Wie funktioniert eine Wärmepumpe?

Was ist das Funktionsprinzip einer Wärmepumpe?

Eine Wärmepumpe wandelt elektrische Energie in Wärme um. Ihre Funktionsweise ist jedoch komplexer als die eines Heizkörpers oder einer elektrischen Heizung. Sie nutzt thermodynamische Prozesse wie Kompression, Abkühlung, Expansion und Erwärmung eines Heizmediums. Durch die Kompression steigt die Temperatur, die über einen Wärmetauscher in den Innenraum geleitet wird. Bei der anschließenden Expansion sinkt die Temperatur deutlich (bis zu -20 Grad Celsius). Ist die Außentemperatur höher als die Temperatur des expandierten Heizmediums, kann dieses nach der Erwärmung wieder komprimiert und die Wärme erneut entnommen werden. Der Heizvorgang findet somit in einem geschlossenen Kreislauf statt.

Wie gewinnt eine Wärmepumpe Energie von außerhalb des Gebäudes?

Je nach Wärmepumpentyp kann die Wärmepumpe Wärme aus der Umgebung (Luftwärmepumpen) oder aus dem Erdreich (Erdwärmepumpen) gewinnen. Wärmetauscher sind ein wichtiger Bestandteil einer Wärmepumpe. Sie transportieren thermische Energie ins Gebäudeinnere und entziehen dem Arbeitsmedium Kälte an der Gebäudeaußenseite. 

Arten von Wärmepumpen

Worin bestehen die Unterschiede zwischen einer Split- und einer Monoblock-Wärmepumpe?

Ein Monoblock-System geht davon aus, dass sich das gesamte System inklusive Heizmedium im Freien befindet und von dort die Wärme für die Zentralheizung und die Warmwasserbereitung entnommen wird. Bei einem Split-System ist das Heizmediumsystem komplexer, da es in die Wohnung/das Haus gelangt, wo ein Wärmetauscher die erzeugte Wärme aus dem Medium entnimmt. Dies führt aufgrund des längeren Transportwegs zu Kompressionsverlusten des Mediums. Interessanterweise sind Split-Systeme kostengünstiger. Daher sind beide Systeme vorteilhaft: Das eine bietet niedrigere Investitionskosten, das andere niedrigere Betriebskosten.

Vergleich von Boden- und Luftpumpen

Die Hauptunterschiede zwischen Erdwärmepumpen liegen im Preis und der Effizienz. Erdwärmepumpen sind aufgrund der erforderlichen Erdarbeiten teurer. Diese umfassen vertikale Bohrungen oder horizontale Installationen, in der Regel abhängig von der verfügbaren Fläche und den Bodeneigenschaften. Die Differenz der Investitionskosten lässt sich schwer beziffern, liegt aber typischerweise zwischen 10 und 401 TP³T. Da die Temperatur im Erdreich das ganze Jahr über stabil bleibt und bis zu 10 Grad Celsius erreichen kann, ist auch der COP (Coefficient of Performance) konstant. Dieser Wert ist entscheidend, da er angibt, wie viele kWh Wärme pro kWh zugeführter elektrischer Energie erzeugt werden. Bei Luftwärmepumpen ist der COP im Jahresdurchschnitt niedriger und schwankt mit der Lufttemperatur. 

Da sich die Außeneinheit einer Luft-Wasser-Wärmepumpe üblicherweise in der Nähe des Hauses befindet, erzeugen Kompressor, Ventilator und gegebenenfalls weitere Komponenten Geräusche. Diese Geräusche sind vergleichbar mit denen eines Kühlschranks und stellen daher in den meisten Fällen einen untergeordneten Aspekt dieser Wärmepumpenart dar.

Wärmepumpen werden auch zur Klimatisierung eingesetzt und können daher auch im Umkehrbetrieb arbeiten. In diesem Fall sind Erdwärmepumpen deutlich effizienter und benötigen wesentlich weniger Energie zum Kühlen von Räumen als Luftwärmepumpen.

Wärmepumpeninstallation

Welche Kosten entstehen für die Installation einer Wärmepumpe und wie wird die Wärmepumpe installiert?

Natürlich hängt der Preis von verschiedenen Faktoren ab: ob Sie sich für eine Monoblock- oder Split-Wärmepumpe, eine Erd- oder Luftwärmepumpe entscheiden, von der zu beheizenden Fläche, der Gebäudedämmung, ob die Wärmepumpe die primäre Wärmequelle sein soll und vom jeweiligen Hersteller. Daher kann der Preis einer Wärmepumpe inklusive Installation zwischen 25.000 und 140.000 PLN liegen. Es gibt jedoch zahlreiche Förderprogramme für diese Technologie. Kontaktieren Sie uns daher für weitere Informationen.

Bei bodenmontierten PCs verlängern die Erdarbeiten zusätzlich die Installationszeit, während die Standardinstallationszeit durch ein Team von Technikern etwa 2-4 Werktage beträgt.

Sind zusätzliche Fußbodenheizungsinstallationen erforderlich?

In der Regel ist dies in den meisten Fällen nicht notwendig. Es lohnt sich jedoch, ein konkretes Projekt mit unserem Spezialisten zu besprechen, um sicherzustellen, dass Ihre Heizung auch nach dem Wechsel von einem Gas- oder Ölkessel zu einer Wärmepumpe genauso effizient arbeitet.

Finanzierung und Subventionen für Wärmepumpen

Welche Fördermittel gibt es für den Kauf und die Installation einer Wärmepumpe?

