Die Technik der Wärmepumpen ist nicht neu, aber sie stellt in vielen Haushalten bereits den zukunftsorientierten Standard für Heizung und Warmwassererzeugung dar. Mit einer hocheffizienten, smarten Wärmepumpenheizung können Hauseigentümer umweltbewusst handeln und dabei unter Umständen viel Geld sparen. Hausbesitzer, die jetzt auf fossile Brennstoffe verzichten und auf Wärmepumpen umrüsten, können dank der aktuellen gesetzlichen Regelung zusätzlich mit Förderzuschüssen rechnen. Wer zudem parallel zur Wärmepumpe eine Solaranlage installiert, macht sich langfristig noch unabhängiger von Preisschwankungen und spart zusätzlich.
Funktionsweise einer Wärmepumpe
Luft, Wasser und Boden sind Träger von Energie in Form von Umweltwärme. Diese kostenlose und vor allem endlose Energie nutzt eine umweltfreundliche Wärmepumpe. Damit aus der Umweltwärme nutzbare Energie für die Heizung erzeugt wird, laufen im Kreislauf der Wärmepumpe vier Schritte ab.
- Die von der Umwelt aufgenommene Wärme wird im Verdampfer an ein flüssiges Kältemittel übertragen und in den Wärmepumpenkreislauf eingespeist.
- Durch die Umweltwärme liegt das Kältemittel im gasförmigen Zustand vor und wird in den Verdichter geleitet. Hier wird das Kältemittel zusammengedrückt. Physiker bezeichnen diesen Vorgang als Komprimierung. Wird ein Gas komprimiert, so steigt der Druck an und die Temperatur des Gases erhöht sich. Dieser physikalische Effekt sorgt dafür, dass die Umweltwärme zur Heizungswärme werden kann.
- Das gasförmige und komprimierte Kältemittel überträgt die Wärme ans Heizungssystem, kühlt ab und wird wieder flüssig. Dieser Vorgang läuft im sogenannten Kondensator oder Verflüssiger ab, der Teil der Wärmepumpenanlage ist. Die gewonnene Wärme wird zum Heizen genutzt oder in einem Speicher zwischengelagert.
- Das Kältemittel wird zum Entspannen in ein Expansionsventil geleitet. Hier erfolgt eine weitere Druckminderung, die das Kältemittel wieder auf die Ausgangstemperatur herunterkühlt. Das Kältemittel wird zurück in den Verdampfer geleitet und steht wieder für die Wärmeproduktion zur Verfügung.
Diese vier Schritte wiederholt die Wärmepumpe kontinuierlich. Unterschiede gibt es lediglich in der Form der genutzten Umweltenergie.
Technische Details von Wärmepumpen
Wärmepumpen gibt es in verschiedenen Ausführungen, die sich hinsichtlich ihrer Wärmequellen unterscheiden. Zu den gängigsten zählen Luft-Wasser-Wärmepumpen, die Wärme aus der Umgebungsluft extrahieren. Sie sind relativ einfach zu installieren und funktionieren auch bei niedrigen Außentemperaturen effizient, wenn das Haus entsprechend gedämmt wurde. Wasser-Wasser-Wärmepumpen nutzen hingegen die Wärme aus Grundwasser und zeichnen sich durch eine sehr hohe Leistungsfähigkeit aus, benötigen jedoch eine konstante Grundwasserquelle, was bei stetig sinkenden Grundwasserpegeln lokal zu Schwierigkeiten führen kann.
Eine dritte Variante sind Sole-Wasser-Wärmepumpen, die Erdwärme über ein in der Erde verlegtes Rohrsystem (Erdkollektoren oder Erdsonden) nutzen. Diese Systeme bieten eine sehr stabile und effiziente Wärmequelle, erfordern jedoch eine größere Anfangsinvestition und ausreichend Platz. Zudem muss ein passender Standort gefunden werden, an dem die Umsetzung möglich ist. Wer sich für dieses System entscheidet, sollte vor dem Kauf einer Bestandsimmobilie prüfen, ob eine Installation möglich ist. Im Falle eines Neubaus muss das Wunschgrundstück entsprechend ausgesucht werden.
Eine weitere Variante bilden Abluft-Wärmepumpen, die in Kombination mit einer Lüftungsanlage für permanent optimale Temperaturen und perfektes Raumluftklima sorgen. Hierbei wird die verbrauchte Luft zusammen mit schlechten Gerüchen und anderen Belastungen durch die Be- und Entlüftungsanlage nach außen abgeführt. Bei diesem Vorgang nutzt die Abluft-Wärmepumpe als Wärmequellenmedium die Energie dieser Abluft, um sie effizient für das Heizen oder, mit entsprechender Installation, sogar Kühlen und Warmwasser einzusetzen. Zudem versorgt die Lüftungsanlage ergänzend alle Räume mit sauberer, frischer Luft. Diese Variante ist sehr flexibel, was den Standort betrifft. Lediglich die Lüftungsanlage und eine ausreichende Dämmung sind Voraussetzung.
Bei der Version mit Außenluft-Wärmepumpe wird die Wärmepumpeninneneinheit mit einer Außenlufteinheit kombiniert. Bei dieser Technik wird dann die Wärme aus der Außenluft gezogen. Jedes dieser Systeme hat seine spezifischen Vor- und Nachteile hinsichtlich Installation, Kosten und Effizienz, weshalb die Wahl der passenden Wärmepumpe stark von den örtlichen Gegebenheiten und den individuellen Bedürfnissen des Haushalts abhängt. Zudem lassen sich Wärmepumpensysteme an ein Smart-Home-System anbinden, um das Heizen und die bedarfsorientierte Warmwasseraufbereitung beispielsweise unter Berücksichtigung des Wetters und der Tageszeit effizient zu steuern.
Energieeffizient heizen
Eine Wärmepumpe benötigt für den Betrieb von Pumpen und des Kompressors Strom. Der Stromverbrauch ist der größte Verbrauchswert der Wärmepumpe. Damit nicht nur umweltfreundlich, sondern auch kostengünstig geheizt werden kann, können zusätzliche Maßnahmen den Stromverbrauch oder die Kosten dafür senken. Der Stromverbrauch ist abhängig davon, wie viel Energie benötigt wird. Eine Wärmepumpe unterscheidet sich darin nicht von anderen Heizungsanlagen, könnte aber in Kombination mit einer Solar- bzw. Photovoltaikanlage inkl. Hausbatterie langfristig zu geringeren Kosten und mehr Unabhängigkeit von schwanken Energiepreisen führen.
Grundsätzlich ist es aber sinnvoll, die Wärmeverluste zu verringern und undichte Fenster, falsches Lüften, zugestellte Heizkörper und schlecht isolierte Wände zu eliminieren. Wer also zum Einbau der Wärmepumpe, ob mit oder ohne Solaranlage, auch die Wärmeverluste verringert und die Empfehlungen für sparsames Heizen befolgt, kann in dieser Kombination die Heizkosten deutlich senken. Eine Wärmepumpe ist übrigens nicht nur im Winter attraktiv. Im Sommer können die Anlagen die Funktion einer Klimaanlage mit Kühlfunktion übernehmen und auch in diesem Fall lohnt sich eine gute Isolierung des Hauses.
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