Nicht nur bei der Stromerzeugung muss sich noch viel tun, auch im Bereich der Heizung ist es Zeit für effizientere und umwoltschonende Maßnahmen. Das Thema Wärmepumpe ist aktuell in aller Munde und prinzipiell auch eine vielversprechende Technologie.
Natürlich eignet sich hier auch die Kombination mit Photovoltaik. Vielleicht denkst du schon über die Anschaffung einer Wärmepumpe nach und weißt noch nicht wo du anfangen sollst?
Um dir den Einstieg in dieses spannende Thema zu erleichtern und dir bei der Entscheidung für die passende Wärmepumpe zu helfen, nehmen wir in diesem Blogbeitrag die verschiedenen Arten von Wärmepumpen genauer unter die Lupe.
Vorab das Wichtigste in Kürze:
- Wärmepumpen nutzen die Umweltwärme (aus Luft, Wasser oder Erde) und transferieren diese auf ein höheres Temperaturniveau für Heizsysteme durch ein Kältemittel.
- Es gibt verschiedene Arten von Wärmepumpen, darunter Luft-Wasser-, Sole-Wasser- und Wasser-Wasser-Wärmepumpen, die jeweils unterschiedliche Energiequellen nutzen und spezifische Vor- und Nachteile haben.
- Luft-Wasser-Wärmepumpen sind einfach zu installieren, benötigen wenig Platz, und haben geringe Anschaffungskosten, aber ihre Effizienz, gemessen durch die Jahresarbeitszahl (JAZ), ist geringer im Vergleich zu den anderen Typen.
- Sole-Wasser-Wärmepumpen nutzen Erdwärme, sind effizient und leise, können auch zur Kühlung genutzt werden, benötigen jedoch einen höheren Installationsaufwand und haben höhere Investitionskosten.
- Wasser-Wasser-Wärmepumpen sind die effizienteste Art der Wärmepumpen, da sie konstante Wassertemperaturen nutzen, erfordern aber höhere Installationskosten und Genehmigungsverfahren.
Grundlagen und Funktionsweise von Wärmepumpen
Du möchtest mehr über Wärmepumpen erfahren und wie sie funktionieren? Dann bist du hier genau richtig! In diesem Abschnitt erfährst du alles Wissenswerte über das Prinzip der Wärmeübertragung, die unterschiedlichen Energiequellen und die vielfältigen Anwendungsbereiche von Wärmepumpen.
Prinzip der Wärmeübertragung
Wärmepumpen sind wahre Energiewunder: Sie nutzen die vorhandene Umweltwärme, um dein Zuhause zu beheizen oder mit Warmwasser zu versorgen. Doch wie funktioniert das eigentlich? Das Geheimnis liegt im Prinzip der Wärmeübertragung.
Eine Wärmepumpe entzieht der Umgebung (Luft, Wasser oder Erde) Wärmeenergie und gibt diese an ein Heizsystem ab. Dabei wird die aufgenommene Energie mithilfe eines Kältemittels auf ein höheres Temperaturniveau gebracht und anschließend an das Heizsystem abgegeben.
Unterschiedliche Energiequellen
Die verschiedenen Arten von Wärmepumpen unterscheiden sich primär darin, welche Energiequelle sie nutzen.
- Luft-Wasser-Wärmepumpe: Diese Art von Wärmepumpe nutzt die Außenluft als Energiequelle. Sie ist besonders einfach zu installieren und eignet sich sowohl für Neubauten als auch für die Nachrüstung in Bestandsgebäuden.
- Sole-Wasser-Wärmepumpe: Hier wird die Wärme aus dem Erdreich gewonnen. Dazu werden entweder Erdkollektoren flach verlegt oder Erdsonden tief ins Erdreich gebohrt. Diese Wärmepumpen sind besonders effizient, benötigen jedoch mehr Platz und haben höhere Installationskosten.
- Wasser-Wasser-Wärmepumpe: Bei dieser Variante dient Grundwasser als Energiequelle. Voraussetzung dafür ist ein ausreichender Grundwasserspiegel und eine gute Wasserqualität. Wasser-Wasser-Wärmepumpen sind sehr effizient, aber auch aufwendiger in der Installation.
