Allgemeine Infos Wärmepumpe

Die Wärmepumpe (Quelle: bartlwp.de, waermepumpe.de)

Das Prinzip der Wärmepumpe:
Zum leichteren Verständnis kann man die Wärmepumpe vom Funktionsprinzip mit einem Kühlschrank vergleichen. Ein Kühlschrank entzieht den Lebensmitteln die Wärme und gibt diese nach außen ab. Nach diesem Prinzip arbeitet auch eine Wärmepumpe, sie nimmt Wärme aus der Erde, dem Wasser oder der Luft auf und wandelt diese zur Heizwärme um. Die Formel lautet: 75% Sonnenwärme + 25% Antriebsenergie = 100% Heizwärme.

Funktionsschema Wärmepumpe:
Die Hauptaggregate einer Wärmepumpe sind die beiden Wärmetauscher (Kondensator und Verdampfer), der Verdichter und das Entspannungsventil. Der aus diesen Komponenten bestehende Kältekreis ist mit einem Medium, dem Kältemittel befüllt. Der Kältekreis erzeugt - wie der Name schon sagt - Kälte, damit Wärme aus der Umwelt am Verdampfer aufgenommen werden kann. Auf der anderen Seite des Kreislaufs (Kondensator) gibt das Kältemittel diese Wärme an die Heizung ab, nachdem der Verdichter es auf Heiztemperaturniveau "gepumpt" hat. Das Entspannungsventil mindert den Druck des Kältemittels, das sich dadurch abkühlt. Der Kreislauf beginnt von vorn.

Arbeitsweise der Wärmepumpe:
Jeder Wärmepumpenprozess kann in 4-Stufen eingeteilt werden, in denen das Kältemittel verschiedenen Zustandsänderungen eingeht: Verdampfung, Verdichtung, Kondensation (verflüssigen) und Expansion (entspannen).

1. Verdampfung
Als Verdampfer bezeichnet man den Wärmetauscher, in dem Kältemittel vom flüssigen Zustand in dampfförmigen übergeht. Die Verdampfung erfolgt unter Zufuhr von Wärmeenergie, die der Umgebung - Grundwasser, Erdreich oder Außenluft - entzogen wird.

2. Verdichtung
Das gasförmige Kältemittel (z. Bsp. R407C) wird vom Kompressor angesaugt und durch die Verdichtung auf hohen Druck und hohe Temperatur gebracht. Zusätzlich nimmt das Kältemittel noch die Wärme auf, die der Antriebsenergie des Kompressors entspricht.

3. Kondensation
Das dampfförmige Kältemittel wird mit hoher Temperatur in den Kondensator - wiederum ein Wärmetauscher - gedrückt und gibt dort seine Wärme an das Heizungswasser ab. Dabei wird der Kältemitteldampf kondensiert.

4. Expansion
Um den Kältekreislauf wieder zu schließen, muss das Kältemittel vom hohen Druck auf den Ausgangsdruck entspannt werden. Dabei wird das Kältemittel kalt und kann dann im Verdampfer wieder Energie aufnehmen. Anteile der Energieverbraucher im Haushalt - Die Heizung ist der größte Posten beim Endenergieverbrauch der Haushalte:

Betriebsweise der Wärmepumpe:
Die Betriebsweise wird vorrangig durch die Wärmequelle bestimmt. Daneben können die Auslegung des Heizsystems in vorhandenen Anlagen oder das Tarifmodell des jeweiligen Energieversorgungsunternehmens die Wahl der Betriebsweise beeinflussen.

- Monovalenter Betrieb
Durchgesetzt hat sich der monovalente Betrieb, hier ersetzt die Wärmepumpe den traditionellen Heizkessel. Sie deckt den Wärmebedarf des Gebäudes das ganze Jahr über zu 100 %. Dieser Anwendungsart sollte, wenn möglich, der Vorzug gegeben werden. In der Regel werden Sole/Wasser- oder Wasser/Wasser-Wärmepumpen monovalent betrieben.

- Monoenergetischer Betrieb
Die Wärmepumpe deckt einen Großteil der benötigten Wärmeleistung ab. An wenigen Wintertagen mit besonders niedrigen Temperaturen ergänzt ein elektrischer Heizstab die Wärmepumpe. Diese Betriebsart ist u.U. bei der Luft/Wasser-Wärmepumpe sinnvoll.

- Bivalenter Betrieb
Die Wärmepumpe deckt den Wärmebedarf zum größten Teil allein. Unterhalb einer bestimmten Außentemperatur arbeitet die Wärmepumpe und der zweite Wärmeerzeuger, z.B. eine Ölheizung, zusammen oder der zweite Wärmeerzeuger übernimmt die Heizung allein. Diese Betriebsart kam bei der Renovierung von Altbauten unter Beibehaltung des vorhandenen Kessels zum Einsatz, wird jedoch heute kaum noch angewendet. Grund: Der bivalente Betrieb ist nur bedingt zu empfehlen. Zwei Heizsysteme benötigen zusätzliche Stellflächen im Keller. Zudem ist durch Wärmedämmmaßnahmen, z.B. Austausch der Fenster, ein zweites Heizsystem nicht notwendig. Hier bietet sich ein Austausch wegen der heute ausreichend hohen Arbeitstemperaturen von Wärmepumpen auch bei niedrigen Temperaturen an. Es gibt diese Geräte für Innen- und Außenaufstellung , d. h. auch der Verdampfer ist im Innenbereich aufgestellt.

Quelle: waermepumpe.de, Emissionsvergleich Öl/Gas/Wärmepumpe

Welche Kosten entstehen nun für mich:
Ebenso wie ein Kühlschrank benötigt auch eine Wärmepumpe Antriebsenergie, welche meist durch elektrischen Strom geliefert wird. Der Unterschied zwischen Kühlschrank und Wärmepumpe liegt also nur darin, dass beim einen die Kälte und beim anderen die Wärme genutzt wird. Genau dieser elektrischen Strom, der für die Antriebsenergie der Wärmepumpe benötigt wird, muss bezahlt werden.