Einleitung
Sie benötigen eine effektive und umweltfreundliche Möglichkeit zum Heizen, Warmwasserbereiten und Kühlen? Dann könnte die Investition in eine Wärmepumpe die Lösung für Sie sein. Sie bietet zahlreiche Vorteile gegenüber herkömmlichen Heiz- und Kühlsystemen wie gasbetriebenen Heizkesseln.
Deshalb sind Wärmepumpen in den letzten Jahren in Europa enorm populär geworden. Luftwärmepumpen (Luft-Luft- und Luft-Wasser-Varianten) finden breite Anerkennung. Die folgende Grafik erzählt die Geschichte.
Hier werden wir uns ausführlich mit Luftwärmepumpen befassen, von ihren verschiedenen Komponenten bis hin zu ihren Funktionsweisen. Wir werden Sie außerdem über ihre Typen und Vorteile aufklären. Abschließend werden wir einige Fragen beantworten, die häufig zu diesen HLK-Systemen gestellt werden.
Was ist eine Luftwärmepumpe?
Sie wissen vielleicht, dass es unterschiedliche Wärmepumpentypen gibt. Sie werden nach ihrer Funktionsweise und der Wärmeaufnahmequelle klassifiziert. Die bekanntesten und am weitesten verbreiteten Wärmepumpen sind Luftwärmepumpen (ASHPs).
Diese elektrischen Geräte nehmen Wärme aus der Außenluft auf. Anschließend leiten sie diese Wärme ins Haus weiter, um Ihr Zuhause zu heizen und mit Warmwasser zu versorgen.
ASHPs können außerdem Kühlung liefern. Dies tun sie, indem sie diesen Wärmeübertragungsprozess von einem Ort zum anderen umkehren. Das bedeutet, dass sie Wärme aus der Innenluft aufnehmen und nach außen abgeben.
Viele moderne (aber nicht alle) ASHPs können Ihren Haushalt kühlen. Sie entziehen der Raumluft Wärme, um die Luft im Inneren kühler zu machen.
Wesentliche Komponenten eines Wärmepumpensystems
Eine ASHP (manchmal auch Luft-Wasser-Wärmepumpe genannt) besteht aus mehreren Hauptkomponenten. Diese Elemente arbeiten zusammen, um eine effektive Heizung und Kühlung zu gewährleisten. Diese sind wie folgt:
1. Außenliegende Kondensator- und Verdampfereinheit
Je nach Anlagentyp können AKW-Anlagen über Außen- und Inneneinheiten verfügen. Die Hauptfunktion der Außeneinheit besteht darin, die Wärme aus der Luft aufzunehmen. Sie besteht aus dem Wärmetauscher und dem Kompressor. Diese spielen eine grundlegende Rolle bei der Aufnahme und Verdichtung der Umgebungswärme. Unter Umgebungswärme versteht man die Wärme, die in bodennahen Luftschichten vorhanden ist.
Dabei wird die Wärme von außen in einen Wärmetauscher, den sogenannten Verdampfer, geleitet. Dieser ermöglicht den Wärmeaustausch zwischen der Außenluft und dem Kältemittel.
Es gibt einen zweiten Wärmetauscher, den sogenannten Kondensator. Der Kondensator befindet sich auch in der Außeneinheit, wenn Sie eine Monoblock-Wärmepumpe haben. Der Kondensator hat die Aufgabe, Wärme von einem Kühlmittel zu einem Wasserkreislauf zu transportieren. Er liefert dann Raumwärme und Warmwasser.
Besitzen Sie ein Split-System, befindet sich der Kondensator im Innenteil des Gerätes. Lesen Sie weiter, um mehr über Split- und Monoblock-Wärmepumpen zu erfahren.
2. Innengerät
In Ihrem Haushalt verteilt die Inneneinheit die vom System erzeugte Wärme oder Kälte. Typischerweise kann es sich dabei um Folgendes handeln:
- Heizkörper
- Fußbodenheizung
- Kanalisiertes Luftverteilungssystem
3. Kältemittelleitung
Die Kältemittelleitung besteht aus isolierten Kupferrohren. Sie dient dem Transport des Kältemittels zwischen den Außen- und Inneneinheiten der Wärmepumpe.
Es spielt eine äußerst wichtige Rolle im Wärmeübertragungsprozess im gesamten System.
4. Umschaltventil
Das Umkehrventil ist ebenfalls ein wichtiges Bauteil von ASHPs. Es kehrt die Richtung des Kältemittelflusses um, um im Sommer für Kühlung zu sorgen.