Sehen wir uns die drei Arten von Wärmepumpen nun mal im Detail an.
Luft-Wasser-Wärmepumpen
Stell Dir vor, Du könntest die Energie aus der Umgebungsluft nutzen, um Dein Zuhause zu heizen und warmes Wasser zu erzeugen. Genau das ist es, was Luft-Wasser-Wärmepumpen tun!
Sie entziehen der Außenluft Wärmeenergie und übertragen diese auf ein Heizsystem oder einen Warmwasserspeicher. Dabei sind sie umweltfreundlich, da sie keine fossilen Brennstoffe verbrennen und somit weniger CO2-Emissionen verursachen.
Vor- und Nachteile
Luft-Wasser Wärmepumpen punkten mit:
- Geringer Platzbedarf: Keine Bohrungen oder Erdarbeiten erforderlich
- Einfache Installation: Anschluss an bestehende Heizsysteme möglich
- Geringe Anschaffungskosten
Dagegen spricht:
- Weniger effizent als andere Wärmepumpe Arten
Leistung und Effizienz
Die Effizienz einer Wärmepumpe wird durch die sogenannte Jahresarbeitszahl (JAZ) beschrieben. Diese gibt an, wie viel Wärmeenergie die Wärmepumpe aus einer bestimmten Menge elektrischer Energie gewinnen kann. Je höher die Leistungszahl, desto effizienter arbeitet die Wärmepumpe.
Im Vergleich zu anderen Arten von Wärmepumpen, wie zum Beispiel Erdwärme- oder Wasser-Wasser-Wärmepumpen, haben Luft-Wasser-Wärmepumpen in der Regel etwas niedrigere Leistungszahlen.
Das liegt daran, dass die Temperatur der Umgebungsluft besonders im Winter niedriger ist als die Temperatur des Erdreichs oder des Grundwassers. Folglich ist dann mehr Energie zum heizen nötig.
Eine Luft-Wasser-Wärmepumpe erreicht eine JAZ von ungefähr 3.
Installation und Kosten
Die Installation einer Luft-Wasser-Wärmepumpe ist in der Regel einfacher und kostengünstiger als die von Erdwärme- oder Wasser-Wasser-Wärmepumpen. Da keine aufwendigen Bohrungen oder Erdarbeiten erforderlich sind, entfallen diese Kosten. Zudem kann die Wärmepumpe oft an ein bestehendes Heizsystem angeschlossen werden, was den Installationsaufwand reduziert.
Die Anschaffungskosten für eine Luft-Wasser-Wärmepumpe liegen je nach Größe und Leistung zwischen 6.000 und 15.000 Euro. Hinzu kommen die Kosten für die Installation, die sich auf etwa 2.000 bis 5.000 Euro belaufen können.
Genehmigung
Für die Installation einer Luft-Wasser Wärmepumpe benötigst du keine Genehmigung.
Tipp: Hier findest du unseren kompletten Ratgeber für Luft-Wärmepumpen
Sole-Wasser-Wärmepumpen
Die Sole-Wasser-Wärmepumpe ist eine spannende Alternative zu den herkömmlichen Luft-Wasser- oder Wasser-Wasser-Wärmepumpen und nutzt die geothermische Energie als Wärmequelle. Lass uns gemeinsam einen Blick auf die Funktionsweise, die verschiedenen Komponenten und die Wirtschaftlichkeit dieser Technologie werfen.
Geothermische Energie als Wärmequelle
Die Sole-Wasser-Wärmepumpe nutzt die geothermische Energie, also die natürliche Wärme aus dem Erdreich, um dein Zuhause zu beheizen. Diese Energiequelle ist besonders nachhaltig und umweltfreundlich, da sie unerschöpflich ist und keine schädlichen Emissionen verursacht.
Die Temperatur im Erdreich bleibt zudem das ganze Jahr über relativ konstant, sodass du auch in der kalten Jahreszeit auf eine zuverlässige Wärmeversorgung zählen kannst.
