Alles, was Sie über Wärmepumpen wissen müssen (eBook)

WISSENSGEBIET 2

EINSATZGEBIETE UND BAUFORMEN

In Wohngebäuden erfüllen Wärmepumpen vor allem die folgenden drei Funktionen:

Manche Wärmepumpen werden ganz gezielt nur für eine dieser Funktionen eingesetzt. Wieder andere können sowohl Wohnräume heizen und kühlen als auch zusätzlich das Warmwasser bereiten.

Was eine Wärmepumpe kann und wofür sie eingesetzt wird, hängt von ihrer jeweiligen Bauart ab. Hinzu kommen noch weitere Unterschiede, wie z.B. die Quelle, aus der die Wärmepumpe Wärme aus der Umwelt bezieht.

Im Wissensgebiet „Basiswissen Wärmepumpen“ hatten wir die drei gängigen Wärmequellen bereits kennengelernt: die Außenluft, das Erdreich und das Grundwasser. Im Folgenden werden wir uns ausführlich mit diesen drei unterschiedlichen Wärmepumpenarten beschäftigen:

Darüber hinaus schauen wir uns noch ein paar zusätzliche Themenfelder an, die in Verbindung mit Wärmepumpen relevant sind:

Bevor wir nun aber ins Thema einsteigen, möchte ich zunächst noch eine Begriffsbestimmung voranstellen. Denn bei der Bezeichnung von Wärmepumpen und deren Bauformen finden sich häufig Begriffskombinationen, die nicht selbsterklärend sind. Damit wir alle von Anfang an wissen, was genau gemeint ist, hier nun eine kurze Begriffserklärung.

BEGRIFFSERKLÄRUNG

Wer sich bereits mit Wärmepumpen beschäftigt hat, wird mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit schon einmal von den Luft-Wasser-Wärmepumpen gehört oder gelesen und sich bei der Kombination aus Luft und Wasser möglicherweise gefragt haben: „Was denn jetzt, Luft oder Wasser?“ Tatsächlich ist diese Kombination aber kein Widerspruch, sondern die erstgenannte Luft bezeichnet die Wärmequelle, das darauffolgende Wasser beschreibt die Wärmeübergabe an den Raum. Eine Luft-Wasser-Wärmepumpe ist demnach eine Wärmepumpe, deren Wärmequelle die Außenluft ist und bei der die Wärme im Haus über das vorhandene Wärmeübergabesystem, also über die Rohrleitungsverteilung und die Heizkörper/die Fußbodenheizung an die Räume abgegeben wird. Bei diesen klassischen Wärmeübergabesystemen passiert die Wärmeübergabe nämlich durch Wasser, das in den Rohren und Heizkörpern durchs Haus gepumpt wird. Die Systematik hinter der Wärmepumpenbezeichnung sieht also wie folgt aus:

Bei Wärmepumpen gibt es bezüglich der Wärmequelle und der Wärmeübergabe unterschiedliche Kombinationen. Wird für Wärmepumpen allerdings nur eine einzelne Bezeichnung vorangestellt, wie bei „Luft-Wärmepumpe“ oder „Wasser-Wärmepumpe“, dann ist mit der Luft oder dem Wasser immer die Wärmequelle und nicht die Wärmeübergabe gemeint.

LUFT-WÄRMEPUMPEN

Luft-Wärmepumpen beziehen ihre Umweltwärme aus der Außenluft. Um die Wärme der Außenluft nutzen zu können, brauchen sie einen Außenluftwärmetauscher.

Im Vergleich zu Erdreich- und Grundwasser-Wärmepumpen kommen die Luft-Wärmepumpen mit Abstand am häufigsten vor. Warum das so ist, lässt sich leicht erklären. Die Luft-Wärmepumpe ist mit Abstand die günstigste der drei Varianten.

Denn während man für eine Erdreich-Wärmepumpe recht aufwendige Erdreich-Wärmetauscher wie z.B. Erdsonden mit tiefen Erdbohrungen benötigt und für eine Grundwasser-Wärmepumpe diverse Gutachten erstellen und zwei Grundwasserbrunnen bohren muss, ist der Luftwärmetauscher einer Luft-Wärmepumpe ein recht simples und kostengünstiges Massenprodukt.

Durch die vergleichsweise geringen Anschaffungskosten liegt der Marktanteil von Luft-Wärmepumpen daher bei rund 85 Prozent. Die restlichen 15 Prozent teilen sich die Erdreich-Wärmepumpe (10 Prozent) und die Grundwasser-Wärmepumpe (5 Prozent) unter sich auf. Allerdings haben Luft-Wasser-Wärmepumpen gegenüber den beiden teuren Alternativen auch einen Nachteil: Sie sind etwas weniger energieeffizient. Anders ausgedrückt: Aus jeder Kilowattstunde Strom erzeugt die Luft-Wasser-Wärmepumpe weniger Kilowattstunden Wärme. Der Effizienzunterschied ist allerdings nicht so groß, dass der Mehrpreis für die teureren Varianten auf jeden Fall immer gerechtfertigt wäre. Mehr zum Thema Energieeffizienz von Wärmepumpen findet sich im Wissensgebiet „Energieeffizienz und Umweltwirkung“.

