Bauarten verschiedener Wärmepumpen sowie
Vor- und Nachteile
Wir unterscheiden hier jetzt für die Wärmeerzeugung [Trink oder Heizungswasser] der Wärmepumpen, da gibt es Luft-Wasser, Sole-Wasser oder Wasser-Wasser-Wärmepumpen.
Luft-Wasser-Wärmepumpe
Eine Luft-Wasserwärmepumpe ist die einfachste Wärmepumpe von allen und die dritt effektivste.
Er holt sich die Umweltwärme aus der Luft und gibt die Wärmeenergie an das Wasser ab.
Vorteile:
-kostenfreie/unendliche Energie aus der Umwelt
-kostengünstigere Montage sowie der Kauf
im Gegensatz zu anderen Wärmepumpen
–montageleicht und hat eine kleine Aufstellfläche [außen]
Nachteile:
-Die Wärme im Winter ist sehr energiearm
-hält ca. nur 10–20 Jahre im Gegensatz zu anderen Wärmepumpen
-mehr Stromkosten im Gegensatz zu anderen Wärmepumpen [ca. 30–50 % als Sole-Wasser]
-kann an sehr kalten Tagen vereisen
Sole-Wasser-Wärmepumpe
Eine Sole-Wasserwärmepumpe mit Erdwärmekollektoren/Grabenkollektor
[1 bis 2 Metern] oder einer tiefen Bohrung
[40-100 Meter] ist die zweit effektivste Wärmepumpe. Er holt sich die Umweltwärme aus dem Erdreich.
Vorteile:
-die Erdwärme kann auch ganzjährig genutzt werden
-für Erdwärme-, Grabenkollektoren ist keine Genehmigung erforderlich
-verschiedene Systeme bei einer
Sole-Wasserwärmepumpe ist möglich
Nachteile:
-für viel Wärmeleistung benötigt man eine große Fläche für Kollektoren oder eine tiefe Bohrung
-eine Bohrung kann sehr teuer sein
-eine Bohrung benötigt eine Genehmigung
Wasser-Wasser-Wärmepumpe
Eine Wasser-Wasserwärmepumpe holt sich, wie der Name schon sagt, sich die ganzjährige konstante Temperatur aus dem Wasser und ist damit die erst effizienste Wärmepumpe.
Vorteile:
-konstante Temperatur [8-12 °C] ganzjährig
-hohe Effizienz kann also meist ohne Heizungsunterstützung genutzt werden
-geringere Betriebskosten im Gegensatz zu anderen Wärmepumpen
Nachteile:
-eine Bohrung kann sehr teuer sein
-eine Bohrung benötigt eine Genehmigung sowie eine für das Grundwasser [Qualität, Grundwasserspiegel]
-aufwendige Planung
-nicht in allen Gebieten möglich zu bauen
WIE FUNKTIONIERT EIGENTLICH EINE WÄRMEPUMPE?
Hier wird erklärt, wie die Wärmepumpe bei unterschiedlichen Temperaturen funktioniert und ist hier auch bildlich dargestellt.
Erklärung
Hier ist die Erklärung dazu, wir fangen bei der Wärmequelle an. Die Wärme wird, wie man auf dem oberen Bild erkennen kann, aus der Luft, Erde, oder dem Grundwasser entzogen und dann, an den sogenannten Verdampfer weitergegeben, der Verdampfer lässt das zuvor flüssige Kältemittel verdampfen und an den Verdichter weitergeben, dass das verdampfte Gas (Kältemittel) mithilfe von Strom verdichtet, (Volumen verringert sich) damit ein höherer Druck entsteht und noch mehr Wärme erzeugt wird. Das verdichtete Gas (Kältemittel) kommt nun beim Verflüssiger an, dort wird es noch gasförmig an denn jeweiligen Heizungsmedium, (z. B. Wasser) durch einen Wärmetauscher abgegeben. Das gasförmige Kältemittel kühlt ab und wird dadurch wieder flüssig. Das wieder flüssige Kältemittel wird dann an das Expansionsventil weitergegeben und entspannt, dies stellt sicher, dass kein flüssiges Kältemittel zum Verdichter kommt und immer genug Kältemittel zum Verdampfer kommt. Im Endeffekt funktioniert eine Wärmepumpe wie ein Kühlschrank.
Vorteile aller Wärmepumpen
Am besten funktioniert eine Wärmepumpe mit großen Heizflächen [z. B. Fußbodenheizung] und das Gebäude sollte gut gedämmt sein damit es keine Wärmeverluste gibt, somit kann man dann mit niedrigen Temperaturen ein Gebäude beheizen.
Alle Wärmepumpen sind Emissions frei, solange man auch dazu Ökostrom benutzt!
Hier nochmal alle Bauteile einzeln und genauer erklärt:
Expansionsventil
Das Expansionsventil stellt sicher, dass immer so viel Kältemittel zum Verdampfer strömt, wie dort auch verdampfen kann (je nach Außentemperatur) und kein flüssiges zum Verdichter gelangt. Es stellt bei Kühlschränken, Klimaanlagen und Wärmepumpen denn sicheren Betrieb dar.
Verflüssiger
Der Verflüssiger/Kondensator gibt die ankommende Wärmeenergie, die auf einem hohen Temperaturniveau ist, durch einen Wärmetauscher an das Heizungsmedium ab und das Kältemittel kühlt dadurch wieder runter und verflüssigt sich. Der Verdichter ist bei winterlicheren Temperaturen ein Nachteil, da man mehr Strom hineinstecken muss, damit die angeforderte Wärme wieder erreicht wird und somit die Abnutzung vom Verdichter beschleunigt wird.
Verdampfer
Der Verdampfer [erzeugt] holt sich Wärme, kann aber auch Kälte aus der Umweltwärme ziehen, um zu kühlen, ändert sich der Atmosphärendruck, verdampft das Kältemittel mit einer anderen Temperatur, da die Verdampfungstemperatur druckabhängig ist.
Kältemittel
In der Kupferleitung [hart gelötet] ist ein synthetisches [zusammengefügtes] Kältemittel, was nur durch Fachleute mit einer Bescheinigung gewartet oder gefüllt werden darf!
Denn die meisten Kältemittel wie auch Methan oder Lachgas beschädigen leider die Ozonschicht der Erde.
Fazit Wärmepumpe:
Eine Wärmepumpe ist so lange umweltfreundlich, wenn der Strom aus erneuerbaren Energien kommt und besser zusammen mit einem anderen umweltfreundlichen Wärmeerzeuger (z. B.: Wasserstoff) oder mithilfe von Solarenergie unterstützt wird. Selbstverständlich ist das noch für die meisten zu teuer und zu aufwendig.
Weswegen man dann eher mit Wärmeerzeuger betrieben, mit Erdgas, Flüssiggas, Öl, Pellets, Scheitholz, Hackschnitzel oder auch noch Kohle zusätzlich heizt. Bedauerlicherweise ist kein Wärmeerzeuger perfekt, man sollte immer nach Bauart des Hauses entscheiden, ob sich eine Wärmepumpe lohnt oder nicht.
