Temperierung bzw. Klimatisierung via Wärmepumpe
Temperierung bzw. Klimatisierung via Wärmepumpe
Wer kennt das nicht: Der Sommer ist wieder da, die Temperaturen steigen auf 35 °C und in den Wohnräumen wird es unerträglich heiß. Für viele stellt sich dann die Frage, wie man den hohen Sommertemperaturen entgegenwirken kann. Eine effiziente Lösung bieten moderne Wärmepumpen, die nicht nur im Winter als Heizung dienen, sondern auch im Sommer die Räume angenehm kühlen. Dabei wird dann das Erdreich oder das Grundwasser als Kältespeicher genutzt. Dadurch kann die Raumtemperatur um bis zu drei Grad Celsius gesenkt werden. Andere Wärmepumpen können hingegen als nahezu vollwertige Alternative zu herkömmlichen Klimaanlagen eingesetzt werden.
Kann man mit einer Wärmepumpe gleichzeitig heizen und kühlen?
Die Möglichkeit, eine Wärmepumpe sowohl als Heizung als auch zum Kühlen zu verwenden, hängt von verschiedenen Faktoren ab:
Modell und Typ der Wärmepumpe: Einige Wärmepumpenmodelle sind von Haus aus so konzipiert, dass sie sowohl für das Heizen als auch für das Kühlen verwendet werden können. Diese Modelle verfügen normalerweise über eine integrierte Umkehrfunktion, die es ermöglicht, den Betriebsmodus je nach Bedarf umzuschalten.
Installation und Konfiguration: Auch wenn eine Wärmepumpe grundsätzlich in der Lage ist, zu kühlen und zu heizen, muss sie entsprechend installiert und konfiguriert werden, um beide Funktionen nutzen zu können. Dazu gehört unter anderem die Installation eines Umschaltventils, das den Durchfluss des Kältemittels umkehrt, um den Betriebsmodus der Wärmepumpe zu ändern.
Wärmeüberträger: Die Wärmeüberträger in der Wärmepumpe müssen so ausgelegt sein, dass sie sowohl für das Heizen als auch für das Kühlen effizient arbeiten können. Dies bedeutet, dass sie in der Lage sein müssen, Wärmeenergie aufzunehmen und abzugeben, je nachdem, ob die Wärmepumpe gerade heizt oder kühlt.
Grundsätzlich können alle Wärmepumpensysteme zum Heizen und Kühlen eingesetzt werden. Die Effizienz von Systemen mit Luft als Wärmequelle ist bei hohen und niedrigen Temperaturen jedoch deutlich geringer als bei ihren Alternativen.
Wie hoch belaufen sich die Betriebs- und Investitionskosten?
Folgende Angaben von Preisen sind als grobe Orientierung gedacht und beziehen sich auf ein durchschnittliches Einfamilienhaus.
Die jährlichen Betriebskosten einer Wärmepumpenanlage belaufen sich auf rund 1.500 – 2.000 €. Davon sind 1.300 – 1.700 €, abhängig von Art und Wirkungsgrad der Wärmepumpe, für den zusätzlich verbrauchten Strom.
Die Investitionskosten für die verschiedenen Systeme betragen:
| Kosten Anlage | weitere Kosten | |
|---|---|---|
| Luft-/Luft: | 5.000 - 10.000 € | |
| Luft-/Wasser: | 8.000 - 15.000 € | |
| Wasser-/Wasser: | 9.000 - 12.000 € | 4.000 - 7.000 € (Brunnenerschließung) |
| Sole-/Wasser: | 12.000 - 15.000 € | 6.000 - 13.000 € (Erdsonden) |
| 5.000 - 7.000 € (Flächenkollektor) |
Die zusätzlichen Kosten für die Implementierung einer Kühlfunktion in ein Wärmepumpensystem hängen von verschiedenen Faktoren ab, darunter die Art der Wärmepumpe und die bereits vorhandene Infrastruktur. Insgesamt können die zusätzlichen Kosten für die Implementierung einer Kühlfunktion mehrere tausend Euro betragen. Wir empfehlen Ihnen, sich von einem Fachmann beraten zu lassen, um eine genaue Kostenschätzung für Ihr spezifisches Projekt zu erhalten und Möglichkeiten für eine Förderung zu prüfen.