Um die geothermische Energie zu nutzen, werden bei einer Sole-Wasser-Wärmepumpe entweder Erdkollektoren oder Erdsonden eingesetzt. Erdkollektoren sind flache Rohrsysteme, die horizontal in einer Tiefe von etwa 1 bis 2 Metern verlegt werden. Sie benötigen eine größere Fläche, sind aber kostengünstiger als Erdsonden.
Diese werden senkrecht in Tiefen von bis zu 100 Metern in den Boden eingebracht und sind daher platzsparender, aber auch teurer in der Installation.
- Erdkollektoren: flache Rohrsysteme, benötigen größere Fläche, kostengünstiger
- Erdsonden: senkrechte Rohre, platzsparend, höhere Installationskosten
Vor- und Nachteile
Sole-Wasser Wärmepumpen punkten mit:
- Hoher Effizienz und damit geringeren Betriebskosten
- Sie sind sehr leise
- Auch gut zum kühlen geeignet
Dagegen spricht:
- Die Erschließung ist sehr aufwendig
- Erforderliche Genehmigungen
- Hohe Investitionskosten
Leistung und Effizienz
Sole-Wasser-Wärmepumpen haben in der Regel eine höhere JAZ als Luft-Wasser-Wärmepumpen, da die Temperatur im Erdreich konstanter und meist höher ist als die Außentemperatur. Das bedeutet, dass sie weniger Strom verbrauchen und somit langfristig kosteneffizienter sein können.
Konkret erreichen Sole-Waser-Wärmepumpen im Schnitt eine JAZ von 4.
Installation und Kosten
Sole-Wasser Wärmepumpen sind teuer. Für das Gerät selbst kannst du gut und gerne 15.000 Euro einplanen, hinzu kommen noch rund 5.000 Euro für die Installation und Kosten für die Bohrungen & Erschließung. Hier sind schnell 10.000 – 20.000 € fällig.
Die Gesamtkosten können also teilweise 40.000€ und mehr betragen.
Genehmigung
Trotz erforderlicher Bohrungen benötigst du für die Installation einer Sole-Wasser Wärmepumpe keine Genehmigung. Das gilt aber nur, insofern kein Kontakt zum Grundwasser besteht.
Wasser-Wasser-Wärmepumpen: Eine spannende Alternative
Diese Art von Wärmepumpe nutzt, wie es der Name bereits erahnen lässt, Wasser als Wärmequelle und bietet einige interessante Vorteile gegenüber anderen Wärmepumpe Arten. Lass uns gemeinsam einen Blick auf die verschiedenen Aspekte dieser Technologie werfen.
Einsatz von Grundwasser
Wasser-Wasser-Wärmepumpen sind besonders interessant, weil sie Grund- und Oberflächenwasser als Wärmequelle nutzen.
Dabei wird das Wasser entweder direkt aus einem Brunnen oder aus einem Fluss, See oder Teich entnommen. Die Temperatur des Wassers ist in der Regel konstanter als die der Luft, was diese Art von Wärmepumpe besonders effizient macht.
Vor- und Nachteile
Wasser-Wasser-Wärmepumpen bieten einige interessante Vorteile gegenüber anderen Wärmepumpenarten:
- Höchste Effizienz: Da die Temperatur des Wassers konstanter ist als die der Luft, sind Wasser-Wasser-Wärmepumpen besonders effizient. Das bedeutet, dass sie weniger Energie benötigen, um die gleiche Heizleistung zu erzielen wie andere Wärmepumpenarten.
- Geringere Betriebskosten: Durch ihre hohe Effizienz verursachen Wasser-Wasser-Wärmepumpen in der Regel geringere Betriebskosten als andere Wärmepumpenarten.
- Unabhängigkeit von Außentemperaturen: Im Gegensatz zu Luft-Wasser-Wärmepumpen sind Wasser-Wasser-Wärmepumpen unabhängig von den Außentemperaturen und können auch bei sehr kalten Temperaturen effizient arbeiten.
