Wie eine Wärmepumpe funktioniert
wie eine Wärmepumpe Kälteprinzipien einsetzt, um ein Haus zu heizen und zu kühlen, inklusive Diagramme
A Split Air-Source Wärmepumpe
Die gebräuchlichste Art der Wärmepumpe ist ein Luft-Luft-System.
"Split" Luft-Quellensysteme haben eine Außeneinheit, die einen Kompressor, eine Außenspule, einen Ventilator und ein Umkehrventil umfasst. Die Einheit ist durch einen mit Kältemittel gefüllten Schlauch mit einer Innenkomponente verbunden. Die Inneneinheit enthält einen Ventilator, eine Innenspule und ein zusätzliches Widerstandsheizelement.
Je nachdem, ob sich die Wärmepumpe in einem Kühl- oder Heizmodus befindet, sorgt das sich durch das System bewegende Kältemittel dafür, dass die Innenspulen entweder heiß oder kalt sind. Ein Gebläse saugt Raumluft durch einen Filter an und zieht ihn über die Innenspule. Ein optionales elektrisches Widerstandsheizelement kann bei Bedarf kicken, um die Wärme zu ergänzen. Wenn die Luft an den Spulen vorbeiläuft, sammelt sie sich oder gibt Wärme ab - je nachdem, ob die Spulen heiß oder kalt sind. Warme oder kühle Luft strömt durch Rohrleitungen und registriert sich in den Räumen des Hauses.
Eine Paket-Wärmepumpe
Die "Paket" -Systeme kombinieren beide Komponenten in einer Einheit, die normalerweise auf dem Dach platziert wird.
Wärmepumpen geben auf einmal weniger Wärme ab als herkömmliche Gasöfen. Dies bedeutet, dass sie eine weichere Art von Wärme bieten, sich nicht mit derselben Frequenz wie ein Gasofen ein- und ausschalten und daher mehr Luft durch das ganze Haus zirkulieren. Sie werden durch den gleichen Thermostatentyp gesteuert, der für Zwangsluftsysteme verwendet wird. An wirklich kalten Tagen muss eine Wärmepumpe besonders hart arbeiten, um Wärme zu sammeln - das ist der Zeitpunkt, an dem die Zusatzheizung eingeschaltet wird.
Einige Wärmepumpen können auch das Wasser eines Hauses beheizen. Die Hydrotech 2000 Wärmepumpe von Carrier ist ein System, das die warme Luft nutzt, die eine Wärmepumpe abgibt, um auch das Wasser zu erwärmen. Zu seiner Leistung kommt ein eingebauter Mikroprozessor hinzu, der die Gebläsedrehzahl und -leistung je nach Bedarf variiert. Dies verbessert die Effizienz der Wärmepumpe erheblich.
Die neuen Modelle der thermischen Speichereinheit speichern sogar Wärme und Kälte und sammeln sie außerhalb der Stoßzeiten für den Spitzenverbrauch. Einige speichern Wärme und Kälte in einem großen, isolierten Wassertank, der auch die Warmwasserwärme ergänzt.
Erdwärmepumpe entzieht dem Boden Wärme.
Eine Erdwärmepumpe.
Nicht alle Wärmepumpen entziehen der Luft Wärme. Erdreich- und Grundwasser-Wärmepumpen zirkulieren Wasser, das mit Frostschutzmittel vermischt ist, durch ein vergrabenes Rohrsystem, um Wärme aus der Erde oder aus dem Grundwasser zu sammeln, deren Temperatur wesentlich gleichmäßiger ist als Luft. Unterirdische Temperaturen sind normalerweise wärmer als die Luft im Winter und kühler als die Luft im Sommer.
Ein Erdreichsystem verwendet eine geschlossene Schlaufenschleife, die unter der Frostlinie vergraben ist; Das Wasser- / Frostschutzgemisch zirkuliert durch den Schlauch und sammelt Wärme aus der Erde.
Bei einem Grundwassersystem wird normalerweise Wasser aus einem Brunnen gepumpt, die Wärme an Ihr Haus übertragen und das Wasser dann in einen anderen Brunnen zurückgeführt.
WaterFurnace von WaterFurnace International kann entweder als geschlossenes Erdsystem oder als offenes Grundwassersystem eingerichtet werden. Es verbraucht die Hälfte der Elektrizität gewöhnlicher Wärmepumpen, und obwohl es ungefähr derselbe Preis ist, kann der Aushub und die Erdschleife von Rohrleitungen ziemlich teuer sein - 2.000 $ oder mehr.
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FAQ - 💬
❓ Wie funktioniert eine Wärmepumpe kurz erklärt?
👉 Die Funktionsweise einer Wärmepumpe ist im Prinzip identisch mit der eines altbekannten Alltagsgerätes: dem Kühlschrank. Während der Kühlschrank allerdings seinem Innenraum die Wärme entzieht und nach draußen abgibt, entzieht die Wärmepumpe dem Außenbereich die Wärme und gibt sie als Heizenergie an das Haus ab.
❓ Was sind die Nachteile einer Wärmepumpe?
👉 Ein Nachteil von Wärmepumpen sind die hohen Kosten Ihre Anschaffungskosten liegen im Vergleich zu einer herkömmlichen Gas- oder Ölheizung relativ hoch. Je nach eingesetzter Wärmepumpenart und abhängig vom Erschließungsaufwand betragen sie etwa 10.000 bis 25.000 Euro.
❓ Wie funktioniert eine Wärmepumpe im Winter?