Mit anderen Worten ermöglicht es der Wärmepumpe, zwischen Heiz- und Kühlmodus zu wechseln. In vielen ASHPs finden Sie ein 4-Wege-Umkehrventil.
5. Expansionsventil
Das Expansionsventil reguliert den Kältemittelfluss für einen reibungslosen Betrieb der Wärmepumpe. Es trägt auch zur Aufrechterhaltung der Leistung und Effizienz von ASHPs bei.
Wie funktioniert eine Luftwärmepumpenheizung?
Wie Sie sehen, bewegt sich Wärme auf natürliche Weise von wärmeren zu kälteren Orten. Um Wärme zu erzeugen, kehren ASHPs diesen Prozess mithilfe von Elektrizität um. Dies geschieht über einen Kühlkreislauf und verwendet daher ein Kühlmittel. Es ist ein Medium, durch das Wärme im gesamten System von einer Stufe zur nächsten wandert.
Die Wärmeenergie aus der Außenluft wird im Verdampfer aufgefangen. Sie wird dann auf das Kühlmittel übertragen, auch wenn es draußen kälter ist. Selbst bei niedrigen Außentemperaturen ist noch genügend Wärme vorhanden, um sie der Luft zu entziehen.
Anschließend komprimiert der Kompressor das Kältemittel. Dadurch steigt die Temperatur des Kältemittels an.
Das komprimierte, hochtemperierte Kältemittel verwandelt sich in ein Gas und gelangt zum Kondensator. Hier wird die Wärme des gasförmigen Kältemittels auf das Wasser übertragen.
Das gasförmige Kältemittel kühlt ab, wenn die Wärme im Kondensator und im Expansionsventil freigesetzt wird. Anschließend verwandelt es sich wieder in eine Flüssigkeit. Dieser Vorgang wiederholt sich, um schließlich Wärme und Warmwasser zu liefern.
Wie funktioniert die Kühlung mit einer Luftwärmepumpe?
Außer der Heizung können ASHPs in der Regel auch für die Kühlung sorgen, und zwar über ein 4-Wege-Umkehrventil.
Es ändert die Strömungsrichtung des Kühlmittels. Dadurch kann das System Wärme aus dem Innenraum aufnehmen und diese dann nach außen abführen. Schließlich kühlt es das Wasser ab, das im System zirkuliert. Es kann dann zur Raumkühlung genutzt werden.
Wenn das Umschaltventil für den Kühlbetrieb aktiviert wird, fungiert der „Kondensator“ als Verdampfer. Er nimmt Wärme aus dem angeschlossenen Wasserkreislauf auf, was zur Verdampfung des Kältemittels führt. Im „Verdampfer“ kondensiert das Kältemittel und gibt die Wärme nach außen ab.
Arten von Luftwärmepumpen
Es gibt verschiedene Typen von ASHPs:
1. Luft-Luft-Wärmepumpen
Luft-Luft-Wärmepumpen werden grundsätzlich als eine Variante von Klimaanlagen eingestuft. Sie können Ihren Wohnraum sowohl kühlen als auch heizen. Allerdings verfügen sie nicht über die Warmwasserbereitung. Luft-Luft-Wärmepumpen sind in verschiedenen Ländern und Regionen am weitesten verbreitet, beispielsweise in den USA. Dazu zählen auch viele europäische Länder wie Frankreich, Portugal, Spanien und Italien.
2. Luft/Wasser-Wärmepumpen
Es gibt noch einen weiteren Luftwärmepumpentyp, nämlich Luft/Wasser-Wärmepumpen. Sie nehmen Wärme aus der Außenluft auf (auch wenn es kalt ist) und transportieren sie zum Wasser. Die Wärme verteilt sich dann auf verschiedene Strahler wie:
- Heizkörper
- Fußbodenheizung
- Heißwassertank
- Gebläsekonvektoren
Der Zweck besteht darin, Heiz-, Warmwasser- und optional Kühlfunktionen bereitzustellen. Solche Wärmepumpensysteme sind in ganz Europa, darunter Polen, Deutschland, Finnland, Norwegen usw., weiter verbreitet.
Grundsätzlich gibt es zwei Arten von Luft/Wasser-Wärmepumpen. Diese sind:
Monoblock-Wärmepumpe
Diese Variante der Luft-Wasser-Wärmepumpe besteht aus einer einzelnen Wärmepumpeneinheit. Sie befindet sich außerhalb Ihres Haushalts. Sie besteht aus einer einzelnen Außeneinheit, die Folgendes enthält:
- Wärmetauscher
- Kompressor
- der Wasserteil des Kältekreislaufs
Monoblock-Systeme sind günstiger als Split-Systeme und lassen sich schneller installieren. Sie nehmen in Ihrem Haushalt weniger Platz ein.
