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Funktionsweise einer Wärmepumpenheizung

Was ist eigentlich das Besondere?

Die Antwort ist einfach: Ein Großteil der Wärme, die später im Haus genutzt werden soll, stammt kostenlos aus der Erde, aus der Luft oder aus dem Grundwasser (jeweils typischerweise 70 % - 80 %). Die restlichen 20 % bis 30 % Wärme stammen im wesentlichen aus dem Strom, der zum elektrischen Antrieb der Wärmepumpe benötigt wird. Sozusagen für das Hineinpumpen der Wärme aus dem Garten ins Haus. Dieser Zusammenhang ist weiter unten auch in einer Grafik dargestellt.

Eine Wärmepumpe funktioniert wie ein Kühlschrank. Dieser macht bekanntlich die Speisen im Kühlschrank kalt und die abgepumpte Wärme gibt er an der Kühlschrankrückseite ab .

Die Wärmepumpe Hausheizung macht die  Außenluft oder Erde und das Grundwasser unter Ihrem Garten noch ein bisschen kälter und gibt die abgepumpte Wärme an die Fußbodenheizung, den Warmwasserspeicher oder aber auch an Radiatoren ab.

Wichtig für Sie als künftiger Besitzer einer Wärmepumpenheizung:

Sie kaufen künftig nur noch einen Bruchteil der Energie, welche Sie bisher in Form von Öl oder Gas kaufen mussten!

Zu beachten ist dabei, dass Sie diesen künftigen Zukauf-Anteil durch geschickte Planung und Auswahl hochwertiger Komponenten deutlich reduzieren können - und das dauerhaft für sehr viele Jahre. Planung lohnt sich also!

Zwar ist Strom als Energieträger deutlich teurer, aber unterm Strich ist der Betrieb einer gut gebauten Wärmepumpenheizung  immer noch  billiger als der Betrieb einer Öl- oder Gasheizung. So betrugen die Energiekosten für die Beheizung meines eigenen Hauses im Jahr 2008 gerade mal 35 € pro Monat (inklusive Warmwasserversorgung!)

Nachfolgendes Bild beschreibt die grundsätzliche Funktionsweise der am weitesten verbreiteten Form der Erdwärmeheizung. Bei dieser Form wird ein Glykol-Wassergemisch, die Sole, durch ein im Erdreich verlegtes Schlauchsystem gepumpt :

FunktionsweiseWarmepumpeII

Ergebnis:

Die Sohle kühlt in der Wärmepumpe ab und das Heizungswasser wird in der Wärmepumpe warm.
Das heißt, die Wärme fließt über mehrere Zwischenstufen aus der Erde in Ihr Haus!

Hinweis: Solekreislauf, Kältemittelkreislauf und Heizwasserkreislauf sind durch metallene
Wärmetauscher wärmeleitend verbunden. Sole, Kältemittel und Heizwasser vermischen sich also nicht!

 

Im Einzelfall kann es jedoch auch Sinn machen, die geplante  Wärmepumpe anders
zu nutzen oder  auf andere Art und Weise mit Umweltenergie zu versorgen.
Daraus ergeben sich alternative Bauarten:

  • Wenn Sie eine entsprechende Brunnenanlage haben, so können Sie statt Sole Brunnenwasser als Energieträger nutzen. Derartige Anlagen haben im Allgemeinen einen hohen Wirkungsgrad. Weil aber häufig die hydrologischen Voraussetzungen fehlen, kommt diese Lösung eher selten zum Einsatz.
     
  • Bei CO2-Sonden wird die Erdwärmesonde wird nicht mit einem Frostschutz/Wasser-Gemisch gefüllt, sondern mit flüssigem und gasförmigen  Kohlendioxid (CO2) - also dem Gas, welches wir alle mit unserer Atemluft ausatmen. Vorteil: Solche CO2-Sonden sind sehr robust und können auch in Gebieten mit höheren Anforderungen an den Grundwasserschutz genutzt
    werden. Sie  werden z. B. auch zum Betrieb von Pipelines in arktischen Gebieten eingesetzt.
     
