Vier Teile Wärme aus einem Teil Strom

So funktioniert eine Wärmepumpe

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Aufbau einer Wärmepumpe: Im Innern verdampft Flüssigkeit.

Düse und Ventil – Fertig ist die Wärmepumpe

Wasser, das selbstständig bergab fließt, muss bergauf gepumpt werden. So ist es auch mit Wärme: Sie "fließt" automatisch von einem höheren zu einem tieferen Temperaturniveau. Heiz-Wärmepumpen pumpen also Wärme entgegen des natürlichen "Temperatur-Flusses". Wärmequellen sind Luft, Grundwasser oder Erdwärme.

Effizienz mit Flächenheizungen

Der Prozess: Wärmepumpen nehmen Umweltwärme auf, pumpen die Temperatur hoch und führen die Wärme dann dem Heiz- und Brauchwasser zu. Dabei gilt: Je geringer der Unterschied zwischen der Umwelt-Temperatur und der Wunsch-Temperatur des Raumes, desto weniger muss die Wärmepumpe arbeiten. Ideal sind daher Wärmequellen, die auch im Winter eine möglichst hohe Temperatur besitzen (z.B. Grundwasser) und Heizungen, die mit möglichst niedrigen Vorlauftemperaturen auskommen (Flächenheizungen/ Heizkörper für Wärmepumpen)

Effizienztest

Die Wärmepumpe arbeitet effizient, wenn in der Praxis nur die Menge Heizungswasser hindurch fließt, die der Hersteller angegeben hat. Vereinbaren Sie mit Ihrem Installateur vertraglich eine Mindestjahresarbeitszahl, um die Effizienz zu garantieren.

 

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Das physikalische Prinzip ist bei allen Arten von Wärmepumpen gleich. (Grafik: Energiesparen im Haushalt)

So funktioniert eine Wärmepumpe im Detail

Im Inneren der Wärmepumpe (außer bei der Luft-Luft-Wärmepumpe) wird ein Kältemittel (KM) laufend mechanisch so verändert, dass es mehr Wärme abgibt, als es aufgenommen hat. Dafür wird es laufend komprimiert und ausgedehnt, also verdampft und wieder verflüssigt. Das flüssige KM nimmt im Verdampfer die Umweltwärme auf und verdampft. Der Kompressor verdichtet das Gas mit mechanischer Energie und erhöht dadurch seine Temperatur. Im Verflüssiger übergibt das Gas seine Wärme dem Heizkreis und wird wieder flüssig. Im Expansionsventil wird der Druck abgebaut und die Flüssigkeit gerät in den Verdampfer.

 

Schon gewusst? Jahresarbeitszahl (JAZ)

Die JAZ benennt die Effizienz der gesamten Heizungsanlage und ist die wichtigste Kennzahl der Wärmepumpe. Konkret bezeichnet sie das Verhältnis von jährlich bereit gestellter Wärmemenge und dafür eingesetzter Strommenge. Um die tatsächliche JAZ zu bemessen, braucht die Anlage einen Wärmemengenzähler. Die Zahlen auf dem Display lassen sich mit den Herstellerangaben vergleichen.

 

Auch der Stromverbrauch muss vollständig erfasst werden: Warmwasserbereitung, alle eingesetzten Pumpen, ggf. Elektro-Heizstab. Für Pumpen mit verschiedenen Wärmequellen gelten folgende JAZ-Annahmen

 

Sole-Wasser-Wärmepumpen mit Kollektor: bis 4

Sole-Wasser-Wärmepumpen mit Erdsonde: bis 4,5

Wasser-Wasser-Wärmepumpen: bis 4,5

Luft-Wasser-Wärmepumpen: bis 3,3

 

Vor allem Luft-Wasserwärmepumpen werden wegen ihrer relativ niedrigen Effizienz oft bivalent, also parallel zu einem zweiten Heizsystem (kann auch ein Elektro-Heizstab sein), betrieben. Pumpen, die Grundwasser oder Erdreich anzapfen, eignen sich zum monovalenten, also Allein- Betrieb. Eine positive Ökobilanz ergibt sich erst ab einer JAZ von 4 (4 kWh Nutzwärme aus 1 kWh Strom; in der Praxis oft nicht erreicht).

 

Leistungszahl (COP)

Den so genannten "coefficient of performance" geben Händler auf ihren Geräten als Vergleichswert an. Er bezeichnet die Leistungszahl gemäß theoretischer Berechnungen oder unter bestimmten Testbedingungen. Der COP besteht aus Buchstaben und Zahlen, z.B. "A2W35".

 

Die Buchstaben W,B und A stehen für Wasser, Sole (engl.= brine) und Luft (engl.= air). "A2W35" besagt, dass die Luft-Wärmepumpe bei 2°C Lufttemperatur 35 °C warmes Wasser erzeugt.

 

Linktipps

 

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