Allerdings gibt es auch einige Nachteile, die du beachten solltest:
- Höhere Installationskosten: Da Wasser-Wasser-Wärmepumpen einen Brunnen oder eine Wasserentnahmestelle benötigen, sind aufwendige Bohrungen erforderlich und die Kosten dementsprechend hoch.
- Genehmigungsverfahren: Wie bereits erwähnt, benötigst du in vielen Fällen eine Genehmigung, um eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe betreiben zu dürfen. Dies kann den Installationsprozess verlängern und zusätzliche Kosten verursachen.
Leistung und Effizenz
Wasser-Wasser Wärmepumpen sind die effizenteste Art der Wärmepumpen und erreichen mitunter eine JAZ von 5!
Installation und Kosten
Wasser-Wasser Wärmepumpen bewegen sich im Mittelfeld. Für das Gerät selbst kannst du rund 10.000 € einplanen, hinzu kommen nochmal rund 10.000 Euro für die Installation & Erschließung.
Genehmigung
Bevor du eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe installieren kannst, musst du einige wichtige Schritte beachten. Du benötigst immer eine Genehmigung, sobald du das Grundwasser anzapfen willst von den zuständigen Behörden, um eine solche Anlage betreiben zu dürfen.
Sprich dich hier am besten auch mit dem Fachbetrieb deiner Wahl ab, er sollte dich dabei unterstützen.
Welche Wärmepumpe solltest du wählen?
Wie so oft gibt es hierauf keine pauschale Antwort. Lass mich dennoch versuchen, die richtige Wärmepumpen Art für dich zu finden.
Eine Luft-Wasser-Wärmepumpe könnte genau das Richtige für Dich sein, wenn Du:
- Einen geringen Platzbedarf hast: Du hast einen kleinen Garten oder keinen Platz für Bohrungen? Dann ist eine Luft-Wasser-Wärmepumpe ideal, da sie nur wenig Platz benötigt.
- Einfache Installation bevorzugst: Wenn Du ein bestehendes Heizsystem hast und dieses beibehalten möchtest, lässt sich eine Luft-Wasser-Wärmepumpe leicht daran anschließen.
- Geringe Anschaffungskosten bevorzugst: Du willst nicht allzu viel Geld ausgeben? Mit Anschaffungskosten zwischen 6.000 und 15.000 Euro plus Installation ist diese Wärmepumpenart eine der günstigeren Optionen.
Eine Sole-Wasser-Wärmepumpe könnte perfekt für Dich sein, wenn Du:
- Hohe Effizienz wünschst: Du möchtest langfristig Energiekosten sparen und auf eine nachhaltige Heizmethode setzen? Mit einer JAZ von 4 ist die Sole-Wasser-Wärmepumpe eine der effizientesten Wärmepumpen auf dem Markt.
- Eine leise Heizlösung suchst: Du möchtest keinen Lärm? Sole-Wasser-Wärmepumpen sind besonders leise.
- Keine Lust auf die Genehmigungsverfahren der Grundwasser Wärmepumpe hast oder kein Grundwasser auf deinem Grundstück erreichbar ist.
- Du die höheren Investitionskosten stemmen kannst bzw. willst
Eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe könnte die richtige Wahl für Dich sein, wenn Du:
- Die höchste Effizienz suchst: Du möchtest die effizienteste Heizmethode nutzen? Mit einer JAZ von 5 sind Wasser-Wasser-Wärmepumpen die effizientesten auf dem Markt.
- Du einen hohen Heizbedarf hast: Durch ihre hohe Effizienz verursachen Wasser-Wasser-Wärmepumpen in der Regel geringere Betriebskosten als andere Wärmepumpenarten. Bei einer hohen Heizlast profitierst du davon umso mehr.
- Unabhängig von den Außentemperaturen sein willst: Du lebst in einem Gebiet mit kalten Wintern? Wasser-Wasser-Wärmepumpen arbeiten auch bei sehr niedrigen Außentemperaturen effizient.
Weitere Arten von Wärmepumpen
Neben den bereits vorgestellten Wärmepumpen Arten gibt es noch weitere Konzepte, die aber nicht besonders verbreitet sind. Der Vollständigkeit halber hier dennoch eine kurze Übersicht.
