Funktionsweise einer Wärmepumpe
Haben Sie schon einmal darüber nachgedacht, wie eine Wärmepumpe funktioniert? Oder sich gefragt, was der Unterschied zwischen einer Luft/Wasser-Wärmepumpe, Sole/Wasser-Wärmepumpe und Brauchwarmwasser-Wärmepumpe ist? Wir haben die Antworten auf diese und andere Fragen, damit Sie die beste Wahl für sich und Ihr Zuhause treffen können.
Das Funktionsprinzip einer Wärmepumpe ist sehr einfach. Daran hat sich auch mit dem technologischen Fortschritt der letzten Jahre nichts geändert. Neben dem bewährten Konzept, gestaltet sich auch die Installation der Wärmepumpe immer leichter. Dies macht sich auch im anschliessenden Betrieb durch tiefe Wartungskosten bemerkbar.
Wärmepumpen kommen heute in verschiedenen Bereichen unseres Lebens zum Einsatz. Wussten Sie, dass Wärmepumpen zum Beispiel zur Klimatisierung von Elektroautos eingesetzt werden, um damit die Reichweite zu verlängern? Sie als Poolheizung ihre Dienste tun oder die warme Abluft von Wohn- und Industriegebäuden nutzen können? Das grösste Potential besteht jedoch in der Nutzung von erneuerbaren Energien wie Luft, Erde und Wasser zur Raumheizung und Warmwasseraufbereitung. So gehört eine Wärmepumpe in jedes zukunftsgerichtete Energiekonzept und leistet damit einen wichtigen Beitrag zur Erreichung der Energie- und Klimaziele des Bundes.
... auch eine Möglichkeit zu heizen.
Voraussetzungen für die Installation einer Wärmepumpe
Je nach Ausgangslage empfehlen wir vor der Projektierung einer Wärmepumpenheizung eine unabhängige Energieberatung in Anspruch zu nehmen. Dies gilt im Speziellen für bestehende Gebäude, respektive bei einer bevorstehenden energetischen Sanierung einer Immobilie.
Mit dem erstellten Gebäudeenergieausweis "GEAK" erhalten Sie ein Dokument, welches Daten zur Energieeffizienz und dem energetischen Ist-Zustand des Hauses enthält. Empfehlenswert ist der Gebäudeenergieausweis "GEAK Plus". Dieser enthält zusätzlich einen Beratungsbericht mit Vorschlägen für mögliche energetische Sanierungsmassnahmen der Gebäudehülle, der Heizung und Warmwasseraufbereitung, sowie den elektrischen Geräten und Installationen. Je nach Kanton wird auch der Gebäudeenergieausweise "GEAK plus" gefördert.
Individuelle Wärmepumpen-Beratung
Zur Vorbereitung einer individuellen Wärmepumpen-Beratung seitens Handelspartner oder Heizungsinstallateurs helfen Ihnen folgende Überlegungen:
- Wo kann die Wärmepumpe nach Möglichkeit platziert werden? Im Innenbereich, wie zum Beispiel im Keller, der Küche, usw.? Oder aussen im Freifeld, an der Fassade oder auf dem Dach? Wieviel Platz muss für die Wärmepumpenheizung zur Verfügung stehen?
- Wie sind die Grenzabstände zu den Nachbarhäusern? Diese werden je nach Aufstellungsort benötigt, um die spezifischen Schallanforderungen von Luft/Wasser-Wärmepumpen zu erfüllen.
- Welches Heizverteilsystem (Fussbodenheizung, Radiatoren) nutzen Sie? Jedes Heizverteilsystem benötigt andere Betriebstemperaturen.
- Wie hoch war der Verbrauch von Heizöl lt., Gas kg, Strom kWh, Holz m3 usw. in den letzten zwei Jahren. Die Angaben dienen zur anschliessenden Ermittlung des Wärmebedarfs für Ihre Immobilie.
- Wie ist der Sanierungsstand des Gebäudes (Gebäudehülle wie Dach, Fassade, Fenster, Kellerisolation oder Zustand Wärmeverteilsystem)?
