Wärmepumpen

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    Wärmepumpen Neuheiten 2017

    Erfahren Sie mehr über die neuen Wärmepumpen von STIEBEL ELTRON.

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    Wärmepumpen - effizient mit erneuerbarer Energie

    Wärmepumpen nutzen Energie, die in Luft, Wasser und Erdreich permanent vorhanden ist, und wandeln diese in Heizwärme um. Und nicht nur das – in Kombination mit einem Warmwasserspeicher kann zusätzlich die Warmwasserversorgung sichergestellt werden. Sie finden hier eine Überischt der grundlegenden Eigenschaften einer Wärmepumpe.

    So funktioniert eine Wärmepumpe

    Die Wärmepumpe ist eine thermodynamische Heizung. Mit ihr kann Umweltenergie in Wärme für das Haus umgewandelt werden. Dazu wird die Wärme, die aus Wasser, Erdreich, Aussenluft oder Abluft gewonnen wurde, zunächst über einen Verdampfer entzogen und dann über den Verflüssiger dem Heizsystem zugeführt. Ca. fünf Anteile Umweltenergie und ein Anteil elektrische Energie werden als Heizenergie bereitgestellt. Die elektrische Energie ist erforderlich, die bei niedriger Temperatur vorliegende Umweltenergie von -20 °C bis +35 °C (Luft) auf ein für die Heizung (Warmwasser) nutzbares Temperaturniveau zu „pumpen“.

    Wie funktioniert eine Wärmepumpe? In unserer Akademie in Lupfig erklären wir innovative Systemtechnik: Heute steht auf dem Stundenplan die Funktionsweise einer Wärmepumpe - einfach und verständlich. Jetzt klicken!

    Detailliertes Prinzip einer Wärmepumpe

    Den wichtigsten Beitrag für die Funktion einer Wärmepumpe leistet das Arbeitsmedium (Kältemittel). Das Arbeitsmedium hat die Eigenschaft, bei niedrigsten Temperaturen zu verdampfen. Wird Außenluft oder Wasser über einen Wärmeübertrager in dem das Arbeitsmedium zirkuliert geführt, entzieht dieses der Wärmequelle Wärme. Bei diesem Prozess geht das Arbeitsmedium vom flüssigen in den gasförmigen Zustand über. Die Wärmequelle kühlt sich dabei um einige Grad ab.


    Ein Verdichter saugt das gasförmige Arbeitsmedium an und verdichtet es. Durch die Druckerhöhung steigt auch die Temperatur – das Arbeitsmedium wird auf ein höheres  Temperaturniveau „gepumpt“. Hierzu ist elektrische Energie notwendig. Bei sauggasgekühlten Verdichtern geht die Motorwärme nicht verloren. Die Motorwärme wird mit dem verdichteten Arbeitsmedium in den nachgeschalteten Verflüssiger geleitet. Hier gibt das Arbeitsmedium seine gewonnene Wärme an das Umlaufsystem der Warmwasser-Heizung ab, indem es sich verflüssigt. Der vorhandene Druck des Arbeitsmediums wird mit einem Expansionsventil abgebaut und der Kreisprozess beginnt erneut.

    Die Leistung einer Wärmepumpe kann durch den sogenannten Coefficient Of Performance COP oder auch Leistungszahl bewertet werden. Er ist der Quotient aus der Wärme Q, die an den Heizkreis abgegeben wird und der eingesetzten Energie E, also COP = Q/E. Die eigesetzte Energie ist bei einer Wärmepumpe oft elektrisch.

    Der Gütegrad ηWP einer Wärmepumpe ist die tatsächliche Leistungszahl bezogen auf die ideale Leistungszahl einer Wärmepumpe. Die ideale Leistung hängt dabei von den verwendeten Temperaturniveaus ab. Es ergibt sich, dass COP = COPideal * ηWP. Praktisch werden Gütegrade von 0.45 bis 0.55 erreicht.

     

    Die Wärmequellen der Wärmepumpe

    Je nachdem, ob Sie Aussenluft, Erdreich (Erdkollektor- oder Erdsondenanlage) oder Wasser (Grund- oder Oberflächenwasser) als Wärmequelle nutzen möchten, stehen Ihnen verschiedene Arten von Wärmepumpen zur Verfügung. In manchen Fällen kann auch die Abluft von Wohnungslüftungs-Anlagen mit einer Wärmepumpe (Abluftwärmepumpe) genutzt werden. Geeignet ist das aber nur für Wohnhäuser mit guter Wärmedämmung.

