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Ratgeber Direktverdampfer

topprodukte.at Ratgeber Wärmepumpen


In diesem Ratgeber finden Sie die notwendigen Informationen, um beim Kauf und der Installation einer Wärmepumpe eine fundierte Entscheidung zu treffen und das für Ihre Anforderungen richtige Produkt zu kaufen. Die wichtigsten Punkte sind:


  • Funktionsweise einer Wärmepumpe
  • Typen von Wärmepumpen und ihre Anwendungsgebiete
  • Wichtige Kennzahlen für die Leistung
  • Kombinationen mit anderen Technologien
  • Hilfreiche Tipps und weitere Informationen


Wie funktioniert eine Wärmepumpe


Eine Wärmepumpe nutzt die im Erdreich, im Grundwasser oder in der Luft vorhandene Wärme und "pumpt" sie mithilfe von elektrischer Energie in ein zu beheizendes System. In der Regel werden Wärmepumpen mit sogenannten "Arbeitsmedien" betrieben, die bei niedrigem Druck verdampfen und ihrer Umgebung dabei Wärme entziehen (z.B. dem Grundwasser oder der Erde). Das Arbeitsmedium wird danach in einem Kompressor verdichtet, wird wieder flüssig und gibt dabei Wärme ab (an das zu beheizenden System). Danach wird es wieder entspannt und nach außen zum Verdampfer geleitet. Für den Prozess sind vier wesentliche Komponenten notwendig (siehe Abbildung  1): der Kondensator (1), die Drossel (2), der Verdampfer (3) und der Kompressor (4).



Quelle: wikipedia


Als Arbeitsmedien (auch Kältemittel) wurden bis in die 1990er Jahre FCKW-haltige Mittel (Fluorchlorkohlenwasserstoffe) verwendet, die bei Freisetzung die Ozonschicht der Erdatmosphäre beschädigen. Als Ersatz verwendete Fluorkohlenwasserstoffe (FKW) wie R-134A oder R-404A schädigen die Ozonschicht nicht, tragen aber zum Treibhauseffekt bei. Als natürliche Kältemittel gelten reine Kohlenwasserstoffe wie Propan (R-290) oder Isobutan (R-600a). Außerdem können auch Ammoniak (R-717) oder CO2 (R-744) als Kältemittel verwendet werden.

 

Grundsätzlich gilt: Je wärmer die Quelle, desto besser!



Typen von Wärmepumpen und ihre Anwendungsbereiche


Luft-Wasser-Wärmepumpe


Die Luft-Wasser-Wärmepumpe gewinnt Energie aus der Umgebungsluft und überführt diese in ein Heizsystem. Da keine Bohrungen bzw. Leitungen notwendig sind, ist diese Variante sowohl in der Anschaffung als auch in der Montage kostengünstiger als andere Bauarten. Da in der Luft jedoch weniger Wärme enthalten ist, als z.B. im Erdreich, ist der Stromverbrauch höher und die Wärmepumpe nicht so energieeffizient wie andere Technologien. Außerdem benötigt sie ein Außengerät, um die Luft zum Kältemittel zu bringen.

 

Vorteile

Nachteile

Kostengünstig

Höherer Stromverbrauch

Kann nachgerüstet werden

Außengerät notwendig

Geringer Platzbedarf

Relativ hohe Lärmerzeugung


 

 

Links: Luft/Wasser-Wärmepumpe, Innenaufstellung
Rechts: Luft/Wasser-Wärmepumpe, Außenaufstellung
(Quelle: http://www.effiziento.de/; Januar 2008)


Sole-Wasser-Wärmepumpe

 

Eine Sole-Wasser-Wärmepumpe entnimmt die Wärme aus dem Erdboden. Damit diese Energie nutzbar wird, kann die Erdwärme auf zwei unterschiedliche Arten aufgenommen werden:


- mittels Erdkollektoren, die auf einer großen Fläche relativ knapp unter der Erdoberfläche (ca. 120 cm) verlegt werden


- mithilfe von Erdsonden, die vertikal bis zu einer Tiefe von 250 Metern in das Erdreich gebohrt werden. Dort ist es wesentlich
  wärmer, weshalb keine große Fläche benötigt wird.