Das von den meisten Investoren genutzte Programm ist das staatliche Förderprogramm „Saubere Luft”, das bereits seit einigen Jahren läuft. Es ermöglicht eine Erstattung von bis zu 70.000 PLN, abhängig vom geplanten Rückbau der alten Heizungsanlage, dem Kauf einer Wärmepumpenanlage und den Installationskosten. Noch höhere Zuschüsse sind möglich, wenn der Eigentümer neben der Heizungsanlage auch eine energetische Sanierung des Gebäudes oder die Installation einer Photovoltaikanlage plant. Wichtig ist, dass das Programm die Einkommensvoraussetzungen der Teilnehmer berücksichtigt. Personen mit den niedrigsten Einkommen erhalten die höchsten Zuschüsse, während Personen mit einem Jahreseinkommen über 135.000 PLN keine Förderung erhalten.

Welche anderen Fördermittel gibt es neben dem Clean Air-Programm?

Worauf Sie bei der Auswahl der besten Wärmequelle achten sollten

Wärmepumpeneffizienz

Der COP (Leistungszahlkoeffizient) einer Pumpe beschreibt ihre Fähigkeit, elektrische Energie in Wärme umzuwandeln. Bei Wärmepumpen ist dieser Koeffizient größer als 1. 

Je höher der Wert, desto besser für Ihre Energiekosten. Bei hohen COP-Werten reichen schon wenige Kilowattstunden Energie aus, um an den meisten Tagen des Jahres ausreichend Wärme zu liefern. 

Wenn wir bisher mit elektrischer Heizung geheizt haben, zeigt uns der COP-Wert, wie viel wir an Heizkosten sparen können, wenn wir auf eine Wärmepumpe umsteigen. 

Installationskosten und Betriebskosten

Die Preisspanne für Geräte auf dem Markt ist sehr groß und hängt in der Regel von Technologie, Leistung, Effizienz, Langlebigkeit und Benutzerfreundlichkeit ab. Auch die Installationspreise der verschiedenen Anbieter können variieren. 

Die Betriebskosten einer Wärmepumpe hängen nicht nur vom Energieverbrauch und den Strompreisen ab, sondern auch von den Kosten regelmäßiger Wartungen. Bei Wärmepumpen empfiehlt es sich, den Zustand der Systemkomponenten jährlich zu überprüfen und gegebenenfalls das Heizmedium nachzufüllen. Diese Wartungen sind oft auch entscheidend für den Erhalt der Herstellergarantie.

Pumpenleistungs- und Betriebstemperaturbereich

Die Leistung eines Heizgeräts wird anhand vieler Faktoren ausgewählt: Nutzfläche, Dämmstärke, Heizprofil und Haushaltsgröße. Auch die gewählte Wärmepumpentechnologie, das Vorhandensein einer alternativen Wärmequelle und die Art des Heizsystems (Fußbodenheizung oder Heizkörper) spielen eine wichtige Rolle. Anbieter von Heizsystemen geben diese Daten häufig in ihre Systeme ein, die den Wärmebedarf ermitteln. Dieser wird dann in Wärmeleistung umgerechnet. Unter Berücksichtigung des COP-Werts ergibt die Analyse die elektrische Leistung der Wärmepumpe. Auf Basis dieses Ergebnisses wird ein passendes Gerät ausgewählt, das den Heizbedarf deckt. 

Der Temperaturbereich ist für Luft-Luft-Wärmepumpen entscheidend, da die Außentemperaturen im Jahresverlauf stark schwanken und der COP dadurch zwischen 0,9 und 5 variiert. Sinkt die Lufttemperatur unter -20 Grad Celsius, muss das Heizmedium durch ein Heizelement erwärmt werden, um die gewünschte Raumtemperatur zu halten. Dieses elektrische Heizelement verbraucht natürlich Energie, was den COP deutlich reduziert. Solch niedrige Temperaturen sind in den letzten Jahren extrem selten geworden, weshalb Luft-Luft-Wärmepumpen immer beliebter werden. 

Service – Benutzerkomfort und mobiler Zugriff

Wärmepumpensysteme sind heutzutage hochgradig automatisiert und verfügen meist sogar über mobile Apps zur Überwachung und Steuerung des Betriebs, zum Empfang von Alarmen und zur Kontaktaufnahme mit dem Installateur oder dem Kundendienst des Herstellers. Wenn Ihnen dieser Komfort wichtig ist, präsentiert Ihnen unser Berater gerne passende Lösungen.

Zusammenfassung

Wärmepumpen sind etwas komplexere Systeme als Gasheizkessel oder elektrische Heizungen. Da sie natürlich vorkommende Wärme nutzen – in der Luft, im Erdreich oder in Gewässern –, zählen sie zu den erneuerbaren Energiequellen. 

Es gibt auch eine Lösung auf dem Markt, die als Hybrid-Wärmepumpe bezeichnet wird. Diese wird normalerweise auf eine bestimmte Außentemperatur eingestellt und nutzt dann Gas, meist Erdgas, für die Zentralheizung und einen Warmwasserspeicher. 

Eine Wärmepumpe kann auch sehr gut mit Photovoltaik, einer kleinen Windkraftanlage, einem Energiespeicher oder einem Wärmepuffer kombiniert werden, wodurch Sie ein teilweise unabhängiges Energiesystem auf Basis erneuerbarer Energiequellen schaffen können, das niedrige Betriebskosten für Ihren Haushalt oder landwirtschaftlichen Betrieb gewährleistet.