Luft-Luft-Wärmepumpe:
Diese Art von Wärmepumpe nutzt die Energie aus der Umgebungsluft, genau wie die Luft-Wasser-Wärmepumpe. Der Unterschied besteht jedoch darin, dass sie die gewonnene Wärme direkt in die Raumluft abgibt, anstatt sie in Wasser umzuwandeln. Daher ist eine Luft-Luft-Wärmepumpe in erster Linie für die Raumheizung geeignet und kann nicht zur Warmwasserbereitung oder zur Beheizung von Fußbodenheizungen verwendet werden.
Vorteile:
- Kein Wasserspeicher nötig: Dadurch kann Platz gespart werden.
- Kann im Sommer als Klimaanlage genutzt werden.
- Geringe Anschaffungs- und Installationskosten: Da keine wasserführenden Leitungen benötigt werden.
Nachteile:
- Keine Warmwasserbereitung möglich.
- Nicht für Fußbodenheizungen geeignet.
- Abhängig von Außentemperaturen: Wie bei der Luft-Wasser-Wärmepumpe kann die Effizienz bei sehr niedrigen Temperaturen abnehmen.
Gas-Wärmepumpen
Gasbetriebene Wärmepumpen, auch Gasmotor-Wärmepumpen (GMWP) oder Gasabsorptions-Wärmepumpen (GAWP) genannt, nutzen Gas als primäre Energiequelle, um Wärme zu erzeugen. Die Funktionsweise dieser Wärmepumpen ähnelt der von elektrisch betriebenen Wärmepumpen, mit dem wesentlichen Unterschied, dass sie einen gasbetriebenen Motor oder einen Gasbrenner verwenden.
Die beiden wichtigsten Typen von gasbetriebenen Wärmepumpen sind:
- Gasmotor-Wärmepumpen (GMWP): Diese Wärmepumpen nutzen einen gasbetriebenen Motor, um den Kompressor anzutreiben, der das Kältemittel komprimiert und dadurch Wärme erzeugt. Sie können sowohl mit Erdgas als auch mit Flüssiggas betrieben werden.
- Gasabsorptions-Wärmepumpen (GAWP): Diese Wärmepumpen nutzen die Wärme, die durch die Verbrennung von Gas erzeugt wird, um eine Absorptionskältemaschine zu betreiben. Hierbei wird das Kältemittel durch einen Absorber und einen Desorber geführt, die Wärme aufnehmen bzw. abgeben.
Vorteile von gasbetriebenen Wärmepumpen:
- Unabhängigkeit von Elektrizität: Diese Wärmepumpen können auch bei Stromausfällen oder in Gebieten mit schlechter Stromversorgung eingesetzt werden.
- Nutzung vorhandener Gasleitungen: Wenn bereits eine Gasversorgung vorhanden ist, können diese Wärmepumpen oft ohne große Umbaumaßnahmen installiert werden.
Nachteile von gasbetriebenen Wärmepumpen:
- Abhängigkeit von Gasversorgung: Ohne eine Gasversorgung können diese Wärmepumpen nicht betrieben werden.
- CO2-Emissionen: Obwohl gasbetriebene Wärmepumpen effizienter sind als konventionelle Gasheizungen, erzeugen sie immer noch CO2-Emissionen.
- Höhere Wartungskosten: Aufgrund ihrer Komplexität können die Wartungskosten höher sein als bei elektrisch betriebenen Wärmepumpen.
Kombination von Wärmepumpen mit erneuerbaren Energiesystemen
Wärmepumpen lassen sich hervorragend mit erneuerbaren Energiesystemen kombinieren, um noch effizienter und umweltfreundlicher zu heizen.
Eine Möglichkeit ist die Kombination mit Photovoltaikanlagen. Dabei wird der erzeugte Solarstrom genutzt, um die Wärmepumpe anzutreiben. Auf diese Weise kannst du noch mehr Energiekosten & CO2 einsparen.
Perspektivisch ist auch die Kombination mit anderen erneuerbaren Energiesystemen wie Windkraftanlagen oder Solarthermie ist denkbar.
