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Wärmepumpe | Aufbau und Funktion

Über diesen Artikel

Lesezeit

3 Minuten

Veröffentlichung

12.04.2022

Letztes Update

19.04.2022

Wärmepumpe: Aufbau und Installation

Wir klären die wichtigsten Fragen zur Funktion und dem Aufbau der Wärmepumpe. Wie aufwändig er wird, hängt von diversen Faktoren ab.

Inhalt des Blogartikels

Wärmepumpe: Aufbau und Funktion

Das Gebäudeenergiegesetz (GEG) schreibt vor, dass im Neubau ein Mindestanteil der Energieversorgung mithilfe von erneuerbaren Energien erfolgt. Dies gelingt zum Beispiel mit Wärmepumpen. Sie nutzen Umweltwärme, die sie der Luft, dem Grundwasser oder dem Erdreich entziehen. Dementsprechend gibt es unterschiedliche Arten von Wärmepumpen. Du kannst sie zur Unterstützung der Heizung bzw. zur Bereitung von Warmwasser einsetzen. Wie effizient die Wärmepumpe ist, zeigt unter anderem die Jahresarbeitszahl. Unabhängig von der Wärmequelle besteht ein solches System stets aus folgenden Hauptbestandteilen:

  1. Wärmequellenanlage: Sie entzieht der Umgebung die Wärmeenergie
  2. Wärmepumpe: Sie macht die Umweltwärme für das Heizungssystem nutzbar
  3. Wärmeverteiler und Speicher: Diese Komponenten sorgen für die Verteilung der Wärmeenergie im Gebäude oder speichern sie für die spätere Nutzung

Der Kältemittel-Kreislauf der Wärmepumpe

Die Wärmequellenanlage entzieht dem jeweiligen Medium über einen Flüssigkeits-Kreislauf Wärme bzw. Energie. Luft-Luft-Wärmepumpen nutzen stattdessen einen Ventilator, um die wärmere Umgebungsluft anzusaugen.

Die gewonnene Wärme wird – ganz ähnlich wie bei einem Kühlschrank – zum Verdampfer der Wärmepumpe geleitet, die über einen separaten Kreislauf für das Kältemittel verfügt. Dieses verdampft durch die zugeführte Wärme. 

Im nächsten Schritt übernimmt der Verdichter, der das nun gasförmige Kältemittel auf ein hohes Druckniveau bringt. Im heizungsseitigen Gegenstück verflüssigt ein Wärmetauscher das Kältemittel wieder, wodurch die Wärme entweder direkt über den Wärmekreislauf verteilt wird oder in ein Speichersystem wandert.

Das Entspannungsventil (auch Expansionsventil genannt) sorgt dafür, dass Druck und Temperatur des Kältemittels wieder reduziert werden und der Kreislauf im Verdampfer von vorne beginnen kann.

 

Voraussetzungen für die Installation der Wärmepumpe

Um eine Wärmepumpe aufzubauen, müssen bestimmte bauliche Voraussetzungen gegeben sein. Diese kannst du im Rahmen eines Neubaus direkt bei der Planung am günstigsten realisieren. Bei Nachrüstungen im Altbau fallen die zum Teil erforderlichen Installationsarbeiten oft kostenintensiver aus. Dennoch können sie sich im Rahmen einer energetischen Sanierung durchaus lohnen. Ob das bei dir der Fall ist, kann ein Fachbetrieb für dich einschätzen.

Wenn du dich für eine Wärmepumpe entscheidest, solltest du die Planung und den Aufbau der Wärmepumpe ebenfalls einem Experten überlassen. Dieser kann die gesamte Heizungsanlage und andere Faktoren, wie zum Beispiel die Gebäudedämmung, auf die Nutzung der Wärmepumpe abstimmen.

 

Was brauche ich für den Aufbau der Wärmepumpe?

Die Antwort auf diese Frage hängt davon ab, für welche Wärmequelle du dich entscheidest.

