Wärmepumpe – FAQ und Planung
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FAQ und Planung
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Acht Schritte zur richtigen Wärmepumpe
FAQ - Die häufigsten Fragen
Wie viel kostet eine Wärmepumpe?
Kosten einer Wärmepumpe
Die Kosten für eine Wärmepumpe gestalten sich individuell und variieren von Objekt zu Objekt.
Grundsätzlich kann gesagt werden, dass eine Wärmepumpe leicht höhere Investitionskosten mit sich bringt als eine konventionelle Heizung, welche auf fossilen Brennstoffen basiert. Auf den andern Seite liegen dann jedoch die Betriebskosten einer Wärmepumpe deutlich tiefer, so dass sich die Investition über die Jahre klar rechnet. Auch bei den Wärmepumpen-Typen gibt es kostentechnisch Unterschiede. So ist eine Luft-Wasser-Wärmepumpe punkto Investitionskosten am attraktivsten; eine Sole-Wasser-Wärmepumpe (Erdwärme) hingegen trumpft mit hohen Effizienzwerten auf.
In unserem Richtofferten-Service können Sie auf Ihr Zuhause zugeschnitten eine erste Richtkalkulation vornehmen. Gerne empfangen wir Sie bei uns im Energy Campus in Lupfig AG oder unser Aussendienst schaut bei Ihnen vor Ort vorbei.
Wie funktioniert eine Wärmepumpe?
So funktioniert eine Wärmepumpe
Wärmepumpen nutzen die Energie der Umwelt aus Luft, Wasser oder Erdreich, um sie in Wärme für das Haus umzuwandeln. Doch wie genau funktioniert dieses Prinzip?
Ist die Wärmepumpe ein Kühlschrank?
Die Funktionsweise einer Wärmepumpe ist im Prinzip genau umgekehrt zu jener des Kühlschranks: Dieser entzieht seinem Innenraum die Wärme und gibt sie nach draussen wieder ab. Dadurch bleiben die Nahrungsmittel schön kühl, auch wenn in der Küche sommerliche Temperaturen herrschen. Bei der Wärmepumpe ist es genau umgekehrt: Diese entzieht dem Aussenbereich Wärme und gibt sie als Heizenergie an das Heizsystem des Hauses ab.
So funktioniert eine Wärmepumpe
Funktionsweise einer Wärmepumpe
So simpel das Prinzip klingt, so ausgefeilt ist die Technik, die dahintersteht. Die Wärmepumpe ist eine thermodynamische Heizung. Das bedeutet, dass das Energieniveau durch das gezielte Ändern der Aggregatszustände erhöht wird. Den wichtigsten Beitrag leistet dabei das Arbeitsmedium, das Kältemittel. Dieses hat die Eigenschaft, bei niedrigen Temperaturen zu verdampfen. Wird nun Umgebungswärme über einen Verdampfer dem Kältemittel zugeführt, so entzieht dieses der Wärmequelle die Energie. Bei diesem Prozess geht das Arbeitsmedium dank des tiefen Siedepunktes vom flüssigen in den gasförmigen Zustand über. Die Wärmequelle kühlt sich um einige Grad ab.
Mittels eines Verdichters wird der Dampf nun komprimiert und dadurch erhitzt. Die Umweltenergie wird sozusagen auf eine höhere Temperatur „gepumpt“. Dazu ist elektrische Energie erforderlich. Diese beträgt lediglich einen Teil im Verhältnis zu fünf Anteilen Umweltenergie.
Im Kondensator oder Verflüssiger gibt der heisse Dampf schliesslich seine Wärme an den Wasserkreislauf des Heizsystems ab, indem sich das Kältemittel wieder verflüssigt. Der vorhandene Druck wird mit einem Expansionsventil wieder abgebaut und der ganze Kreislauf kann wieder von vorne beginnen.