Die Kühlleistung eines Wärmepumpensystems kann je nach Typ und Modell variieren, aber im Allgemeinen ist die Kühlleistung einer Wärmepumpe vergleichbar mit ihrer Heizleistung. Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass die tatsächliche Kühl- oder Heizleistung eines Wärmepumpensystems von verschiedenen Faktoren abhängt, darunter die Größe und Effizienz der Wärmepumpe, die Wärmeübertragungsfähigkeit des Systems, die Raumgröße und -ausrichtung sowie die Umgebungsbedingungen.
Vorlauftemperaturen
Die optimale Vorlauftemperatur hängt von verschiedenen Faktoren ab, darunter die Art vom Heizsystem und die Isolierung des Gebäudes. Generell gilt: Je besser ein Gebäude isoliert ist und je effizienter das Heizsystem, desto niedriger kann die Vorlauftemperatur sein. Idealerweise sollten Vorlauftemperaturen im Bereich von 25 - 40 °C für Wärmepumpen angestrebt werden.
Die maximale Vorlauftemperatur, die eine Wärmepumpe erreichen kann, beträgt in der Regel 55 °C, wobei einige Modelle bis zu 70 °C erreichen können. Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass bei 55 °C die Effizienz der Wärmepumpe um etwa 14 % niedriger ausfällt als bei einer Vorlauftemperatur von 35 °C.
Für die minimale Vorlauftemperatur im Sommer muss der Taupunkt beachtet werden, damit kein Tauwasser entsteht, welches zu Korrosion und Schimmelbildung führen kann.
Warmwasserbereitung
Für die Nutzung von Warmwasser im Haushalt muss die Wärmepumpe das Wasser idealerweise auf mindestens 55 °C aufheizen können. Ein großer Wärmetauscher im Warmwasserspeicher hilft, die Wärme des Heizkreises effizient für die Trinkwasserbereitung zu nutzen. Kurze Leitungswege, gute Isolation und minimale Verluste sind ebenfalls entscheidend. Ideal ist es, wenn Wärmeerzeuger und Trinkwasserspeicher direkt nebeneinander stehen.
Erdwärme- und Grundwasserwärmepumpen haben normalerweise keine Probleme bei der Warmwassererzeugung, da sie ausreichend Leistung zur Verfügung haben, um auch höhere Temperaturen zu erzeugen, ohne den Verbrauch zu erhöhen
Luft-Wasser-Wärmepumpen hingegen können bei Kältephasen die Effizienz der Warmwasserbereitung einschränken, da sie eine niedrigere JAZ haben. Hier kann mit einem Heizstab im Pufferspeicher die kalte Jahreszeit unterstützt werden.
Luft-Luft-Wärmepumpen sind in der Regel nicht zur Warmwasserbereitung geeignet. Sie nehmen Wärme aus der Umgebungsluft auf und geben diese Wärme direkt an die Raumluft ab. Die Wärmeübertragung von Luft auf Luft statt, was sie für die Warmwasserbereitung ungeeignet macht.
Die umweltfreundliche Alternative: Natürliche Kältemittel
Natürliche Kältemittel werden zunehmend als attraktive Alternative zu synthetischen Kältemitteln in Wärmepumpensystemen betrachtet. Diese natürlichen Kältemittel, wie Propan (R-290), Ammoniak (R-717) und Kohlendioxid (R-744), bieten eine Vielzahl von Vorteilen, sowohl in Bezug auf Leistung als auch auf Umweltfreundlichkeit.
Ein Hauptvorteil natürlicher Kühlmittel liegt in ihrer geringeren Umweltbelastung im Vergleich zu synthetischen Kältemitteln. Natürliche Kältemittel weisen ein geringeres ozonschädigendes Potential (ODP) und einen geringeren Treibhausgas-GWP (Global Warming Potential) auf. Sie tragen daher weniger zur Zerstörung der Ozonschicht und zum Treibhauseffekt bei, was zu einer insgesamt geringeren Umweltbelastung führt.
Darüber hinaus bieten natürliche Kühlmittel oft eine gute Leistung und Effizienz in Wärmepumpensystemen. Sie haben oft günstige thermodynamische Eigenschaften, die es ermöglichen, effektiv Wärme zu übertragen und eine hohe Leistung zu erzielen, sowohl beim Heizen als auch beim Kühlen. Natürliche Kühlmittel können bei einer Vielzahl von Betriebstemperaturen arbeiten und sind daher für eine breite Palette von Anwendungen geeignet.
