Eine Wärmepumpen-Heizung besteht aus den Systemkomponenten zur Erschließung der Wärmequelle, der Wärmepumpe mit Regelung, einem Warmwasser- oder/ und Pufferspeicher und der Wärmeverteilung im Haus. Je besser alle Komponenten aufeinander abgestimmt sind, desto höher die Effizienz der Wärmepumpen-Heizung. Wir erklären Ihnen die Systemkomponenten und mögliche Varianten.

 

Wärmepumpen können aus drei Energiequellen Wärme gewinnen. Aus dem Erdreich, aus Grund-/ Oberflächenwasser und aus der Luft. Welche Wärmequelle am besten geeignet ist, hängt von verschiedenen Faktoren ab, die vor Ort von einem Fachbetrieb begutachtet werden sollten: Größe und Lage des Grundstücks, Beschaffenheit des Erdreichs energetischer Ist-Zustand des Gebäudes sowie Heizkörpersituation. Die fachmännische Bezeichnung einer Wärmepumpe orientiert sich an dem Medium, mit dem die Wärmepumpe die Wärmequelle erschließt (Sole, Wasser, Luft) und wie die Wärme im Haus verteilt wird (in der Regel Wasser). Ein Wärmepumpen-System besteht zumeist aus der Wärmepumpe mit Regelung, der Wärmequellen-Erschließung, einem Trinkwarmwasserspeicher und einem Pufferspeicher zur Überbrückung von Sperrzeiten. Optimal arbeitet das System nur in Verbindung mit einer Flächenheizung wie z.B. einer Fußbodenheizung.

 

Wärmequellen

Erdreich als Wärmequelle

Die Erdwärmepumpe wird als Sole/Wasser-Wärmepumpe bezeichnet und erfordert für die Erdkollektoren eine ausreichend große unversiegelte Grundstücksfläche, in etwa doppelt so groß wie die zu beheizende Wohnfläche. Die Erdkollektoren werden in einer Tiefe von 1,2 bis 1,5 m verlegt. In den Rohren des Erdkollektors zirkuliert ein Solegemisch, das die aufgenommene Wärme zur Wärmepumpe bringt. Können Erdkollektoren nicht eingesetzt werden, dann sind Erdsonden, die über eine Bohrung bis 100 m tief eingebracht werden, die aufwändigere Alternative. Vorteil bei Erdsonden ist die ganzjährig konstante Temperatur in der Tiefe. So kann die Wärmepumpe mit nahezu konstanter Effizienz betrieben werden. Ein Wärmeträgermedium bringt die Erdwärme zur Wärmepumpe.

Erdwärmekollektor und Erdwärmesonde

Foto: Erdwärmekollektor und -sonde im Vergleich, © Bundesverband Wärmepumpe e.V.

 

Grundwasser/ Oberflächenwasser als Wärmequelle

Ist Grund- oder Oberflächenwasser vor Ort verfügbar, kann es relativ bequem zum Betrieb einer so genannten Wasser/Wasser-Wärmepumpe genutzt werden. Über einen Saugbrunnen gelangt das Grundwasser zu einem Wärmeüberträger, wo die Wärmepumpe Energie aufnimmt. Über den sogenannten Schluckbrunnen fließt das Grundwasser zurück. Die ganzjährig nahezu gleichbleibenden Temperaturen des Grundwassers sorgen für einen sehr effizienten Betrieb.

Brunnenanlage Wärmepumpe

Funktion Brunnenanlage, © Bundesverband Wärmepumpe e.V.

 

Außenluft als Wärmequelle

Bei einer Luftwärmepumpe (Fachausdruck: Luft/Wasser-Wärmepumpe) wird über ein Gebläse Außenluft angesaugt. Ein Wärmeüberträger entzieht der angesaugten Luft Energie, die dann von der Wärmepumpe in nutzbare Energie für das Haus umgewandelt wird. Neben der Außenaufstellung ist auch eine Aufstellung im Keller möglich. Bei den Split-Varianten erfolgt die Wärmeaufnahme aus der Luft in der Außeneinheit und die Wärmeabgabe an das Heizungswasser in der Inneneinheit im Keller.

 

Ein geschlossener Kreislauf

Die Wärme aus Erdreich, Grund-/Oberflächenwasser oder Luft wird in der Wärmepumpe über einen Wärmetauscher, den sogenannten Verdampfer, auf ein flüssiges Kältemittel übertragen und im Kompressor verdichtet. Das heiße und gasförmige Kältemittel gibt dann einem zweiten Wärmetauscher, den Verflüssiger, dies Wärme vollständig an das Heizsystem und den Warmwasserspeicher ab. Das Kältemittel kühlt sich dabei stark ab und wird flüssig. Anschließend strömt das Kältemittel über ein Expansionsventil zum Druckabbau, zurück zum Verdampfer. Der Kreislauf kann von vorne beginnen. Moderne Wärmepumpen heizen oder kühlen, erwärmen auf Wunsch das Trinkwasser und haben teilweise auch schon integrierte Warmwasserspeicher. Eine Kombination mit Pufferspeichern ist ebenfalls möglich.

 

Wärmepumpen-Regler sorgt für hohen Bedienkomfort

Wärmepumpen-Regler garantieren eine leichte Handhabung und einen hohen Bedienungskomfort. Sie steuern ein oder mehrere Heizkreise für die Wärmeversorgung, verändern Heiztemperaturen oder Warmwassertemperaturen nach Bedarf und sorgen auch für eine sommerliche Kühlung. Moderne Wärmepumpen-Regler verfügen über eine integrierte Internetschnittstelle. So kann die komplette Wärmepumpen-Heizung auch von unterwegs via Hersteller-App gesteuert werden.

 

Flächenheizung - die ideale Wärmeverteilung

Je niedriger die benötigte maximale Vorlauftemperatur des Heizsystems ist, desto effizienter und wirtschaftlicher arbeitet eine Wärmepumpe. Ideal ist der Betrieb mit niedrigen Vorlauftemperaturen, wie er bei Flächenheizungen, beispielsweise einer Fußbodenheizung oder einer Wandheizung, möglich ist. Bei einer Heizungsmodernisierung gilt es, die maximal benötigten Vorlauftemperaturen eines bestehenden Hochtemperatur-Heizsystems zu reduzieren. Hier sind bis zu 50 Grad Celsius im Altbau möglich. Dies kann durch Wärmedämm-Maßnahmen erfolgen. Die Frage, ob eine bestehende Wärmeverteilung mit Rohrnetz und Radiatoren genutzt werden kann, oder durch Niedertemperatur-Radiatoren beziehungsweise eine Fußbodenheizung ersetzt werden müssen, ist am besten bei einem Beratungsgespräch vor Ort mit einem Fachbetrieb zu klären.

 

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Quelle: Bosch Thermotechnik GmbH

Foto: Buderus

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