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Wärmepumpe

Eine Wärmepumpe wird zum Beheizen bzw. zur Heizunterstützung verwendet. Mit Hilfe elektrischer Energie kann die thermische Energie aus der Umgebung genutzt werden.

Funktionsweise / Arbeitsweise

Funktionsweise einer Wärmepumpe Funktionsweise einer Wärmepumpe

Die Funktionsweise einer Wärmepumpe kann man mit der eines Kühlschranks vergleichen. Sie besteht aus zwei Wärmeübertragern (1 und 3 der Abbildung rechts), einem Kompressor (2) und einer Drossel (4). In dem Kreislauf (siehe Abbildung) wird ein Kältemittel verwendet. Dabei können unterschiedliche Kältemittel zum Einsatz kommen. Diese werden nach Giftigkeit, Preis, Verfügbarkeit, Brennbarkeit und Umweltverträglichkeit ausgewählt. Außerdem müssen diese Kältemittel die Eigenschaft besitzen bei niedrigen Temperaturen zu verdampfen. Beispiele für Kältemittel sind Propan und Kohlenstoffdioxid (CO2).

Ein Wärmeübertrager (1) befindet sich außerhalb des Hauses und ist mit der Luft, dem Erdreich oder dem Grundwasser verbunden. Das Kältemittel gelangt flüssig in den Wärmeübertrager, nimmt thermische Energie aus der Umgebung auf und verdampft. Durch den Kompressor (2) wird das Kältemittel verdichtet und in den Wärmeübertrager (3) geleitet, der sich im Haus befindet. Dort kondensiert das Kältemittel und gibt Wärmeenergie an das Haus ab. Anschließend wird das nun flüssige Kältemittel in einer Drossel (4) entspannt und zurück in den Wärmeübertrager (1) geführt. Danach beginnt der Kreislauf von vorne.

Dieser Prozess benötigt zwar elektrische Energie um den Kompressor zu betreiben, stellt aber mehr Energie in Form von Wärme bereit.

Einbau / Eigenheim

Luftwärmepumpen werden im Eigenheim zur Heizunterstützung geutzt Luftwärmepumpe

Für das Eigenheim bieten sich zunächst Wärmepumpen an, die an ein relativ konstantes Wärmereservoir angeschlossen sind. Somit kommt der Anschluss an das Erdreich und an das Grundwasser in Betracht. Ab einer Tiefe von 10 m hat das Erdreich auch im Winter meist eine konstante Temperatur von ca. 10 °C.

Im Eigenheim bietet sich der Anschluss an die Heizung (am besten Fußbodenheizung) an. Für die Warmwasserbereitstellung eignet dich die Wärmepumpe nicht, da die benötigte Temperatur von 55 °C in der Regel nicht erreicht wird. Optimal ist der Einbau einer Wärmepumpe bei der Errichtung des Eigenheims, da Anschlüsse und Installationsarbeiten in den Hausbau integriert werden können. Wärmepumpen können aber auch nachträglich von Fachfirmen in ein bestehendes Heizungssystem integriert werden.

Daten / Kosten

Heizleistungsbedarf für Eigenheim (ca. 150m²) 5 – 10 kW
Anschaffungskosten Wärmepumpe (variieren) 10.000 €
Heizkosteneinsparungen40 - 60 %
Umgebungstemperatur (Boden/Wasser) 10 °C
Temperatur der Nutzwärme 35 °C
durchschnittliche Lebenserwartung >20 Jahre
(alle Angaben sind Richtwerte)