  • Wir “schenken” uns den Solekreislauf und die tiefen Bohrlöcher und verlängern den Kühlmittelkreislauf aus der Wärmepumpe heraus direkt in den Garten. Bei diesen so genannten Direktverdampfungs-Systemen fließt das Kühlmittel durch spezielle Kupferrohre, die in etwa 1 - 2 m tiefen Gräben verlegt werden. Der Sole- oder Brunnenwasserkreislauf entfällt dabei vollständig. Neben Vorteilen beim Einsatz in Wasserschutzzonen besticht diese Lösung durch einen besonders hohen Wirkungsgrad. Der Nachteil ist, dass das System als Flachkollektorsystem relativ viel Grundstücksfläche benötigt. Es besteht aber auch die Möglichkeit zu Kombination mit CO2-Sonden (s.o) oder Splitverdampfern (s.u.).
     
  • Luftbasierte Wärmepumpen nutzen Luft als Wärmeträger. Häufig werden dabei  so genannte Kompaktysteme eingesetzt. Dem relativ günstigen Preis steht  jedoch ein geringerer Wirkungsgrad als bei Sonden- Kollektor- oder Brunnenwasser-basierten Systemen gegenüber. Mit dem neuen Splitverdamper “Millennium” ist Ochsner ist hier jedoch ein Durchbruch und ein neuer Weltrekord gelungen. Mit einem nachgewiesenen maximalen Leistungsfaktor/COP von 4,2  wird die Kombination aus OCHSNER-Split-Wärmepumpe plus OCHSNER-Splitverdampfer “Millennium”   zu einer wirklichen Alternative gegenüber den Sonden- Kollektor- oder Brunnenwasser-basierten Systemen (COP 4,2 gemessen bei Lufttemperatur 2°C und Heizwasser- temperatur 35°C und 10° Spreizung).
    Und das Beste: Der Splitverdampfer ist absolut leise!  Weitere Details finden Sie hier:
    http://www.ochsner.de/infos/millennium-splitverdampfer/ .
     
  • Haben Sie  schon einmal nachgedacht, wieviel Energie verschleudert wird, wenn außerhalb der Heizperiode ein 300 kg schwerer Kessel plus Schornstein mehrmals am Tag hochgeheizt werden muss, nur um vielleicht 200 Liter Brauchwasser um jeweils ein paar Grad zu erwärmen? Es ist die reine Verschwendung! Was also tun?
    Insofern die verfügbaren Vorlauftemperaturen hinreichend hoch sind, können “normale” Wärmepumpen grundsätzlich für Heizung und Warmwasserbereitung genutzt werden. Ist deren Einsatz nicht möglich, so bieten sich Warmwasser-Wärmepumpen als “kleine Energiespar- lösung”  an. Diese Geräte sind speziell für den Warmwasserbedarf in kleineren Objekten abgestimmt.  Je nach Gerätetyp können sie außerdem lüften und kühlen, und sie können mit Solarkollektoren oder anderen Wärmequellen kombiniert werden. Bei Objekten mit sehr hohem Wärmeschutzstandard (Passivhaus) können sie sogar als Heizung dienen. Wegen ihres geringen Stromverbrauchs können sie  an 230-Volt-Steckdosen angeschlossen werden.  Weitere Details finden Sie hier: http://www.ochsner.de/fileadmin/downloads/PDF/Prospekt_Warmwasser.pdf  
     
  • Klimageräte werden vor allem im Sommer gerne in Baumärkten angeboten. Solche Geräte sind jedoch in erster Linie auf die Kühlfunktion im Sommer ausgelegt und funktionieren mit Gebläsekonvektoren. Es gibt sie als Splitgeräte mit Innen- und Außenteil und auch als Kombigeräte. Bei Nutzung zu Heizzwecken im Winter kann es zu Vereisungsproblemen der Außeneinheit kommen (sofern vorhanden). Manche Geräte heizen  ohne Wärmepumpe und nutzen dabei klassische Elektro-Heizregister, die im Luftkanal des Geräts befestigt sind. So etwas wird dann richtig teuer, weil dann keine Umweltwärme genutzt werden kann. Falls Sie mit so einem Gerät “liebäügeln”, dann beachten Sie bitte genau, für welche Temperatur- differenz der angegebene COP gilt. So kann eine Herstellerangabe beisipielsweise lauten “COP Heizbetrieb 4,42 bei 7°C Außentemperatur und einer Innentemperatur von 20 °C”. Das heißt:
    4,42 gilt bei 13° Temperaturdifferenz. Der weiter oben genannte COP- Weltrekordwert von 4,2 gilt jedoch bei einer Temperaturdifferenz  von 33°.  Das ist das 2,5-Fache!. Man muss genau hinsehen und vergleichen, damit man am Ende auch den erwarteten Gegenwert für sein Geld bekommt .

 

 

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