👉 Umgebungsluft, Erdreich und Grundwasser liefern selbst an sehr kalten Wintertagen ausreichend Wärme, um ein Gebäude zu beheizen. Sie dienen der Wärmepumpe als Wärmequelle. Die Wärmepumpe „pumpt“ diese auf eine entsprechende Temperatur und sorgt damit auch an sehr kalten Wintertagen für ein warmes Zuhause.
❓ Wann macht eine Wärmepumpe keinen Sinn?
👉 Als einfacher Orientierungspunkt gilt hier: Benötigen Sie Vorlauftemperaturen von über 50 Grad, kann eine Wärmepumpe in der Regel nicht wirtschaftlich betrieben werden.
❓ Wie viel Strom braucht eine Wärmepumpe für ein Einfamilienhaus?
👉 Ein mittlerer Stromverbrauch für Wärmepumpen liegt bei 27 bis 42 kWh pro qm Wohnfläche. Dies bedeutet bei einem Haus mit 160 qm Wohnfläche einen mittleren Stromverbrauch von ca. 4320 kWh bis 6720 kWh. Ab 42 kWh pro Quadratmeter gilt der Verbrauch als erhöht und jedes zweite Gebäude liegt niedriger.
❓ Wie viel Strom braucht eine Wärmepumpe im Jahr?
👉 Wie viel verbraucht eine Wärmepumpe? Der Stromverbrauch einer Wärmepumpe mit zum Beispiel 9 kW Heizleistung und einer JAZ von 3,0 bei 1.800 Heizstunden beträgt ca. 5.400 kWh pro Jahr.
❓ Was ist die billigste Art zu heizen?
👉 GasbrennwertheizungDie günstigste Heizung ist die Gasbrennwertheizung. Denn die Technik ist mit vergleichsweise geringen Anschaffungs- und Wartungskosten verbunden. Im Betrieb müssen Sie mit einer Gasheizung hingegen mehr ausgeben als mit einer effizient arbeitenden Wärmepumpe.
❓ Kann man Wärmepumpe mit Heizkörper betreiben?
👉 Ja, es ist auch möglich, eine Wärmepumpe mit herkömmlichen Heizkörpern effektiv zu betreiben. Allerdings sollten dafür effizienzsteigernde Maßnahmen durchgeführt werden, wie beispielsweise ein hydraulischer Abgleich der Heizkörper und eine Verbesserung des Dämmstandards.
❓ Sind Luftwärmepumpen Stromfresser?
👉 Grundsätzlich ist der Stromverbrauch bei Luftwärmepumpen etwas höher als bei Erd- und Wasserwärmepumpen. Vor allem im Winter brauchen Luftwärmepumpen in der Regel mehr Strom, um Ihren Wärmebedarf zu decken.
❓ Wie viel Grad schafft eine Wärmepumpe?
👉 Eine Hochtemperatur-Wärmepumpe hebt die Temperaturen kostenfreier Umweltwärmequellen auf ein besonders hohes Niveau. Während konventionelle Anlagen kaum über eine Vorlauftemperatur von 65 Grad Celsius kommen, erreichen die Hochtemperatursysteme Werte von 80 bis 100 Grad Celsius.
❓ Sind Wärmepumpen Stromfresser?
👉 Wärmepumpen nutzen für die Wärmeerzeugung bis zu 75 Prozent Umweltwärme und lediglich 25 Prozent Strom als Antriebsenergie. Bei durchschnittlichem Stromverbrauch der Wärmepumpe sind die Betriebskosten sehr niedrig.
❓ Was ist eine Wärmepumpe?
👉 Während ein Kühlschrank den Lebensmitteln, also dem Innenraum des Kühlschranks, Wärmeenergie entzieht und diese nach außen leitet, macht eine Wärmepumpe das Gegenteilige: Sie entzieht der Umgebung außerhalb des Gebäudes Wärmeenergie und macht sie für die Heizung im Innenbereich nutzbar. Neben der Raum- bzw.
❓ Wie funktioniert eine kältepumpe?
👉 Die Anlage entzieht der Umgebung Wärme, die dafür sorgt, dass ein Kältemittel gasförmig wird. Dieses Kältemittel wird in einem Kompressor verdichtet und die dabei entstehende Wärme erhitzt das Wasser in einem Heizsystem. Als Wärmequellen für die Pumpe kommen sowohl die Umgebungsluft als auch das Erdreich und das Grundwasser infrage.
❓ Was ist der Unterschied zwischen einer Luft-Wärmepumpe und einer Wärmepumpe?
👉 Luft-Wärmepumpen gewinnen die benötigte Wärmeenergie durch das Ansaugen der Außenluft. Eine Bohrung ist hier nicht nötig, wodurch Luft-Wärmepumpen günstiger in der Anschaffung sind. Eine Wärmepumpe ist eine Heizung, die Wärme aus der Luft, dem Erdreich oder Grundwasser nutzt.
❓ Wie funktioniert eine Luft-Wasser-Wärmepumpe?
👉 Soll die Luft-Wasser-Wärmepumpe im Inneren des Gebäudes aufgestellt werden, funktioniert das zum Beispiel über Kanäle, die das Heizgerät mit Lüftungsgittern in der Außenwand verbinden. Mit einem Gerät zur Außenaufstellung entfallen sogar diese Kanäle und die thermische Energie der Luft kann direkt aus der Umgebung gewonnen werden.
Autor Des Artikels: Alexander Schulz. Unabhängiger Konstrukteur und technischer Experte. Arbeitserfahrung in der Baubranche seit 1980. Fachkompetenz in den Richtungen: Bau, Architektur, Design, Hausbau.