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- Von Fördergeldern profitieren
Installation einer Wärmepumpe im Altbau oder Neubau
Heutzutage ist eine Wärmepumpe im Neubau Standard, und sie hat sich in allen Varianten bewährt. Im Bestandsbau respektive Altbau ist der Einbau einer Wärmepumpe immer durch eine Energieberatung zu prüfen. Es ist energetisch sinnvoll, zuerst die Gebäudehülle zu kontrollieren, bzw. zu sanieren, damit nicht ein Grossteil der wertvollen Energie, welche die Wärmepumpe produziert, wieder verloren geht.
Je nach Wärmepumpensystem und Bauart lässt sich eine Wärmepumpe auf Dächern, an Fassaden, auf dem Boden oder in einem geeigneten Innenraum installieren. Zusätzlich gibt es platzsparende Lösungen für die Platzierung von Wärmepumpen in Küchenzeilen oder Wirtschaftsräumen.
Prinzipiell wird zwischen der eingesetzten Technologie und dem Aufstellungsort (innen oder aussen) unterschieden.
Aufstellungsorte einer Wärmepumpe:
Innen aufgestellte Wärmepumpe
Innen aufgestellte Wärmepumpen werden in der Schweiz vorwiegend im Keller als Ersatz eines fossilen Heizsystems, einer technologisch überholten Wärmepumpe oder im Neubau installiert. Je nach baulicher und persönlicher Ausgangslage passt das eine oder andere Heizsystem zu Ihnen.
Aussen aufgestellte Wärmepumpe
Im Aussenbereich werden Luft/Wasser-Wärmepumpen verwendet. Diese sind die meist verbreiteten Heizsysteme und werden häufig bei Heizungssanierungen eingesetzt. Die unkomplizierte und flexible Wärmepumpentechnik macht es möglich, dass sie unter Berücksichtigung der örtlichen Bau- und Schallvorschriften fast überall im Aussenbereich montiert werden können.
Langfristig ist eine Sole/Wasser-Wärmepumpe aus ökologischer (Strombedarf) und ökonomischer (Unterhaltskosten) Sicht meist die beste Wahl. Dies auch unter Berücksichtigung, dass die Erdwärmesonde eine Lebensdauer von mindestens 50 Jahren hat. Jedoch muss sichergestellt werden, ob Bohrungen für Erdwärmesonden an Ihrem Wohnsitz überhaupt möglich sind. Die nötigen Informationen finden Sie über die jeweiligen kantonalen Geoportale. Hier ein Beispiel für den Kanton Bern.
Die auf kürzere Sicht kostengünstigste Alternative ist eine aussen aufgestellte Luft/Wasser-Wärmepumpe, welche lediglich eine frostsichere Zuleitung und ein entsprechendes Innenmodul benötigt.
Was kostet eine Wärmepumpe für ein Einfamilienhaus in der Schweiz?
Familie Ritter mit zwei Kindern wohnt im Kanton Bern in einem energetisch sanierten Einfamilienhaus (Gebäudehülle inkl. Fenster) aus dem Jahr 1978. Sie hat einem mittleren Energiebedarf und möchte ihre Ölheizung durch eine ökologische Wärmepumpe ersetzten. Die Kinder freuts, denn durch den Wegfall des Öltanks erhalten sie zusätzliche Spielfläche für die elektrische Autorennbahn.
Mit der Energiestrategie 2050 will die Schweiz bis ins Jahr 2050 insgesamt rund 900'000 fossile Heizungen mit erneuerbaren Heizsystemen (Fernwärme, Wärmepumpe oder Holz) ersetzten und den Ersatz soweit wie möglich fördern. Aktuell werden Wärmepumpen in vielen Schweizer Kantonen gefördert. Eine Übersicht über die Förderbeiträge finden Sie beim Bundesamt für Energie BFE auf der Seite von «Das Gebäudeprogramm».
Je nach Kanton sind die Förderbeiträge für den Ersatz einer Ölheizung durch eine Luft/Wasser- Wärmepumpe unterschiedlich. Am Bespiel von Familie Ritter aus Bern beträgt die Förderung aktuell 6000 Franken. In den meisten Kantonen wird für die Beantragung von Fördergeldern eine Anlagezertifizierung nach Wärmepumpen-Systemmodul vorausgesetzt.