     

    Welche Wärmequellen nutzen Wärmepumpen? Wärmepumpen - wissen Sie eigentlich womit man da heizt? Nein? Macht nichts... wir erklären sie Ihnen gerne! Video ansehen und alles über die unterschiedlichen Wärmequellen lernen.

    Wärmequelle Luft

    Von der Sonne erwärmte Luft ist überall vorhanden. Wärmepumpen können selbst bei -20 °C der Außenluft noch genügend Energie für den Heizbetrieb entziehen. Die Wärmequelle Luft ist am kältesten, wenn die meiste Heizwärme benötigt wird. Eine Wärmepumpe kann der Wärmequelle Luft bis zu ca. -20 °C Wärme. entziehen. Ein besonderer Vorteil ist die einfache Installation einer Luft-Wasser-Wärmepumpe, denn umfangreiche Erdreicharbeiten oder Brunnenbohrungen entfallen.

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    Wärmequelle Erde

    Die Wärme der Erde kann auf zwei Arten genutzt werden, um Ihr Haus zu heizen. Bei beiden entzieht eine Flüssigkeit (die sogenannte Sole) dem Boden die Wärme und transportiert sie über Rohrleitungen zur Wärmepumpe. Häufig werden dazu Erdsonden eingesetzt, die bis zu 100 Meter tief ins Erdreich versenkt werden. Die Wärmeenergie ist in dieser Tiefe konstant und kann so das ganze Jahr genutzt werden. Je nach Bodenbeschaffenheit werden mehrere Sonden eingesetzt. Die zweite Möglichkeit der Wärmenutzung sind Erdreichkollektoren, also Rohrsysteme die in einer Tiefe von 1 bis 2 Metern eingesetzt werden. Die benötigte Fläche hängt dabei stark von Wohnfläche sowie Bodenbeschaffenheit ab.

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    Wärmequelle Wasser

    Grundwasser ist ein guter Speicher für Sonnenwärme. Selbst an kältesten Wintertagen hält es eine konstante Temperatur von +7 °C bis +12 °C. Durch das konstante Temperaturniveau der Wärmequelle ist die Leistungszahl der Wärmepumpe über das ganze Jahr nahezu gleich. Grundwasser steht nicht überall in ausreichender und in geeigneter Qualität zur Verfügung. Wenn die Nutzung von Grundwasser möglich ist, lohnt sich der Einsatz. Die Grundwassernutzung muss von den lokalen Behörden genehmigt werden.

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    Ökobilanz der Wärmepumpe

    Eine effiziente Wärmepumpe nutzt umweltfreundlich die Wärme aus ihrer Umgebung. Es gibt drei Dinge, die man beachten muss, um zu testen, wie klimaverträglich eine Wärmepumpe ist. Ein erstes Mass ist die Jahresarbeitszahl, also das Verhältnis aus der jährlich bereitgestellten Wärmemenge und der jährlich eingesetzten Energiemenge. Ausserdem muss beachtet werden, woher der benötigte Strom kommt und daher eventuell CO2 - Emissionen verursachen kann. Zu guter Letzt kann das Kühlmittel die Umwelt negativ beeinflussen, falls es in die Atmosphäre gelangt. Moderne Wärmepumpen verwenden jedoch Kühlmittel, die umweltfreundlich sind, selbst wenn sie in die Luft gelangen.

    Sie fragen, wir antworten: Wärmepumpen nutzen Strom - sind sie überhaupt umweltfreundlich? Video ansehen und keine Fragezeichen mehr über dem Kopf haben.

    80 % der benötigten Heizenergie können dank einer Wärmepumpe einfach aus der Luft oder dem Erdreich gewonnen werden - also aus umweltfreundlichen und zu 100 % erneuerbaren Energieträgern. Die restlichen 20 % der Heizenergie sind Strom; eine Wärmepumpe wird mit elektrischer Energie betrieben. Im Idealfall stammt der Strom sogar aus der hauseigenen Photovoltaik-Anlage! Zum Vergleich: bei einer Öl- oder Gasheizung stammen 100 % der benötigten Heizenergie aus fossilen, nicht erneuerbaren Energieträgern.

    Einsatzbereich der Wärmepumpe

    Wärmepumpen eignen sich für alle Gebäudetypen, vom Ferienchalet bis zum grossen Gewerbebau. Egal ob Neubau oder Sanierung, das nachhaltige Konzept der Wärmepumpe bietet ideale Voraussetzungen für eine zukunftsorientierte Wärmeversorgung.