Funktionsweise einer Wärmepumpe
1. Umweltwärme
2. Verdampfer
3. Saugleitung, Arbeitsmedium gasförmig, niedriger Druck
4. Verdichter
5. Druckleitung, Arbeitsmedium gasförmig, hoher Druck
6. Heizwärme
7. Vorlauf
8. Rücklauf
9. Flüssigkeitsleitung, Arbeitsmedium flüssig, hoher Druck
10. Expansionsventil
11. Einspritzleitung, Arbeitsmedium flüssig, niedriger Druck
12. Verflüssiger
Macht die Wärmepumpe auch im Winter wirklich richtig warm?
Wärmen im Winter
Selbstverständlich!
Denn die Wärmepumpe wird individuell auf den Bedarf des Hauses ausgelegt, damit stets für ein warmes zu Hause und ausreichend Warmwasser gesorgt ist.
Wie kann ich mit einer Wärmepumpe kühlen?
Kühlen mit einer Wärmepumpe
STIEBEL ELTRON bietet verschiedene Möglichkeiten, wie Sie mit einer Wärmepumpe im Sommer kostengünstig für kühle Wohnräume sorgen. Dabei unterscheidet man zwei Verfahren:
Passive Kühlung
Bei der passiven Kühlung wird die niedrige Temperatur des Grundwassers oder des Erdreiches über einen Wärmetauscher auf das Heizsystem übertragen. Der Verdichter der Wärmepumpe wird nicht eingeschaltet, die Wärmepumpe bleibt „passiv“.
Aktive Kühlung
Bei der aktiven Kühlung wird die Kühlleistung der Wärmepumpe auf das Heizsystem übertragen. Der Verdichter der Wärmepumpe wird eingeschaltet, die Wärmepumpe ist „aktiv“.
Was ist die Kreislaufumkehrabtauung?
Die Kreislaufumkehrabtauung erklärt
Bei Luft-Wasser Wärmepumpen kann bei bestimmten Betriebsbedingungen Eis am Verdampfer entstehen.
So entsteht es: Im Verdampfer wird der Luft Wärme entzogen. Wird dabei der Taupunkt der Luft unterschritten, fällt Kondensat an und gefiert im Temperaturbereich von -5 bis +7 °C zu Eis.
Wichtig: Dieses muss regelmässig abgetaut werden, damit die Wärmepumpe weiterhin effizient arbeiten kann.
Die Vereisung des Verdampfers wird von der internen Steuerung konstant überwacht und der Prozess der Kreislaufumkehrabtauung bei Bedarf voll automatisch eingeleitet. Der Kältekreislauf der Wärmepumpe wird dann mit einem Umschaltventil in die umgekehrte Richtung betrieben. Somit wird dem Wasser im Pufferspeicher oder der Fußbodenheizung kurzfristig Wärme entzogen und dem Verdampfer zugeführt. Das Eis schmilzt und als Kondensat abgeführt – die effiziente Arbeitsweise ist gewährleistet.
Kann eine Wärmepumpe mit einer Solaranlage kombiniert werden?
Eine ideale Kombi
Die zusätzliche Einbindung einer Solaranlage ist ideal. Hierdurch wird die Kostenersparnis noch erhöht. Auch die Ergänzung einer Lüftungs- oder einer Kühlfunktion ist je nach Wärmepumpe möglich und optimiert den Wohnkomfort.
Welche individuellen Möglichkeiten Sie haben, klären wir gerne im Einzelfall ab.
Ist eine Wärmepumpe laut?
Schallemissionen von Wärmepumpen
Wärmepumpen erzeugen Geräusche, vor allem Luft-Wasser-Wärmepumpen. Mehrere tausend Kubikmeter Luft müssen durch das Gerät geblasen werden.
Bei Wärmepumpen, die Umweltenergie aus der Erde oder dem Grundwasser gewinnen ist das nicht der Fall.