Geteilte Wärmepumpe
Eine Split-Wärmepumpe ist nicht mit einer Monoblock-Wärmepumpe vergleichbar.
Ein Split-System trennt die Komponenten zwischen Außen- und Inneneinheiten. Darüber hinaus übertragen zwei Kupferrohre das Kühlmittel zwischen Innen- und Außeneinheiten.
Vorteile der Verwendung von Luftwärmepumpen
Das Heizen und Kühlen mit Luftwärmeenergie bietet einige bemerkenswerte Vorteile:
1. All-in-One-Paket
ASHPs (insbesondere Luft-Wasser-Wärmepumpen) sind ein Komplettpaket. Das heißt, sie können den Heiz-, Warmwasser- und Kühlbedarf eines Haushalts decken.
Darüber hinaus stellen sie eine ausgesprochen langfristige Lösung zur Regelung des Temperaturbedarfs Ihres Wohnraums dar. Aus diesem Grund werden sie sowohl für den privaten als auch für den gewerblichen Gebrauch bevorzugt.
2. Umweltfreundlichkeit
ASHPs benötigen lediglich Strom zum Transport von Wärme. Sie benötigen keine Brennstoffe wie Öl, Gas und Holz. Das bedeutet, dass Wärmepumpen viel weniger CO2 ausstoßen als Gaskessel. Dies kann erheblich zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen beitragen. Das macht Wärmepumpen nachhaltig und umweltfreundlich.
Laut der European Heat Pump Association können Wärmepumpen allein in der Europäischen Union mehr als 9 Millionen Tonnen CO2-Emissionen einsparen. Darüber hinaus können sie den CO2-Ausstoß im Vergleich zu Gaskesseln um 35-65 % senken.
3. Zukunftssicher
Durch den Einsatz einer ASHP-Wärmepumpe können Sie sich von Gas- oder Öllieferungen befreien. Auch zukünftige Brennstoffpreiserhöhungen können Sie vermeiden. Sie müssen keine Einschränkungen und künftige Brennstoffverbote befürchten. Das macht ein solches HLK-System zukunftssicher.
4. Hohe Energieeffizienz
Im Wesentlichen können ASHPs 3-4 Kilowatt erneuerbare Wärme aus der Luft erzeugen. Und zwar für jede verbrauchte Kilowattstunde Strom. Sie arbeiten mit einem Verhältnis von 30 % Strom und 70 % erneuerbaren Quellen, also Luft. Das macht sie zu etwa 300-400 % energieeffizient.
Das ist eine erhebliche Verbesserung im Vergleich zu herkömmlichen Heizsystemen wie Gaskesseln. Wärmepumpen benötigen außerdem weniger Strom als Elektroheizungen, was zu niedrigeren Energiekosten beiträgt.
5. Geringer Wartungsaufwand
Die Wärmepumpentechnologie ist bewährt und zuverlässig. Daher erfordern ASHPs nur geringen Wartungsaufwand. Es müssen nur wenige Komponenten überprüft werden. Darüber hinaus sind die Kosten relativ gering. Im Gegensatz dazu müssen Heizkessel in der Regel regelmäßig gereinigt werden und verursachen höhere Wartungskosten.
Häufig gestellte Fragen
Können Luftwärmepumpen in kaltem Klima eingesetzt werden?
ASHPs (insbesondere Luft-Wasser-Wärmepumpen) können in kaltem Klima effektiv arbeiten. Diese Wärmepumpen sind bei Temperaturen von bis zu -10 °C produktiv. Bei -20 °C haben einige ASHPs immer noch einen Wirkungsgrad von über 200 %.
Daher empfiehlt es sich, ein Wärmepumpenmodell zu wählen, das in erster Linie für kaltes Klima konzipiert ist. Das ist möglich, weil diese Systeme die bei kälterem Wetter immer noch vorhandene Außenwärme aufnehmen und dann ins Haus bringen.
Sie wissen vielleicht, dass in vielen europäischen Ländern wie Finnland, Schweden und Norwegen strenge Winter herrschen. Aus diesem Grund sind dort ASHPs weit verbreitet.
Wie lange hält eine Luftwärmepumpe?
