Der Wärmepumpen-Vergleich
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Ähnlich wie das Wort Auto ist Wärmepumpe auch ein Oberbegriff für Heizsysteme, die die Umgebung als Wärmequelle nutzen. Die zahlreichen Quellen und die ausgefeilte Technik ermöglichen Hausbesitzern, stets das für sie beste Heizsystem zu finden, das sie zuverlässig und wirtschaftlich mit Wärme versorgt. Der folgende Wärmepumpen-Vergleich bietet eine erste Orientierung darüber, wann sich eine Investition in welche Wärmepumpe lohnt.
Gemeinsamkeiten aller Wärmepumpen
Wie der Name es bereits erahnen lässt, erzeugt dieses Heizsystem Wärme, indem es, ähnlich wie bei einer Luftpumpe, ein Gas unter Druck setzt. Unabhängig davon, auf welche Wärmequelle das Heizsystem zugreift, der Kältekreisprozess ist das Herzstück jeder Wärmepumpe. Bevor die Umgebungswärme (Luft, Erdwärme oder Wasser) auf die gewünschte Temperatur gebracht werden kann, gelangt sie über Leitungen an einen Wärmetauscher, der von einem Kältemittel durchflossen wird. Aufgrund seiner besonderen stofflichen Eigenschaften verdampft das Kältemittel bereits bei niedriger Temperatur. Die dabei entstehende Wärme ist aber zu gering, um sie für Heizung und Warmwasser zu verwenden. An dieser Stelle kommt der strombetriebene Verdichter zum Einsatz und hebt die Temperatur an. Wie der gesamte Ablauf im Detail aussieht, erfahren Sie im Abschnitt Funktionsweise der Wärmepumpe.
Unterschiede der Wärmepumpen
Wie eingangs bereits erwähnt, kann eine Wärmepumpe nicht nur der Umgebungsluft, sondern auch dem Erdreich Wärme entziehen.
Luft als Wärmequelle
Luft-Wärmepumpen gehören in Österreich zu den am meisten installierten Wärmepumpen. Das liegt einerseits an ihrer einfachen und schnellen Installation und andererseits an ihren verhältnismäßig geringen Investitionskosten. Eine konventionelle Luft-Wasser-Wärmepumpe entzieht der Außenluft Wärme und hebt sie durch den Kältekreisprozess auf die gewünschte Temperatur an. Je nach Modell lassen sich die Geräte entweder außen oder innen aufstellen. Bei außen aufgestellten Monoblock-Geräten ist der Kältekreis komplett in der Wärmepumpe verbaut. Die erzeugte Heizwärme wird mit Heizungswasser ins Gebäude transportiert. Bei sogenannten Split-Wärmepumpen wird der Kältekreis getrennt. Die Wärme wird durch Kältemittelleitung in den Innenbereich des Gebäudes transportiert, wo sich der Verdampfer-Wärmetauscher befindet. Dadurch ist die Außeneinheit auch bei Stromausfall garantiert frostsicher.
Eine besondere Form der Luft-Wasser-Wärmepumpe ist die sogenannte Abluft-Wärmepumpe. Anstatt der Außenluft nutzt solch eine Wärmepumpe die in der Regel viel wärmere Abluft von den Räumen. Dadurch muss der Verdichter weniger arbeiten, um die gewünschten Temperaturen zu erreichen. Allerdings ist die Luftmenge meist begrenzt, was dazu führt, dass ein monovalenter Betrieb nicht möglich ist. In der Regel werden sie bei sehr kleinen Heizlasten eingesetzt.
Erdwärme als Wärmequelle
Im Vergleich zur Außenluft ist die Erdwärme ab einer bestimmten Tiefe verhältnismäßig hoch. Des Weiteren bleibt sie auch im Winter konstant, selbst wenn die obere Erdschicht bereits vereist ist. Sole-Wasser-Wärmepumpen arbeiten sehr effizient und erzielen COP-Werte von bis zu 5,0. Um die Erdwärme zu gewinnen, stehen grundsätzlich zwei Methoden zur Auswahl: Bei beengten Platzverhältnissen bieten sich Erdsonden an. Diese werden durch Bohrungen senkrecht oder schräg in die Erde eingelassen und entziehen in einer Tiefe von 40 bis 100 Metern dem Erdreich Wärme.
