Heizen mit Wärmepumpen von Viessmann

Was ist eine Wärmepumpe?

Die Wärmepumpe arbeitet nach einem einfachen Prinzip und erzielt dabei eine erstaunlich effektive Wirkung. Vereinfacht gesagt funktioniert eine Wärmepumpe nach dem Kühlschrankprinzip – nur umgekehrt. Während der Kühlschrank die Wärme nach außen leitet, holt sich die Wärmepumpe Energie aus der Luft oder dem Erdreich über das Heizungssystem in den Wohnraum.

Die der Umgebung entzogene Wärme wird anschließend genutzt, um das in der Wärmepumpe befindliche Kältemittel zum Verdampfen zu bringen. Der Kältemitteldampf wird anschließend verdichtet, um die notwendige Temperatur für unterschiedliche Heizsysteme zu erhalten.

Unterschiedliche Heizsysteme erfordern unterschiedliche Temperaturen. Eine Heizung mit Radiatoren beispielsweise erfordert Temperaturen von bis zu 70 Grad Celsius. Eine Fußbodenheizung kommt dagegen mit einem Vorlauf von 35 Grad Celsius aus. Um einen möglichst wirtschaftlichen Betrieb einer Wärmepumpenheizung zu sichern, kommt es auf das komplette Heizsystem an. Viessmann Wärmepumpen können sowohl Fußbodenheizungen als auch Radiatoren mit ausreichender Wärme versorgen. Damit eignen sie sich sowohl für die Modernisierung eines Altbaus als auch für den Neubau.
 

Viessmann Wärmepumpen – Kältekreis kurz erklärt

Ausschlaggebend für die Effizienz einer Wärmepumpe ist die Konstruktion des Kältekreises. Viessmann setzt dafür modernste Komponenten ein. Sie zeichnen sich durch einen leisen, vibrationsarmen und äußerst langlebigen Betrieb aus. Zur Wärmeerzeugung wird in der Natur vorhandene Wärme entzogen und mit ihr ein Kältemittel verdampft, das bereits bei geringer Temperatur siedet.

Der strombetriebene Verdichter komprimiert das dabei entstehende Gas und bringt es auf ein höheres Temperaturniveau. Ein Wärmetauscher überträgt die Energie aus dem erwärmten Gas auf den Heizkreislauf. Dabei verflüssigt sich das noch unter Druck stehende Kältemittel wieder und wird in einem Expansionsventil entspannt. Die Temperatur sinkt dabei stark ab. Danach beginnt der Kreislauf und mit ihm das Heizen mit Wärmepumpe von vorn. Wie der Prozess im Detail aussieht, erklärt der Abschnitt Funktionsweise der Wärmepumpe. Dort sind auch zusätzliche Informationen zum Strombedarf einer Wärmepumpe sowie Tipps zusammengefasst, wie sich die Stromkosten senken lassen.

Zum Zentrum hin immer wärmer:
Bei einer Ausgangstemperatur zwischen 5 und 18 °C wird am Ende eine Vorlauftemperatur bis zu 72 °C erzielt.

Energiequellen für die Wärmepumpe

Die im Einzelfall beste Wärmequelle für die Wärmepumpe hängt von den örtlichen Gegebenheiten und dem Wärmebedarf ab. Viessmann Wärmepumpen können verschiedene Energiequellen nutzen:

• Luft
• Erdreich
• Wasser
• Abwärme
• Eisspeicher

Energiequelle Luft – unbegrenzte Verfügbarkeit, geringste Investitionskosten

Luft ist überall und kostenfrei vorhanden. Darüber hinaus enthält Umgebungsluft immer Wärme – auch wenn es sich draußen klirrend anfühlt. Der untere Temperaturgrenzwert liegt physikalisch bei -273,15 Grad Celsius. Das bedeutet, jede Temperatur, die darüber liegt, enthält noch thermische Energie, die man nutzen könnte. Auch wenn es in der Theorie möglich ist, lässt sich ein wirtschaftlicher Betrieb mit einer Wärmepumpe nur bis etwa -20 Grad Celsius erreichen. Die Aufstellung der Wärmepumpe ist sowohl innerhalb als auch außerhalb des Gebäudes möglich. Wann sich der Betrieb einer Luft-Wärmepumpe rentiert, was zu beachten ist und wie die Funktionsweise im Detail aussieht, erklärt der Abschnitt  Luft-Wasser-Wärmepumpen.

Energiequelle Erdreich – über Erdkollektoren oder Erdsonden

Ähnlich wie die Umgebungsluft befindet sich im Erdreich auch immer Wärme, die das Heizen mit Wärmepumpen ermöglicht. Das Besondere am Erdreich als Energiequelle sind die verhältnismäßig hohen und konstanten Temperaturen. Ab einer Tiefe von etwa 10 Metern bleiben diese selbst im gesamten Winter auf einem verhältnismäßig hohen Niveau. Mit zunehmender Tiefe steigen die Temperaturen und mit ihnen die Menge an thermischer Energie, die mithilfe von  Erdsonden  angezapft werden könnte.