Luft-Wärmepumpen gibt es in drei unterschiedlichen Bauformen:

Bei den Split-Geräten werden die technischen Komponenten des Kältekreislaufes getrennt voneinander teilweise im Haus und teilweise davor untergebracht. Daher kommt auch die Bezeichnung Split (von englisch to split: aufteilen).

In der Außeneinheit sind die Teile verbaut, die Geräusche verursachen. Dazu gehören ein Ventilator, ein Verdampfer und ein Kompressor, auch Verdichter genannt. Die Außeneinheit steht meist im Vorgarten oder ist an der Hauswand montiert. Die Inneneinheit steht dagegen meist im Heizungsraum. In ihr sind der Verflüssiger, die Umwälzpumpe und die Regelungstechnik untergebracht:

Anders ist das bei den sogenannten Kompaktgeräten, die ihren Namen ihrer kompakten Bauart verdanken. Denn hier sind Verdichter, Verdampfer und Wärmetauscher in einer gemeinsamen Einheit verbaut. Alles steht an einem Platz. Kompaktgeräte werden häufig auch als Monoblock-Wärmepumpen bezeichnet.

Kompaktgerät und Monoblockgerät bezeichnet also dieselbe Art von Gerät, und es gibt sie in zwei unterschiedlichen Ausführungen: einmal als reines Außengerät, das im Außenbereich Aufstellung findet, und einmal als Innengerät, das, wie auch hier der Name verrät, eben im Haus aufgestellt wird.

Die Kompaktgeräte für die Außenaufstellung sind natürlich größer als die Außeneinheiten von Split-Anlagen. Dasselbe gilt auch für die Innengeräte, die aber noch eine weitere Besonderheit haben. Da sich bei reinen Innengeräten auch der Wärmetauscher im Inneren des Hauses befindet, muss der Wärmeaustausch bzw. Luftaustausch durch recht große Lüftungskanäle stattfinden. Diese wiederum benötigen entsprechend große Öffnungen in der Außenwand.

In einem Neubau ist so eine Innenaufstellung meist gut plan- und realisierbar, erfordert im Altbau allerdings umfangreiche Umbaumaßnahmen, die mitunter auch statisch relevant sein können. Ist das der Fall, wird es aufwendig und teuer. Im Altbau ist die Innenaufstellung von Kompaktgeräten dadurch weniger gut geeignet und kommt daher auch kaum vor. Kompaktgeräte zur Außenaufstellung sind hingegen immer dann eine gute Wahl, wenn der Heizungsraum klein, im Außenbereich jedoch ausreichend Platz vorhanden ist.

Aber ganz egal ob Außen- oder Innenaufstellung, Kompaktgeräte bieten gegenüber den Split-Geräten einen wichtigen Vorteil: Für die Montage und Inbetriebnahme ist kein zertifizierter Kältemitteltechniker erforderlich, da der Kältekreis in sich geschlossen in einem Gehäuse verbaut ist.

ERDREICH-WÄRMEPUMPEN

Erdreich-Wärmepumpen werden häufig auch als Sole-Wasser-Wärmepumpen bezeichnet. Um die Umweltwärme zu nutzen, benötigen sie einen Erdreich-Wärmetauscher. Durch diesen wird ein Gemisch aus Glykol und Wasser, auch Sole oder Soleflüssigkeit genannt, gepumpt. Während die Soleflüssigkeit den Wärmetauscher in der Erde durchströmt, entzieht sie dem Erdreich Wärme und wird so um mehrere Grad Celsius erwärmt. Da das Erdreich ab einer gewissen Tiefe ganzjährig frostfrei ist, wird die Erdreich-Wärmepumpe auch an den kältesten Tagen des Jahres mit Umweltwärme oberhalb des Gefrierpunktes versorgt.

Im Vergleich zur Luft-Wasser-Wärmepumpe ist die Erdreich-Wasser-Wärmepumpe gemeinhin deutlich effizienter, aber auch deutlich teurer, denn der Erdreich-Wärmetauscher ist ein erheblicher zusätzlicher Kostenfaktor. Die höheren Kosten, die Tatsache, dass nicht jedes Grundstück für einen Erdreich-Wärmetauscher geeignet ist, und die hohe planerische und handwerkliche Komplexität sind Gründe dafür, dass der Marktanteil von Erdreich-Wärmepumpen wie bereits erwähnt bei lediglich rund 10 Prozent liegt.

Für die Erdwärmenutzung stehen mehrere sehr unterschiedliche...