Wärmepumpen

Eine Alternative zu unsicheren Kostenentwicklungen von Brennstoffen wie Gas und Öl ist dabei die Wärmepumpe: Die Wärmepumpen nutzen thermische Energien aus Luft, Erde oder Wasser. Dadurch kann auf Brennstoffe wie Öl und Gas weitgehend verzichtet werden. Eine Wärmepumpe kann zusätzlich mit Solaranlagen kombiniert werden, um den Strombedarf der Wärmepumpe zu decken.

Was ist eine Wärmepumpe?

Eine Wärmepumpe ist eine Heizung, die thermische Energien in der Umwelt nutzt, um das Gebäude wie gewohnt zu erhitzen. Wärmepumpen verzichten auf klassische Brennstoffe wie Holz, Öl oder Gas und verwenden anstelle dessen die thermische Energien durch ein komplizierten Prozess innerhalb der Wärmepumpe. Wärmepumpen funktionieren nicht wie Holzheizungen, Gasheizungen oder Ölheizungen durch Verbrennungen, sondern mit einem Verfahren. mit dem thermische Energie mit geringerer Temperatur auf ein höheres Temperaturniveau angehoben wird. Der Prozess im Kühlschrank wir gedreht und anstelle die Temperatur zu kühlen, wir mit einem ähnlichen Verfahren die Temperatur erhitzt. Dadurch kann die Wärme in der Umwelt im Heizungssystem des Hauses verwendet werden, z.B. für die Wasserbereitung oder die Heizung von Räumen.

 

Welche Arten von Wärmepumpen gibt es?

Es gibt Wärmepumpen, die sich aus der Umweltenergie der Luft, Erde oder des Grundwassers bedienen und dabei Energie in Form von Wärme für das eigene Haus gewinnen: Es gibt Luft-Luft-Wärmepumpen, Luft-Wasser-Wärmepumpen, Wasser-Wasser-Wärmepumpen und Sole-Wasser-Wärmepumpen

 

Wie funktioniert eine Wärmepumpe?

Jede Wärmepumpe ob Luft, Wasser oder Erde bringt seine eigene Funktionsweise mit sich. Im folgenden werden die unterschiedlichen Arten von Wärmepumpen erklärt.

Wärmepumpen im Kostenvergleich

Beispiel: 140 Quadratmeter und 28.000 Kilowattstunden/Jahr Wärmebedarf

Luft-Wasser-Wärmepumpen
Geräte und Montage: 10.000 – 18.000 Euro
Dazu kommt der jährliche Strombedarf für den Betrieb der Wärmepumpe in Höhe von 1.700 Euro.

Luft-Luft-Wärmepumpen
Geräte und Montage: 10.000 – 16.000 Euro
Dazu kommt der jährliche Strombedarf für den Betrieb der Wärmepumpe in Höhe von 3.000 Euro.

Wasser-Wasser-Wärmepumpen
Geräte und Montage: 13.000 – 20.000 Euro
Dazu kommt der jährliche Strombedarf für den Betrieb der Wärmepumpe in Höhe von 1.300 Euro.

Sole-Wasser-Wärmepumpen
Geräte und Montage: 10.000 – 18.000 Euro
Dazu kommt der jährliche Strombedarf für den Betrieb der Wärmepumpe in Höhe von 1.300 Euro.

Wie kann die Effizienz der Wärmepumpe gemessen und verglichen werden?

Mit der Leistungszahl (COP) kann die Effizienz  – als Momentaufnahme – der Wärmepumpe gemessen werden. Auch die Jahresarbeitszahl (JAZ) kann auch herangezogen werden um alle Gewinne und Verlustes des Jahres wiederzuspiegeln. Beide Werte werden ermittelt aus dem Verhältnis von ab- und zugeführter Energie, wobei der COP-Wert jedoch nur eine Momentaufnahme abbildet. Der COP-Wert wird immer nur für einen bestimmten Moment/Zustand bestimmt, und zwar bei einer Lufttemperatur von 10 Grad und einer Vorlauftemperatur von 35 Grad: also COP 10/35. Der COP-Wert trifft in der Praxis eher seltener zu, daher sollte man auf den JAZ-Wert schauen!

JAZ-Wert einer Wärmepumpe

JAZ = Qab / Qzu
Qab = abgeführte thermische Energie (gemessen durch den Wärmemengenzähler)
qzu = zugeführte elektrische Energie (gemessen durch den Stromzähler)

Beispiel:

Eine Wärmepumpe, die einen JAZ-Wert von 3 bis 4,5 besitzt gibt 3 – 4,5 mal so viel Wärme ab, als sie Strom aus dem externen Stromnetz kostenpflichtig beziehen muss. Bei einer Wärmepumpe mit 12 kWh Leistung werden 3 kWh Strom eingesetzt und 9 kWh Umweltwärme gewonnen. Wenn Sie nun die Gesamtleistung von 12 kWh durch den eingesetzten Strom (in unserem Fall 3 kWh) teilt, ergibt das 4 – das ist die Jahresarbeitszahl.

Anders kann auch der Strombedarf (STB) ermittel werden:

STB = Wärmebedarf / JAZ

Hat ein Haus einen Wärmebedarf von 20.000 Kilowattstunden im Jahr, und erzielt die Wärmepumpe einen JAZ-Wert von 4, ermittel sich folgender Strombedarf:

STB = 20.000 / 4 = 5.000 Kilowattstunden Strom

Kostet nun eine kWh Strom 0,32 € belaufen sich die Stromkosten auf 5.000 * 0,32 € = 1.600 € pro Jahr das sind 133 Euro pro Monat

 

COP-Wert einer Wärmepumpe

Der COP-Wert wird angegeben in der Form „Buchstabe °C Wert / Buchstabe °C Wert = COP Wert.“ Bei einer Lufttemperatur von 10 Grad und einer Vorlauftemperatur von 35 Grad: also COP A10/35. Der erste Wert gibt das Temperaturniveau der Wärmequelle an (B für Erdreich, W für Grundwasser, A für Luft). Der zweite Wert gibt die Vorlauftemperatur für die Raumheizung an. Ein guter Cop-Wert sind dabei Werte zwischen 3 und 5. Wärmepumpen mit einem COP-Wert von unter 2 sind in der Regel unwirtschaftlich.

A = Luft
B = Erde
W =Wasser (Grundwasser)

Beispiel COP-Wert: B 0°C / W 35°C = 4,4.

In diesem Beispiel benötigt die Wärmepumpe bei einer Heizleistung von 15 kW etwa 3,75 kW elektrische Energie (also 1/4), um 11,25 kW Umweltenergie auf das benötigte Temperaturniveau von 15 kW zu bringen und der Heizungsanlage bereitzustellen.

Für die Förderung legt das BAFA folgende COP-Werte für elektrisch betriebene Wärmepumpen fest:

  • Luft/Wasser-Wärmepumpen: COP = 3,10 (A2/W35)
    Außenluft von 5 Grad und einer Ziel-Vorlauftemperatur von 35 Grad
  • Sole/Wasser-Wärmepumpen: COP = 4,30 (B0/W35)
    Erdwärme von 0 Grad und einer Ziel-Vorlauftemperatur von 35 Grad
  • Wasser/Wasser-Wärmepumpen: COP = 5,10 (W10/W35)
    Wasserwärme von 10 Grad und einer Ziel-Vorlauftemperatur von 35 Grad

Achtung: Die niedrige Vorlauftemperatur von 35 Grad deutet darauf hin, dass eine Fußbodenheizung installiert ist.

 

 

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