Installation einer Luft-Wasser-Wärmepumpe

Eine Luft-Wasser-Wärmepumpe kannst du mit vergleichsweise wenig Aufwand installieren. Sie bezieht die Wärmeenergie über einen Ventilator aus der Umgebungsluft. Viele Fachbetriebe können diese Art der Wärmepumpe in 1 oder 2 Arbeitstagen installieren. Ein Nachteil liegt in den schwankenden Temperaturen der Umgebungsluft. Zudem fällt insbesondere im Winter die Heizungsunterstützung bei niedrigen Außentemperaturen eher gering aus.

Installation einer Sole-Wasser-Wärmepumpe

Die Sole-Wasser-Wärmepumpe nutzt die Wärmeenergie aus dem Erdreich. Du kannst dir aussuchen, ob du dafür Erdkollektoren und Erdsonden nutzen möchtest – das hängt natürlich auch von den baulichen Gegebenheiten ab.

Während Erdkollektoren eher flächig in geringen Tiefen (bis ca. 2 Meter) verlegt werden, sind für Erdsonden Bohrungen von bis zu 100 Metern Tiefe erforderlich. So profitierst du zwar von ganzjährig konstanten Temperaturen, benötigst aber auch eine entsprechende Genehmigung zur Tiefenbohrung. Zudem sind die Installationsarbeiten aufwendiger.

Installation einer Wasser-Wasser-Wärmepumpe

Bei der Wasser-Wasser-Wärmepumpe wird die Wärmeenergie aus dem Grundwasser gewonnen, das in den meisten Fällen ganzjährig eine konstante Temperatur zwischen 10 und 12 Grad Celsius aufweist. Für die Nutzung einer solchen Wärmepumpe sind 2 Brunnenbohrungen notwendig, da das Wasser angesaugt und später wieder zurückgeführt werden muss. Der Wärmeaustausch erfolgt, wie bei allen Wärmepumpen, über das oben beschriebene Prinzip.

Achtung: Für die Tiefenbohrung einer Sole-Wasser-Wärmepumpe benötigst du ebenso eine Genehmigung wie für die Nutzung von Grundwasser zur Wärmegewinnung über eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe. Fachbetriebe kennen sich mit den Vorschriften und Genehmigungsverfahren vor Ort aus und sind bei Planung und Durchführung unverzichtbar.

 

Kosten für den Aufbau der Wärmepumpe

Die Kosten für die Wärmepumpe richten sich ebenfalls nach der Art der Wärmepumpe. Die teilweise erforderlichen behördlichen Genehmigungen für eventuelle Erd- und Bohrarbeiten können den finanziellen Aufwand weiter nach oben treiben. An diesem Kostenrahmen kannst du dich grob orientieren:

Art der Wärmepumpe

Kosten für den Aufbau der Wärmepumpe

Sole-Wasser-Wärmepumpe

  • Anschaffung: ca. 8.000 – 12.000 Euro
  • Installationsaufwand (mit Genehmigungen): ca. 3.000 – 13.000 Euro

Wasser-Wasser-Wärmepumpe

  • Anschaffung: ca. 8.000 – 16.000 Euro
  • Installationsaufwand (mit. Erschließung und Genehmigungen): ca. 5.000 – 9.000 Euro

Luft-Wasser-Wärmepumpe

  • Anschaffung: ca. 10.000 – 14.000 Euro
  • Installationsaufwand: ca. 500 – 2.000 Euro

Luft-Luft-Wärmepumpe

  • Anschaffung: ca. 7.000 – 8.000 Euro
  • Installationsaufwand: bis zu 7.000 Euro

 

Überlasse den Aufbau der Wärmepumpe einem Fachbetrieb

Wärmepumpen sind eine sehr effiziente Möglichkeit, um umweltfreundlich zu heizen. Da sie kostenlose Energie aus der Umgebung ziehen, amortisieren sich die Anschaffungs- und Installationskosten für die Heizung zeitnah. Außerdem gibt es Förderungen für Wärmepumpen. Um diese zu erhalten und Fehler bei der Planung, Installation und Ausführung sowie bei der Einholung von Genehmigungen zu vermeiden, solltest du diese Arbeiten nur gemeinsam mit einem Fachbetrieb planen und durchführen.

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