Die Handelspartner von NIBE Schweiz, kennen unsere Wärmepumpen und dessen Einsatzgebiete am besten. Nutzen Sie die Möglichkeit ihrer langjährigen Erfahrung, damit Sie mit dem richtigen Heizsystem in die Zukunft starten.
Üblicher Projektablauf für ein Wärmepumpen-Projekt:
Häufig gestellte Fragen zu erneuerbar Heizen:
Wie funktioniert eine Wärmepumpe?
Die Wärmepumpe funktioniert grundsätzlich wie ein Kühlschrank – einfach umgekehrt. Wird im Innenraum des Kühlschranks Wärme entzogen und nach draussen abgegeben, entzieht die Wärmepumpe den Wärmequellen im Aussenbereich die Wärme und gibt diese an die Innenräume ab. Als Wärmequellen dienen hauptsächlich die erneuerbaren Energien aus Erde, Luft oder Wasser. Es können aber auch Prozessabwärme oder andere Wärmequellen genutzt werden. Oft kann die Wärmepumpe zusätzlich zur Kühlung der Wohnräume eingesetzt oder erweitert werden.
Wie werden erneuerbare Energien zu Heizwärme?
Dazu wird ein geschlossener Kältekreis (klingt paradox, nennt sich aber so) bestehend aus Verdampfer, Verdichter, Verflüssiger und Expansionsventil benötigt. Sowie ein geeignetes Kältemittel als Energieträger.
Die Wärmeenergie aus der Erde, Luft oder Wasser wird zum Verdampfer geführt. Das flüssige Kältemittel nimmt diese Energie auf, es erwärmt sich und verdampft. Der Verdichter komprimiert das gasförmige Kältemittel und bringt es auf ein höheres Temperaturniveau. Im Verflüssiger wird die Energie des jetzt komprimierten und heissen Kältemittels an das Heizungssystem abgegeben.
Das Kältemittel kühlt sich ab, strömt durch das Expansionsventil und entspannt. So wird das Kältemittel wieder flüssig und der Kreislauf beginnt von vorne.
Kann ich mit einer Wärmepumpe CO2-frei heizen?
Die genutzte Energie aus den erneuerbaren Energiequellen (Erde, Luft, Wasser) beträgt bei einer modernen Wärmepumpe rund 65 bis 80%. Die restliche Energie von 20 bis 35% wird in Form von Elektrizität für den Antrieb von Verdichter, Umwälzpumpe(n), Ventilatoren und Steuerungen benötigt. Wird die Wärmepumpe mit Strom aus erneuerbaren Energien (wie Wasserkraft oder der eigenen Photovoltaikanlage) gespiesen, heizen Sie komplett CO2-frei – das kann sonst kein Heizsystem.
Das Verhältnis von Nutzenergie und elektrisch zugeführter Energie ist von vielen Faktoren abhängig:
- Von der Eingangstemperatur der Wärmequelle
- Von der geforderten Temperatur des Heizsystems
- Vom technischen Stand der Wärmepumpentechnik
Die Kennzahlen dafür sind COP (Coefficient of Performance), SCOP (Seasonal Coefficient of Performance) und JAZ (Jahresarbeitszahl). Diese dienen zur Bewertung und Vergleich der Effizienz von Wärmepumpen.
Wird die Wärmepumpe als Teil des Energiekonzepts gesehen und damit mit weiteren Systemen (z.B. der Photovoltaikanlage) gekoppelt, können zusätzliche Synergien, wie die Steigerung des Eigenverbrauchs der PV-Anlage erzielt werden.
Wie werden die verschiedenen Wärmepumpensysteme unterschieden?
Die Bezeichnungen sind abhängig von der Wärmequelle und der Wärmeabgabe. Beispiel Luft/Wasser-Wärmepumpe: "Luft" ist die Wärmequelle - an das "Wasser" wird die Wärme abgegeben. Weitere gängige Bezeichnungen: Sole/Wasser-Wärmepumpe, Wasser/Wasser-Wärmepumpe. Es gibt auch Luft/Luft-Wärmepumpen. Diese geben die Wärme über ein Luftkanalsystem an die Räume ab. Diese Art ist aber in der Schweiz sehr wenig verbreitet.
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Wärmepumpen-Boiler erhitzen Brauchwarmwasser auf sehr wirtschaftliche Art und ersetzen damit bestehende Elektroboiler.