Vorteile

Nachteile

Hohe Energieeffizienz

Relativ teuer

Wenig Wartungsaufwand

Hoher Platzbedarf unter der Erde

Kein Außengerät notwendig

 


 

 

Links: Horizontalkollektor, außen aufgestellte Anlage
Rechts: Vertikalkollektor (Erdspieße), innen aufgestellte Anlage
(Quelle: http://www.effiziento.de/; Januar 2008)


Wasser-Wasser-Wärmepumpe

 

Wasser-Wasser-Wärmepumpen benutzen die im Grundwasser enthaltene Wärme. Da Grundwasser das ganze Jahr über eine ähnliche Temperatur hat, ist es sehr gut als Wärmequelle geeignet. Für die Installation ist zunächst ein Förderbrunnen notwendig, dessen Tiefe sich nach der Höhe des Grundwasserspiegels richtet. Aus diesem wird das Grundwasser zur eigentlichen Wärmepumpe geleitet, wo der Wärmeaustausch stattfindet.

 

Vorteile

Nachteile

Hohe Energieeffizienz

Teuer und aufwändig

Geringer Platzbedarf

Eigene Pumpe im Brunnen notwendig

 

Wasser/Wasser-Wärmepumpe, Innenaufstellung, Anlage mit Saug- und Schluckbrunnen
(Quelle: http://www.effiziento.de/; Januar 2008)


Direktverdampfer-Wärmepumpe

 

Sogenannte Direktverdampfer-Wärmepumpen funktionieren ähnliche wie Sole-Wasser-Wärmepumpen mit Flachkollektoren. Der einzige Unterschied: es gibt keinen Wärmeaustausch zwischen Solekreislauf und Kältemittel. Stattdessen zirkuliert das Arbeitsmedium selbst in den Kollektoren und wird in der Wärmepumpe "direkt" verdampft. Für diese Technologie wird eine Kollektorfläche von mindestens 240 m² benötigt.

 

Brauchwasser-Wärmepumpe

 

Eine Brauchwasser-Wärmepumpe nutzt die Energie der Umgebungsluft um Warmwasser aufzubereiten. Die Wärme wird hier nicht von außerhalb des Gebäudes zugeführt, sondern aus Räumen, in denen Abwärme anfällt (Waschraum, Badezimmer, Hobbyraum,…). Die dabei entstehende kühle Luft kann nach außen abtransportiert werden oder in anderen Räumen (z.B. Vorratskammer) zum Kühlen verwendet werden. Die Brauchwasser-Wärmepumpe lässt sich einfach installieren, da sie nur am gewünschten Ort platziert und in Betrieb genommen werden muss.



Wie erkenne ich effiziente Wärmepumpen?

 

Um die Energieeffizienz und die Qualität einer Wärmepumpe beurteilen zu können gibt es einige aussagekräftige Kennzahlen. Diese finden sich auch am in 2015 eingeführten EU-Energielabel.

 

Die Jahreszeitbedinge Raumheizungs-Energieeffizienz bezeichnet das Verhältnis des von einem Raumheizungsgerät gedeckten Raumheizungsbedarfs in einer bestimmten Heizperiode und dem jährlichen Energieverbrauch zur Deckung dieses Bedarfs in %. Dieser Wert existiert für wärmere, durchschnittliche und kältere Klimaverhältnisse. Er entscheidet außerdem über die Energieeffizienzklasse des Geräts. Für viele Gegenden in Österreich gelten eher kältere Klimaverhältnisse, weshalb auch dieser Wert berücksichtigt werden sollte.

