Was ist eine Wärmepumpe?
Wärmepumpen sind umweltfreundliche Heizsysteme, die Erdreich, Grundwasser oder Luft nutzen, um Gebäude zu beheizen und Warmwasser zu erzeugen. Sie extrahieren Umweltwärme und steigern sie mit einem elektrisch betriebenen Kompressor auf höhere Temperaturen. Die effiziente Nutzung erfordert gut gedämmte Gebäude und Niedertemperatur-Wärmeabgabesysteme wie Fußbodenheizung. Obwohl Wärmepumpen für höhere Vorlauftemperaturen angepasst werden können, geht dabei die Effizienz verloren. Daher ist es ratsam, die Systeme für niedrige Vorlauftemperaturen zu optimieren, um sowohl die Umwelt als auch den Geldbeutel zu schonen. Insgesamt bieten Wärmepumpen eine nachhaltige Heizlösung, wenn sie mit den richtigen Bedingungen verwendet werden.
Bedeutung von Wärmepumpen in der modernen Technik
Wärmepumpen sind technische Apparaturen, die zur Beheizung und Kühlung von Gebäuden eingesetzt werden. Ihre Kernfunktion besteht darin, Umweltwärme von einem niedrigen Temperaturniveau auf ein höheres zu transferieren und umgekehrt. In Bezug auf die Heizungsanwendung folgt der Prozess der Wärmepumpe grundsätzlich dem Prinzip der Umkehrung eines Wärme-Kraft-Prozesses, wie er beispielsweise in Kühlschränken angewandt wird.
Die aus der Umgebung gewonnene Nutzwärme kann effektiv für die Raumheizung im Niedertemperaturbereich sowie zur Erzeugung von Warmwasser verwendet werden. Als Wärmequellen für diesen Prozess dienen unter anderem die Außenluft, Grundwasser, das Erdreich, Prozessabwärme aus Abwasser und Abluft sowie verschiedene Wärmeenergiespeicher wie Eisspeicher.
Die Technologie hinter Wärmepumpen ermöglicht es, Wärmeenergie effizient zu nutzen und sie für vielfältige Anwendungen in Gebäuden einzusetzen. Dabei spielt die Auswahl der richtigen Wärmequelle eine entscheidende Rolle in diesem Prozess.
Funktionsweise von Wärmepumpen: Wie funktioniert eine Wärmepumpe?
Die Funktionsweise einer Wärmepumpenheizung verläuft diametral zum Betrieb eines Kühlschranks. Sie basiert auf einem Prozess, bei dem ein Kältemittel durch Verdampfen, Verdichten, Verflüssigen und Entspannen zirkuliert. Hierdurch wird die Umweltwärme aus der Atmosphäre, dem Erdreich oder dem Grundwasser extrahiert und in eine nutzbare Form für das Heizsystem umgewandelt.
Unterschiedliche Arten von Wärmepumpen:
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Luft-Wasser-Wärmepumpe
Die Luft-Wasser-Wärmepumpe ist eine Umweltheizung zur Wärmegewinnung aus der Luft. Möglich ist dies durch einen speziellen technischen Prozess. Dabei entzieht sie der Umgebungsluft Wärme, hebt diese auf ein höheres Niveau und gibt sie an das Heizungswassers der Zentralheizung ab. So sorgt die Wärmepumpe mit Luft und ganz ohne fossile Energieträger effizient für warme Räume. Bei Bedarf übernimmt sie aber auch die Warmwasserbereitung. Das grundlegende Prinzip von Wärmepumpen fasst das folgende Video einfach zusammen.
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Wasser-Wasser-Wärmepumpe
Die Wasser-Wasser-Wärmepumpe zählt zu den fortschrittlichsten und umweltfreundlichsten Heizsystemen, die derzeit auf dem Markt verfügbar sind. Ihr Funktionsprinzip basiert auf der Nutzung von durch Sonnenenergie erwärmtem Grundwasser als nachhaltiger Energiequelle, weshalb sie auch unter dem Namen Grundwasserwärmepumpe bekannt ist. Für den Betrieb der Pumpe wird lediglich ein Viertel der benötigten Energie in Form von Strom verwendet. Dieser Stromverbrauch kann je nach gewähltem Stromtarif und -art CO2-neutral gestaltet werden und in Kombination mit einer Photovoltaikanlage sogar zu vollständiger Energieautarkie führen.
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Sole-Wasser-Wärmepumpe
Die Sole-Wasser-Wärmepumpe, auch als Erdwärmepumpe bekannt, gewinnt ihre Wärmeenergie aus dem Erdreich. Diese Energie kann entweder über Sonden gewonnen werden, die in Tiefen von 50 m bis 250 m in den Boden gebohrt werden, oder über Erdkollektoren, die auf einer größeren Fläche, jedoch flach unter der Erdoberfläche verteilt sind. Die Erdkollektoren müssen in einer Tiefe von etwa 1,2 m im Erdreich verlegt werden, um im Winter nicht zu einfrieren. Die einzelnen Rohre müssen Abstände von 0,6 m bis 0,8 m zueinander haben. Die Temperatur im Boden variiert je nach Tiefe und Jahreszeit zwischen -5 °C und 25 °C. Der Platzbedarf dieser Wärmepumpe beträgt je nach Ausführung zwischen 0,5 m³ und 2 m³.
Kosten und Fördermöglichkeiten
Split-Wärmepumpe (Luft-Luft-Wärmepumpe)
Die Kosten variieren in der Regel zwischen 8.000 und 15.000 Euro. Bei Split-Wärmepumpen werden hauptsächlich Standardkomponenten aus der Kälte- und Klimatechnik verwendet, die in großen Mengen produziert werden. Aufgrund dieser Massenproduktion sind Splitgeräte um bis zu einem Drittel kostengünstiger im Vergleich zu herkömmlichen Anlagen.
Monoblock Wärmepumpe (Luft-Wasser-Wärmepumpe)
Die Anschaffungskosten einer Monoblock-Wärmepumpe belaufen sich auf etwa 10.000 bis 13.000 Euro. Zusätzlich fallen für die Installation und das Verlegen der Rohre Kosten in Höhe von etwa 1.000 bis 2.000 Euro an. Die routinemäßige Wartung schlägt mit ungefähr 250 Euro pro Wartung zu Buche, wobei diese alle zwei Jahre durchgeführt wird.
Förderung für Wärmepumpen: Bafa-Förderung, Förderung 2023 / 2024
Was wird gefördert? Hier sehen Sie eine Übersicht der offiziellen Bafa Seite
https://www.bafa.de/SharedDocs/Downloads/DE/Energie/ew_waermepumpen_foerderuebersicht.html