Alternativ zu Erdsonden brauchen Erdkollektoren nur eine geringe Tiefe von etwa einem bis zwei Metern, also unterhalb der Frostgrenze. Dafür benötigen sie aufgrund ihrer horizontalen und großflächigen Verlegung deutlich mehr Platz. Wie die Wärmegewinnung im Detail aussieht, erfahren Sie im Abschnitt Funktionsweise der Sole-Wasser-Wärmepumpe.
Grundwasser als Wärmequelle
Auch das Grundwasser eignet sich als hervorragende Wärmequelle, die das ganze Jahr über konstant hohe Temperaturen liefert. Für die Wärmegewinnung sind zwei Brunnen erforderlich. Damit die Wasser-Wasser-Wärmepumpe effizient arbeitet, müssen die Grundwasserzusammensetzung und die Wassermenge Mindestanforderungen erfüllen. Für die Errichtung der Brunnenanlage benötigen Anlagenbesitzer eine behördliche Genehmigung.
Erdwärme, Luft und Sonneneinstrahlung als Wärmequelle
Eine besondere Form der Wärmepumpe stellt der Eis-Energiespeicher dar. Er arbeitet mit hoher Effizienz, da er die drei Energiequellen Umgebungsluft, Erdwärme und solare Strahlung miteinander kombiniert.
Ein Eis-Energiespeicher besteht aus einer Betonzisterne ohne Isolierung, die mit Wasser gefüllt ist. Darin befinden sich Spiralen aus Leitungen, in denen ein Frostschutzmittel zirkuliert. Das Wasser dient als primäre Wärmequelle und wird gezielt vereist und abgetaut. Neben der im Erdreich verborgenen Wärme unterstützt ein Solar-Luftabsorber den Abtauprozess aktiv. Wie dieser Vorgang in den einzelnen Schritten aussieht, erklärt der Abschnitt Eis-Energiespeicher.
Welche Wärmepumpe ist für welches Haus geeignet?
Bei der Frage nach der passenden Art der Wärmepumpen darf die Wärmequelle nicht fehlen. Denn während Luft-Wasser-Wärmepumpen nahezu überall Verwendung finden, ist der Betrieb einer Sole-Wasser-Wärmepumpe nicht überall sinnvoll – und erlaubt. Für die Anbringung der Erdsonden sind Bohrungen notwendig. Grundsätzlich unterliegen Tiefenbohrungen bergrechtlichen Bestimmungen und müssen der zuständigen Behörde gemeldet werden.
Das gilt auch für Erdsonden für Sole-Wasser-Wärmepumpen, weshalb der Einsatz einer solchen Anlage nicht für jedes Haus geeignet ist. Neben der Wärmequelle ist auch wichtig zu schauen, welches Heizsystem verbaut ist. So eignen sich etwa Hybridwärmepumpen besonders gut für Heizkörperheizungen mit höheren Temperaturen.
Eis-Energiespeicher als Alternative zu Sole-Wasser-Wärmepumpen
Wollen Hausbesitzer trotz fehlender Bohrgenehmigung die Vorteile einer Sole-Wasser-Wärmepumpe dennoch nutzen, können sie auf Erdflächenkollektoren ausweichen. Für ihre Verlegung muss aber ausreichend freier Platz vorhanden sein. Wie groß die Fläche genau sein muss, hängt unter anderem von der Bodenbeschaffenheit und natürlich vom Wärmebedarf des Hauses ab. Als Faustregel gilt, dass die Kollektorfläche eineinhalb bis doppelt so groß sein sollte wie die zu beheizende Wohnfläche. Des Weiteren sollte die Kollektorfläche nicht überbaut werden, damit sich die Erde mithilfe der Sonne und des Regens schneller regenerieren kann.
Alternativ zu Flächenkollektoren können Verbraucher auch zu Grabenkollektoren greifen, die aufgrund ihrer Konstruktion eine wesentlich höhere Entzugsleistung je Quadratmeter erzielen. Als dritte Option bietet sich ein Eis-Energiespeicher an. Für die Aufstellung benötigt dieser eine Fläche von etwa vier Quadratmetern und eine Tiefe von ebenfalls vier Metern. Eine behördliche Baugenehmigung ist hierfür nicht erforderlich. Somit ist der Eis-Energiespeicher eine gute Alternative zu einer klassischen Erdsondenanlage.