    Wärmepumpe im Neubau

    Neubau

    Vom Minergie-Haus über Passivhäuser bis hin zu Niedrigenergiehäusern – wer heute neu baut, hat die Chance, energetisch in der ersten Liga zu spielen. Eine hocheffiziente Wärmepumpe gehört fast selbstverständlich dazu. Exzellenten Komfort bieten hier Komplettsysteme mit integrierter Lüftung, aber auch eine separate Lüftungsanlage oder Wärmepumpe kann sinnvoll sein.

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    Wärmepumpe für Sanierung

    Sanierung

    Immobilien im Bestand bieten häufig hohe Einsparpotenziale. Durch geeignete Massnahmen zur Dämmung der Gebäudehülle kann bereits viel gewonnen werden. Tauscht man zusätzlich ein konventionelles Heizsystem gegen eine Wärmepumpe aus, kann man sich vom wachsenden Preisdruck der klassischen und CO2-intensiven Ressourcen Erdöl und Erdgas abkoppeln.

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    Aufstellungs- und Betriebsarten der Wärmepumpe

    Die Wahl der geeigneten Variante sowie Aufstellung sind entscheidend für die Effizienz der Wärmepumpe. Eine sorgfältige Planung inklusive persönlicher Beratung ist daher von zentraler Bedeutung.

    Wärmepumpe Aussenaufstellung

    Aussenaufstellung

    Die Aussenaufstellung ist lediglich bei Luft | Wasser-Wärmepumpen möglich. In diesem Fall wird die Wärmepumpe in einem wetterfesten Gehäuse im Freien aufgestellt. Das bietet eine enorm platzsparende Lösung, weil so im Keller nur wenig Raum benötigt wird. Oftmals werden aussen aufgestellte Wärmepumpen bei Sanierungen eingesetzt. Der Anschluss an die Heizung im Haus wird mit wärmeisolierten Rohren hergestellt, welche im Boden verlegt werden.

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    Wärmepumpe Innenaufstellung

    Innenaufstellung

    Sole | Wasser-Wärmepumpen und Wasser | Wasser-Wärmepumpen werden ausschliesslich im Haus aufgestellt, wo sie einen frostfreien Ort benötigen. STIEBEL ELTRON hat aber auch Luft | Wasser-Wärmepumpen für die Innenaufstellung. Durch ihre kompakten Abmasse und eine hochwertige Schallisolierung sind sie problemlos auch im Abstellraum unterzubringen und haben fast in jedem Keller Platz. Vor allem im Neubau werden Wärmepumpen so von Anfang an im Keller eingeplant.

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    Je nach Vorlauf- und Aussentemperatur arbeitet die Wärmepumpe anders. Für die Art, eine Wärmepumpe zu betreiben, sind folgende Bezeichnungen etabliert.

    Monovalent
    Hier ist die Wärmepumpe alleiniger Heizwärmeerzeuger im Gebäude. Diese Betriebsart ist geeignet für alle Niedertemperaturheizungen bis maximal 60 °C Vorlauftemperaturen.

    Monoenergetisch
    Bei dieser Betriebsart wird die Elektrowärmepumpe durch eine elektrische Zusatzheizung unterstützt. Dies ist vor allem bei Luft | Wasser-Wärmepumpen notwendig, um bei tieferen Aussentemperaturen genügend Heizleistung zur Verfügung zu stellen.

    Bivalent-alternativ
    Die Wärmepumpe liefert bis zu einer festgelegten Aussentemperatur (z. B. 0 °C) die gesamte Heizwärme. Sinkt die Temperatur unter diesen Wert, schaltet sich die Wärmepumpe ab und der zweite Wärmeerzeuger übernimmt die Heizung.

    Bivalent-parallel
    Bis zu einer bestimmten Aussentemperatur erzeugt allein die Wärmepumpe die notwendige Wärme. Bei niedrigeren Temperaturen schaltet sich der zweite Wärmeerzeuger zu. Fällt die Aussentemperatur unter die zweite Grenztemperatur, schaltet sich die Wärmepumpe aus und der zweite Wärmeerzeuger übernimmt die gesamte Wärmeversorgung. Im Gegensatz zum bivalent-alternativen Betrieb ist der Anteil der Wärmepumpe an der Jahresleistung deutlich grösser.

    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 Wärmepumpen-Navigator 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.

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