Die Wärmepumpe
Heizen mit der Wärme aus der Luft oder dem Boden, sauber, emissionsfrei und regenerativ
Die Wärmepumpe: Revolutionäre Heiztechnologie für eine nachhaltige Zukunft
In Zeiten des Klimawandels und steigender Energiekosten rückt die Wärmepumpe immer stärker in den Fokus. Als effiziente und umweltfreundliche Alternative zu fossilen Heizsystemen erlebt sie derzeit einen regelrechten Boom. Auch wenn die Technologie bereits seit Jahrzehnten existiert, ist sie heute relevanter denn je.
Wärmepumpe: Ein wachsender Trend
Der Aufwärtstrend der Wärmepumpe setzt sich ungebrochen fort, wenn man von politischen Schwankungen mal absieht. Im Neubau nicht mehr wegzudenken und auch in der Sanierung wird die Wärmepumpe immer wichtiger. Hinter Gasheizungen ist die Wärmepumpe mit Abstand das zweitwichtigste Heizmedium und wird in absehbarer Zeit die Gasheizung verdrängen. Das politische Ziel sind 500.000 Wärmepumpen im Jahr.
Die Evolution der Wärmepumpe: Von der Nische zum Mainstream
Obwohl das Prinzip der Wärmepumpe bereits im 19. Jahrhundert entdeckt wurde, hat ihre breite Anwendung erst in den letzten Jahrzehnten begonnen. Der technologische Fortschritt, das wachsende Umweltbewusstsein und die steigenden Kosten fossiler Brennstoffe haben dazu geführt, dass die Wärmepumpe von einer Nischentechnologie zu einer zentralen Säule der Energiewende geworden ist.
Wie funktioniert eine Wärmepumpe?
Das Prinzip der Wärmepumpe ist genial einfach: Sie entzieht der Umgebung – sei es Luft, Erdreich oder Grundwasser – Wärme und wandelt diese in Heizenergie um. Möglich wird dies durch ein hocheffizientes Kältemittel und Wärmetauscher aus Aluminium. Selbst bei Außentemperaturen von bis zu -25 °C kann so ausreichend Wärme für Ihr Heizsystem und die Warmwasserbereitung gewonnen werden.
Die Wärmepumpe benötigt lediglich Strom, um das Kältemittel mittels eines Kompressors zirkulieren zu lassen und gegebenenfalls einen Ventilator für den Luftaustausch anzutreiben.
Das Herzstück der Wärmepumpe: Der Kältekreislauf im Detail
Der Kältekreislauf ist das fundamentale Prinzip, das die Wärmepumpe antreibt. Er ist ein geschlossenes System, das ein Kältemittel nutzt, um Wärme von einem niedrigen Temperaturniveau zu einem höheren zu transportieren. Dieser Prozess umfasst vier Hauptkomponenten:
Verdampfer:
Hier nimmt das flüssige Kältemittel Wärme aus der Umgebung (Luft, Erde, Grundwasser) auf und verdampft.
Dieser Prozess erfolgt bei niedrigem Druck und niedriger Temperatur.
Kompressor:
Der gasförmige Kältemittel wird verdichtet, wodurch sein Druck und seine Temperatur stark ansteigen.
Dies ist der energieintensive Teil des Kreislaufs, der elektrische Energie benötigt.
Kondensator:
Das heiße, komprimierte Kältemittel gibt seine Wärme an das Heizsystem (z. B. Wasser für Heizkörper oder Fußbodenheizung) ab und kondensiert wieder zu einer Flüssigkeit.
Dieser Prozess erfolgt bei hohem Druck und hoher Temperatur.
Expansionsventil:
Das flüssige Kältemittel wird durch ein Expansionsventil geleitet, wodurch sein Druck und seine Temperatur stark abfallen.
Dadurch wird das Kältemittel wieder in den Zustand versetzt, in dem es im Verdampfer Wärme aufnehmen kann.
Effizienz von Wärmepumpen: COP und JAZ im Detail
Um die Effizienz einer Wärmepumpe zu bewerten, werden zwei wichtige Kennzahlen herangezogen: der Coefficient of Performance (COP) und die Jahresarbeitszahl (JAZ).
Der COP-Wert (Coefficient of Performance)
Der COP-Wert gibt das Verhältnis von erzeugter Wärmeenergie zu aufgewendeter elektrischer Energie unter standardisierten Laborbedingungen an.
Er dient als Momentaufnahme der Effizienz bei bestimmten Betriebsbedingungen, z. B. bei einer bestimmten Außentemperatur und Vorlauftemperatur.
Ein hoher COP-Wert bedeutet, dass die Wärmepumpe effizient arbeitet und viel Wärmeenergie aus wenig Strom erzeugt.
Moderne Wärmepumpen erreichen bei optimalen Bedingungen COP-Werte von 4 oder höher. Das bedeutet, dass aus einer Einheit elektrischer Energie vier oder mehr Einheiten Wärmeenergie erzeugt werden.