Neben der Energiegewinnung durch Erdsonden besteht auch die Möglichkeit, oberflächennah Wärme zu gewinnen. Dazu werden  Erdkollektoren  wie Flächenkollektoren oder Grabenkollektoren oder Energieabsobermatten verwendet. Wie die Technologien im Detail funktionieren, erfahren Sie im Abschnitt  Sole-Wasser-Wärmepumpen.

Energiequelle Wasser – besonders hohe Effizienz und zu beachtende Wasserqualität

Neben der Umgebungsluft und dem Erdreich hat das Grundwasser auch ganzjährig hohe Wärmeenergie, die als Energiequelle für eine Wärmepumpe infrage kommt. Um die thermische Energie nutzen zu können, ist eine Brunnenanlage bestehend aus Saug- und Schluckbrunnen notwendig. Je nach Standort sind diese Anlagen aus Umwelt- und Gewässerschutzgründen nicht zugelassen.

Aber auch in Gegenden, wo eine Brunnenanlage erlaubt ist, bedeutet das nicht automatisch einen wirtschaftlichen Betrieb. Denn die Wasserzusammensetzung hat einen entscheidenden Einfluss auf den reibungslosen und effizienten Wärmepumpenbetrieb. Ist die Nutzung einer Wasser-Wasser-Wärmepumpe nicht möglich, bietet sich in der Praxis die Sole-Wasser-Wärmepumpe mit Eisspeicher oder Erdkollektoren als gute Alternative an.

Energiequellen Luft, Erdreich und Sonne – Eisspeicher mit hoher Effizienz

Innovativ ist die Nutzung eines Eisspeichers als Energiequelle. Dabei handelt es sich um eine Zisterne mit eingebauten Wärmetauschern, die im Garten vergraben und mit normalem Leitungswasser gefüllt wird. Auf dem Dach des Hauses entziehen Solar-Luftabsorber die Wärme aus der Umgebungsluft sowie der Sonnenstrahlung und führen diese dem Speicher zu. Darüber hinaus bezieht der Eisspeicher Wärme direkt aus dem Erdreich.

Energiequelle Abwärme – abhängig von Verfügbarkeit, Menge und Temperaturniveau

Vor allem an kalten Tagen ist die Luft in einem bewohnten Raum deutlich wärmer als die Außenluft. Diese Wärme lässt sich mit einer  Warmwasser-Wärmepumpe  nutzen. Diese übernimmt unabhängig von der vorhandenen Heizungsanlage problemlos die Warmwasserbereitung. Warmwasser-Wärmepumpen von Viessmann sind für den Umluft- oder Abluftbetrieb ausgelegt und wahlweise mit integriertem Solar-Wärmetauscher und Solarregelung zur direkten Nutzung der Solarenergie erhältlich.

Wichtiger Kennwert COP – was sagt dieser aus?

Heizen mit Wärmepumpen von Viessmann bedeutet, auf bewährte Technik setzen und dabei die Umwelt entlasten. Denn alle Geräte zeichnen sich durch optimal aufeinander abgestimmte Komponenten und einen hohen COP aus. COP (Coefficient of Performance) steht für das Verhältnis von erzeugter Nutzwärme und eingesetzter Antriebsenergie als eine Momentaufnahme.

Für die Planung einer Anlage ist aber der voraussichtliche Betrieb über ein ganzes Jahr zu betrachten. Dafür wird die abgegebene Wärmemenge mit der gesamten elektrischen Arbeit der Wärmepumpenanlage unter Berücksichtigung der Stromanteile für Pumpen, Regelung etc. ins Verhältnis gesetzt. Das Ergebnis wird als Jahresarbeitszahl bzw. SCOP bezeichnet.

Vereinfacht ausgedrückt ist COP ein wichtiger Kennwert bei Wärmepumpen. Je größer dieser ausfällt, desto effizienter arbeitet die Wärmepumpe. Welche weiteren Faktoren für einen sicheren und wirtschaftlichen Betrieb sorgen, erfahren Sie im Abschnitt Wärmepumpe kaufen.

Hohes Einsparpotenzial für Endverbraucher

Da Wärmepumpen regenerative Energien als Wärmequelle nutzen, tragen sie zu einem schonenden Umgang mit der Umwelt bei. Gleichzeitig bieten sie die Möglichkeit, Kosten zu sparen. Folgende Tabellen verdeutlichen das Einsparpotenzial.

^*  Vergleichsbasis: Haus (Baujahr 1985), 140 m² Wohnfläche mit altem 27-kW-Ölkessel. Gerundete Verbrauchskosten unter Verwendung von Standardwerten (EID) bei 3400 l Öl. Durchschnittliche Energiepreise 2017