 

Die Wärmenennleistung bezeichnet die vom Hersteller angegebene Wärmeleistung eines Heizgeräts beim Betrieb zur Raumheizung und, gegebenenfalls, bei der Warmwasserbereitung. Welche Leistung eine Wärmepumpe liefern muss, hängt in erster Linie von der Größe des zu beheizenden Bereichs ab, es spielt allerdings auch die Wärmepumpe eine wichtige Rolle. Als Anhaltspunkt können folgende Schätzwerte verwendet werden:

 

Passivhaus

0,015 kW/m²

Neubau mit Standardwärmedämmung

0,06 kW/m²

Sanierter Altbau mit Wärmedämmung

0,08 kW/m²

Neubau ohne Wärmedämmung

0,08 kW/m²

Altbau ohne Wärmedämmung

0,12 kW/m²

 

Der Schallleistungspegel ist bei Wärmepumpen unbedingt zu berücksichtigen, da die Geräte beträchtliche Lautstärken erreichen können. Vor allem bei Luft-Wasser-Wärmepumpen ist hier Vorsicht geboten, da auch das Außengerät Lautstärken von über 70 dB erreichen kann, was gerade in dicht besiedelten Gebieten durchaus unerwünscht sein kann.



EU-Energielabel für Raumheizgeräte

(Quelle: www.waermepumpe-austria.at, Dezember 2017)


Wärmepumpen in Kombination mit anderen Technologien

 

Kombination mit PV-Anlage

 

Da die Wärmepumpe mit Strom betrieben wird, der in den meisten Fällen aus Kraftwerken mit schlechter Umweltbilanz bezogen wird, bietet es sich an, die Wärmepumpe mit Strom aus einer Photovoltaikanlage zu betreiben. Dazu sei jedoch vorweg gesagt, dass die Wärmepumpe in den meisten Fällen mit einer PV-Anlage nicht autark betrieben werden kann, da die Perioden, in denen die Wärmepumpe am ehesten betrieben wird (Winter) und in denen die PV-Anlage am meisten Strom liefert (Sommer), sich kaum überschneiden und die Speicherung von Strom nach wie vor nicht wirtschaftlich ist. Wenn man den jährlichen Energieverbrauch der Wärmepumpe aber der jährlichen Stromerzeugung durch die PV-Anlage gegenüberstellt, können sich diese durchaus ausgleichen, wodurch man über das Jahr hinweg gesehen de facto CO2-neutral heizen kann.

 

Kombination mit Solarthermie

 

Eine weitere Möglichkeit, die Wärmepumpe zu unterstützen ist die kombinierte Anwendung mit einer Solarthermie-Anlage. Die zusätzliche Wärmeleistung durch Sonnenenergie kann auf zwei verschiedene Arten genutzt werden:


  • Direkte Unterstützung: Die Sonnenenergie wird dem Heizkreislauf direkt zugeführt oder zur Warmwasserbereitung verwendet.
  • Indirekte Unterstützung durch Wärmerückführung: Überschüssige Sonnenenergie kann in das Erdreich zurückgeleitet werden, um dort ein zu starkes Auskühlen zu verhindern und so die Effizienz der Wärmepumpe zu steigern.


Tipps zum Kauf der richtigen Wärmepumpe

 

Folgende Tipps können Sie beim Kauf der richtigen Wärmepumpe unterstützen:

  • Wärmepumpen eignen sich vor allem für gut gedämmte Gebäude
  • Informieren Sie sich ausreichend über mögliche Förderungen
  • Klären Sie die Rahmenbedingungen: Gewünschte Raumtemperatur, Warmwasserbereitung (ja/nein)
  • Wählen Sie die richtige Leistung für Ihre Situation (nicht überdimensionieren!)
  • Je wärmer die Quelle, desto effizienter die Heizung
  • Achten Sie auf die Qualität der Wärmepumpe (EU-Energielabel, EHPA-Gütesiegel)
  • Lassen Sie Ihr installiertes System regelmäßig warten und überprüfen


Infoplus


Links


www.klimaaktiv.at/erneuerbarewaerme

www.waermepumpe-austria.at

www.energyagency.at/fakten-service/foerderungen.html