletzt haben sich die Ansprüche der Häuslebauer und Eigenheimbesitzer verändert und klassische Heizsysteme rücken mehr und mehr in den Hintergrund. Denn Fakt ist, dass Wärmepumpen, im Vergleich zu herkömmlichen Heizungen, weit mehr zu bieten haben. Zugleich ist im Vorfeld der Anschaffung einiges zu beachten.
Wir gehen in diesem Artikel auf die unterschiedlichen Arten von Wärmepumpen sowie deren Vor- und Nachteile ein, klären, wann eine Wärmepumpe sinnvoll ist und was es sonst noch zu beachten gibt.
6.2. Wann Wärmepumpe sinnvoll und wann nicht? Der Überblick
Wenn es um zukunftsfähiges und nachhaltiges Heizen geht, stolpert man immer wieder über die Wärmepumpe. Doch für wen lohnt sich der Einbau wirklich? In welchen Fällen ist eher davon abzuraten? Und wie sieht es mit staatlichen Förderungen, Kosten und der tatsächlichen Ökobilanz aus?
Wir erklären in diesem Artikel, wie eine Wärmepumpe funktioniert, unter welchen Umständen der Einbau sinnvoll ist und was es sonst noch zu beachten gilt. Mit Rechner zur Amortisation!