Der COP Wert ist von den folgenden Faktoren abhängig:
Temperatur der Wärmequelle (Luft, Erde, Grundwasser)
Vorlauftemperatur des Heizsystems
Qualität der Wärmepumpe
Die Jahresarbeitszahl (JAZ)
Die JAZ ist eine realitätsnahe Kennzahl, die die Effizienz einer Wärmepumpe über ein ganzes Jahr unter tatsächlichen Betriebsbedingungen widerspiegelt.
Sie berücksichtigt saisonale Schwankungen der Außentemperatur, den tatsächlichen Heizbedarf und das individuelle Nutzerverhalten.
Die JAZ gibt an, wie viel Wärmeenergie die Wärmepumpe im Jahresdurchschnitt pro Einheit aufgewendeter elektrischer Energie erzeugt.
Eine hohe JAZ bedeutet, dass die Wärmepumpe im Jahresverlauf effizient arbeitet und geringe Betriebskosten verursacht.
Die JAZ ist abhängig von:
Den selben Faktoren wie der COP-Wert.
Dem Aufstellort der Wärmepumpe.
Der Dämmung des Gebäudes.
Dem Heizverhalten der Bewohner.
Der Unterschied zwischen COP und JAZ
Der COP-Wert ist ein Momentanwert unter Laborbedingungen, während die JAZ ein Jahresdurchschnittswert unter realen Bedingungen ist.
Der COP-Wert dient als Vergleichswert für verschiedene Wärmepumpen, während die JAZ die tatsächliche Effizienz im individuellen Einsatzbereich widerspiegelt.
Wichtigkeit beider Werte
Sowohl der COP als auch die JAZ sind wichtige Kennzahlen, um die Effizienz einer Wärmepumpe zu beurteilen. Der COP-Wert gibt einen ersten Eindruck von der Leistungsfähigkeit der Wärmepumpe, während die JAZ ein realistisches Bild der tatsächlichen Effizienz im Jahresverlauf liefert.
Arten von Wärmepumpen: Ein Überblick
Luft-Wasser-Wärmepumpe
- Die beliebteste Variante, da sie einfach zu installieren ist.
- Nutzt die Außenluft als Wärmequelle.
- Geringer Platzbedarf und einfache Montage.
- Auch zum Kühlen geeignet.
- Besonders effizient bei der Warmwasserbereitung im Sommer.
Sole-Wasser-Wärmepumpe (Erdwärmepumpe)
- Entzieht die Wärme aus dem Erdreich.
- Konstante Temperaturen über das ganze Jahr sorgen für einen stabilen Wirkungsgrad.
- Flächenkollektoren oder Tiefenbohrungen möglich.
Wasser-Wasser-Wärmepumpe
- Nutzt Grundwasser als Wärmequelle.
- Ebenfalls sehr konstante Temperaturen.
- Brunnen erforderlich
Luft-Luft-Wärmepumpe
- Bekannt als Klimaanlage mit reversibler Funktion.
- Überträgt Wärme direkt auf die Raumluft.
- Moderne Systeme können auch Frischluft liefern und Trinkwasser erwärmen.
- mehr siehe hier
Vorteile der Wärmepumpe: Nachhaltigkeit und Effizienz
Emissionsfreies Heizen:
Keine Stickoxide, Rußpartikel oder CO2-Emissionen (bei Nutzung von Ökostrom).
Zukunftssicherheit:
Unabhängigkeit von fossilen Brennstoffen und deren Preisschwankungen.
Spezielle Wärmepumpentarife für günstigeren Strombezug.
Kühlung möglich:
Umkehrbarer Heizkreis ermöglicht Kühlung im Sommer.
Wertsteigerung der Immobilie:
In Kombination mit Photovoltaik-Anlage hohe Unabhängigkeit.
Förderung:
Attraktive staatliche Förderprogramme.
Kostenvergleich: Wärmepumpe vs. Gasheizung
Die Investitionskosten für eine Wärmepumpe sind in der Regel höher als für eine Gastherme. Die genauen Kosten hängen jedoch von verschiedenen Faktoren ab, wie Gebäudegröße, Heizlast, Heizsystem, Warmwasserbereitung und Art der Wärmepumpe.
Wärmepumpe im Altbau: Machbarkeit und Effizienz
Entgegen der landläufigen Meinung ist die Wärmepumpe auch im Altbau eine realistische Option. Wichtig ist eine sorgfältige Prüfung der individuellen Gegebenheiten. Überdimensionierte Heizkörper, dreifach verglaste Fenster und eine gute Fassadendämmung sind günstige Voraussetzungen.
Aber selbst mit allen Röhrenheizkörpern und ohne zusätzliche Dämmung können Vorlautemperaturen von 55°C durchaus realistisch sein. Und selbst wenn diese nicht reichen: Mit Lösungen bis 80°C Vorlauftemperatur haben wir für jede Gegebenheit die passende Lösung.
Förderung
Die BEG-Förderung des Bundes sieht die Wärmepumpe als eine zentrale Maßnahme zum Erreichen der Klimaziele. Deshalb wird sie enorm gefördert. Beim Austausch einer Gas-Therme sind derzeit Förderungen von 35% üblich, beim Austausch einer alten Gasheizung sogar 45%. Mehr zu dem Thema finden Sie hier oder natürlich im persönlichen Gespräch mit uns.