Aber: Dank stetiger Weiterentwicklung sind moderne Geräte heute um ein Vielfaches leiser als noch vor 10 oder 15 Jahren. Zudem ist bei Luft-Wasser-Wärmepumpen die Innenaufstellung eine Option, den Geräuschpegel zu minimieren.
Fazit: Bei Verwendung qualitativ hochwertiger Geräte, einer richtigen Dimensionierung und sorgfältigen Planung der Anlage sind Schallprobleme allerdings ausgeschlossen.
Sind Wärmepumpen grün?
Umweltfreundliche Wärmepumpen
Wärmepüumpen nutzen zur Erzeugung von Wärme erneuerbare Energien.
Vor Ort fällt also kein CO2 an, und bei Verwendung von Ökostrom als Antriebsenergie heizt man komplett CO2-frei. Damit tragen Wärmepumpen massiv zum Klimaschutz bei, der Mythos ist also eine Tatsache.
«Wer in seinem Zuhause auf eine Wärmepumpe als Heizungsanlage setzt, spart rund 2,5 Tonnen CO2 jährlich ein», so Paul Stalder, Geschäftsführer STIEBEL ELTRON Schweiz.
Verbraucht eine Wärmepumpe viel Strom?
Efiizienz
Eine Wärmepumpe benötigt Strom lediglich als Antriebsenergie. Sie gewinnt dann zusätzliche Energie aus Luft, Erde oder Grundwasser – und gibt diese an das Heizsystem ab.
Das Funktionsprinzip gleicht dem eines Kühlschranks – der auch seinen Aufstellort mit der Wärmeenergie aus dem Innenraum „aufheizt“. So wird dank der Wärmepumpe aus einem Teil eingesetzten Strom mehrere Teile Wärme.
Das Verhältnis zwischen der Menge eingesetzten Stroms und der zur Verfügung gestellten Wärme wird als Arbeitszahl bezeichnet und in der Regel pro Jahr angegeben – als „Jahresarbeitszahl“. Hat die Wärmepumpe also in 2018 1.000 Kilowattstunden Strom benötigt und insgesamt 4.000 Kilowattstunden Wärme bereitgestellt, lag die Jahresarbeitszahl bei 4. Moderne Wärmepumpen erreichen je nach Wärmequelle und individuellen Gegebenheiten Jahresarbeitszahlen von bis zu 5, in Ausnahmefällen auch darüber hinaus.
Die Wärmepumpe braucht also Strom, ja – das Wörtchen „viel“ ist hier aber völlig fehl am Platz.
Wie kann ich mit einer Wärmepumpe CO2-frei heizen?
Der Umwelt eine Freude machen
Die Wärmepumpe ist eine der umweltfreundlichsten Heizanlagen.
Aus nur einer Kilowattstunde Strom Antriebsenergie macht die Wärmepumpe bis zu vier und mehr Kilowattstunden Heizenergie - ein Verhältnis, das deutlich zeigt, welche finanziellen und ökologischen Chancen die Wärmepumpentechnik bietet.
Wenn die Antriebsenergie darüber hinaus auch noch als Ökostrom bezogen wird, ist es sogar möglich 100-prozentig CO2-frei zu heizen.
Sind Wärmepumpen nur für den Neubau geeignet?
Überall einsatzbereit
Anders als vor 20 Jahren lassen sich Wärmepumpen inzwischen sowohl im Neubau als auch bei Sanierungen problemlos einsetzen – auch in Verbindung mit Heizkörpern.
Die umweltfreundliche Technologie arbeitet auch im Winter effizient und wirtschaftlich mit Vorlauftemperaturen von bis zu 55 Grad Celsius.
«Unserer Schätzung zufolge lassen sich weit mehr als 50 Prozent der bestehenden Heizungsanlagen ohne grössere Massnahmen auf Wärmepumpen umrüsten», so Paul Stalder, Geschäftsführer STIEBEL ELTRON Schweiz.