Die Lebensdauer einer ASHP beträgt im Allgemeinen 15 bis 20 Jahre. Bei entsprechender Wartung können einige ASHPs sogar länger halten, bis zu 25 Jahre. Die Qualität und der Zustand der Wärmepumpe haben dabei in erster Linie Einfluss.
Durch eine jährliche Kontrolle und Wartung der Wärmepumpe kann deren Lebensdauer verlängert werden.
Sind Luftwärmepumpen umweltfreundlich?
ASHPs sind unbestreitbar umweltfreundlich. Einer der Hauptvorteile einer Investition in ASHPs ist ihr minimaler CO2-Fußabdruck. Sie sind eine kohlenstoffarme Möglichkeit, Ihren Haushalt zu kühlen und zu heizen. Somit tragen sie erheblich zur Verringerung der CO2-Emissionen bei.
ASHPs benötigen lediglich Strom zum Transport von Wärme. Sie benötigen keinen Brennstoff wie Öl, Holz oder Gas. Darüber hinaus nutzen ASHPs erneuerbare Energie aus der Luft, was sie sauber und umweltfreundlich macht.
Welche Vorteile haben Luftwärmepumpen gegenüber herkömmlichen Heizsystemen?
Wärmepumpen bieten zahlreiche Vorteile gegenüber herkömmlichen Heizsystemen wie Heizkesseln. Im Gegensatz zu Heizkesseln, die Wärmeenergie durch die Verbrennung von Gas erzeugen, transportieren sie lediglich Wärme von der Außenluft in die Innenluft oder umgekehrt. Das macht sie äußerst energieeffizient, nachhaltig und umweltfreundlich. Das kann auch langfristig zu erheblichen Einsparungen bei den Stromrechnungen führen.
Welche Voraussetzungen müssen für die Installation einer Luftwärmepumpe erfüllt sein?
Bei der Installation einer ASHP müssen einige wichtige Bedingungen beachtet werden. Sie gewährleisten Energieeffizienz und optimale Leistung. Diese sind:
- Suchen Sie einen geeigneten Standort für die Außeneinheit, der ausreichend Platz bietet. Er sollte frei von Hindernissen sein und Zugang zu Frischluft bieten.
- Für den Betrieb der Wärmepumpe muss eine ausreichende Stromversorgung vorhanden sein.
- Um die Effizienz der Wärmepumpe zu maximieren, sollte Ihr Haushalt gut isoliert sein.
- Bewerten Sie die klimatischen Bedingungen Ihres Standorts, um die Größe der ASHP zu bestimmen. Sie richtet sich nach Ihren Heiz- und Kühlanforderungen.
- Für den Anschluss der Wärmepumpe muss ein vorhandenes Wasserleitungssystem vorhanden sein. Der Zweck ist die Warmwasserbereitung.
- Die Installation der Wärmepumpe muss von einem professionellen Techniker durchgeführt werden, der Erfahrung mit der Installation solcher Systeme hat. Dabei wird die Handhabung und Dimensionierung des Kältemittels sichergestellt und es müssen die örtlichen Vorschriften eingehalten werden.
- Stellen Sie sicher, dass das ASHP-System über ausreichende Garantien und Zugang zu einem erstklassigen Kundendienst verfügt.
Sind die Wartungskosten einer Luftwärmepumpe hoch?
Ein Fachmann, der AKW-Anlagen regelmäßig und ordnungsgemäß wartet, sorgt für optimalen Betrieb und Langlebigkeit. Durchschnittlich kostet die Wartung einer Wärmepumpe zwischen 150 und 300 Euro pro Jahr. Das ist in der Regel nicht viel, wenn man die Vorteile bedenkt, die Sie daraus ziehen.
Die Kosten können jedoch von der Art der AKW-Heizungsanlage und den Wartungsverträgen abhängen, die Ihr Heizungstechniker anbietet.
Fazit
Wir hoffen, dass dieser Artikel Ihnen zahlreiche Informationen zu ASHPs bietet.
Wir haben unterschiedliche Aspekte dieser immer größer werdenden HLK-Systeme behandelt, von der Funktionsweise über die Typen bis hin zu den Vorteilen. Sie haben auch Einblicke in die wichtigsten Komponenten solcher Wärmepumpen erhalten.
Tatsächlich sollten Sie die Vorteile von ASHPs gleich nach der Installation nutzen. Sie bieten ganzjährigen Komfort in Ihrem gesamten Haushalt, senken die Energiekosten und erfordern nur geringen Wartungsaufwand.