Wärmepumpen - Allgemeine Hinweise

Funktionsweise einer Wärmepumpe

Die Wärmepumpe funktioniert wie ein Kühlschrank, nur mit umgekehrtem Nutzen.
Im Inneren eines geschlossenen Kreislaufs zirkuliert ein Kältemittel, das einer Wärmequelle (z.B. Erdreich) Wärme entzieht und dabei verdampft. Das nunmehr gasförmige Kältemittel gelangt in den Kompressor, in dem der Druck und damit auch die Temperatur erhöht werden. Hierfür wird Strom als Hilfsenergie benötigt.
Im Kondensator werden die kostenlose Umweltenergie und die Antriebsenergie an das Heizungssystem abgegeben. Bei dieser Wärmeabgabe wird das Kältemittel wieder verflüssigt.
Durch das Expansionsventil erlangt das Kältemittel einen niedrigeren Druck und eine niedrigere Temperatur. Somit schließt sich der Kreislauf und kann von Neuem beginnen.

Vorteile einer Wärmepumpenheizung

Leistungszahl / Arbeitszahl

Eine Aussage darüber, wieviel Strom verbraucht wird, um eine bestimmte thermische Wärmemenge zu erzeugen, ist über die Leistungs- bzw. Arbeitszahl möglich.
Die Leistungszahl beschreibt das Verhältnis aus von der Wärmepumpe abgegebener Wärmeleistung und benötigter elektrischer Leistung.
Eine Leistungszahl von 4 bedeutet also, dass das Vierfache der eingesetzten elektrischen Leistung in nutzbare Wärmeleistung umgewandelt wird. Je höher die Leistungszahl, desto besser die Wirtschaftlichkeit einer Wärmepumpenheizungsanlage.
Die Leistungszahl bezieht sich auf klar definierte Randbedingungen. üblich ist bei Sole/Wasser-Wärmepumpen die Temperaturangabe 0°C Sole und 35°C Heizungswasser. Die Leistungszahl ist ein MOMENTANWERT und kann nur unter gleichen Randbedingungen verglichen werden.

Die Arbeitszahl gibt das Verhältnis aus der von der Wärmepumpe abgegebenen Wärmemenge und der benötigten elektrischen Arbeit für einen längeren Zeitraum an. Die Arbeitszahl ist ein PERIODENWERT.
Die Arbeitszahl ist stark abhängig von den Temperaturen im Sole- und Heizkreis sowie den Volumenströmen. Je geringer die Temperaturdifferenz zwischen Wärmequelle und Heizwasser um so höher sind Leistungs- und Arbeitszahl. Die notwendige Stromaufnahme der Solepumpe sollte möglichst gering sein.

Mit unserem Computersimulationsprogramm WP-OPT können wir je nach den verwendeten Randbedingungen (Wärmebedarf, Heizwassertemperaturen, Wärmequelle, Wärmepumpe, Warmwasserbereitung etc.) Prognosen zur Jahresarbeitszahl abgeben.

Konzept

Wichtig für die effiziente Wirkungsweise einer Wärmepumpenheizung ist eine ausreichend große Wärmequelle sowie ein Wärmeverteilsystem mit niedrigen Temperaturen, möglichst eine Wand-, Fußboden- oder Schrägenheizung bzw. ausreichend große Radiatoren.
Als Wärmequelle dient meist das Erdreich. Die benötigte Fläche richtet sich nach dem Wärmebedarf sowie der Bodenbeschaffenheit (Richtwert für neugebaute Einfamilienhäuser: ca. 200 - 400 m2).
Erdsonden sind ebenfalls möglich und in vielen Bauvorhaben - auch bei Felsböden - realisiert.
Für ein konkretes Angebot benötigen wir die Bauzeichnungen mit Angabe der U-Werte (früher: k-Wert) bzw. die Heizlast des Hauses. Für die Berechnung der Fußbodenheizung sind zusätzlich noch Angaben zu dem vorgesehenen Bodenbelag notwendig.

Ra-Wärmepumpen