Welches Verteilsystem (Heizkörper) benötige ich bei einer Wärmepumpe?
Eine Lösung für Alles
Wärmepumpenheizungen werden idealerweise mit einem Niedertemperaturheizsystem betrieben. Dies sind Fussboden- oder Wandheizungen. Ihr Vorteil ist, dass sie mit niedrigen Vorlauftemperaturen (30 – 40 °C) auskommen.
Herkömmliche Heizkörper benötigen Vorlauftemperaturen von mindestens 50 °C. Dies ist aber kein Problem, denn STIEBEL ELTRON bietet Wärmepumpen mit Vorlauftemperaturen von bis zu 60 °C.
Mit diesen Wärmepumpen und durchgeführten Dämmmassnahmen können die vorhandenen Heizkörper weiter verwendet werden. So steht auch bei der Heizungsmodernisierung dem Einbau einer Wärmepumpe nichts im Wege.
Welche Laufzeit hat eine Wärmepumpe?
Lange Einsatzdauer
Es existieren bereits zahlreiche Wärmepumpenheizungen, die seit mehr als 25 Jahren problemlos funktionieren. Die durchschnittliche Nutzungsdauer einer Wärmepumpe liegt bei normalem Gebrauch zwischen 15 und 20 Jahren.
Was bedeutet die Leistungszahl einer Wärmepumpe?
Wichtige Kennzahl der Wärmepumpe
Um die Leistung und Effizienz einer Wärmepumpe zu beurteilen, benützt man oft den COP (engl. Coefficient Of Performance, dt. Leistungszahl). Er ist gegeben durch das Verhältnis der erzeugten Wärme zur eingesetzten elektrischen Energie. Je höher der COP , desto effizienter die Wärmepumpe.
Die Wärmepumpe erzeugt Wärme mit Hilfe eines Arbeitsmediums, indem die Wärmepumpe dieses verdichtet (Siehe "Wie funktioniert eine Wärmepumpe?"). Dazu ist elektrische Energie notwendig. Das Verhältnis aus erzeugter Wärmeleistung Qth und eingesetzter elektrischer Leistung Pel gibt die Leistungszahl (COP ):
COP = Qth / Pel
So benötigen Sie zum Beispiel mit einem COP von 4,0 für 4 kW Heizleistung 1 kW Strom.
Die Leistungszahl ist abhängig vom Betriebspunkt der Wärmepumpe und damit direkt von der Quellentemperatur. Dadurch ändert sich die Heizleistung Qth. Der COP stellt daher einen momentanen Wert und damit den aktuellen Effizienzzustand der Wärmepumpe dar.
Oft ist bei Wärmepumpen nicht der COP, sondern die Jahresarbeitszahl (JAZ) angegeben. Diese steht für die Effizienz eines gesamten Heizsystems über einen Jahreszeitraum.
Der SCOP steht für “Seasonal Coefficient of Performance”, welcher die verschiedenen Betriebszustände unter unterschiedlichen Klimabedingungen der Wärmepumpe und insbesondere der modulierenden Inverter Wärmepumpen darstellt.
Wärmepumpe Typische COP-Werte Luft-Wasser 3,0 - 4,3 Sole-Wasser 4,0 - 5,0 Wasser-Wasser 4,5 - 5,5 Heizen Wärmepumpen bei Minusgraden über den Heizstab?
Auch in kalter Luft steckt Energie
Gemeint sind hier vorrangig Luft-Wasser-Wärmepumpen, die im Gegensatz zu Erdreich- oder Grundwasseranlagen schon mal mit -10 °C oder noch tieferen Temperaturen arbeiten müssen.
Aber: Die Umwelt ist voller Energie – zumindest bis zum absoluten Nullpunkt von -273,15 °C.
Moderne Luft-Wasser-Wärmepumpen gewinnen auch aus -25 °C kalter Luft noch Energie.