Welche Arten von Wärmepumpen gibt es?
Grundsätzlich gibt es 4 verschiedene Arten von Wärmepumpen, die sich in der Wärmequelle unterscheiden:
- Wasser-Wasser-Wärmepumpe
- Sole-Wasser-Wärmepumpe
- Luft-Wasser-Wärmepumpe
- Luft-Luft-Wärmepumpe
Zu den Erdwärmepumpen zählt die Wasser-Wasser-Wärmepumpe (Grundwasser-Wärmepumpe) und die Sole-Wasser-Wärmepumpe. Die Luft-Wasser-Wärmepumpe und die Luft-Luft-Wärmepumpe sind Luftwärmepumpen. Letztere ist relativ selten verbaut, da sie unter allen Arten von Wärmepumpen die neuste ist. Zudem kannst du sie nicht als monovalente Heizung nutzen, denn sie heizt nur die Luft. Du brauchst also eine zweite Wärmequelle, die mindestens dein Brauchwasser wärmt.
Unter den Luft-Wasser-Wärmepumpen unterscheiden wir noch zwischen einer Monoblock-Wärmepumpe und einer Split-Wärmepumpe. Wie die 4 Wärmepumpenarten heizen, die dazugehörigen Energiequellen und wie sie sich weiter unterscheiden, erklären wir dir hier.
Grundwasserwärmepumpe (Wasser-Wasser-Wärmepumpe)
Die effizienteste Wärmepumpe ist die Wasser-Wasser-Wärmepumpe. Auf ein Jahr gesehen, hat sie im Vergleich zu anderen Wärmepumpenarten den besten Wirkungsgrad. Sie nutzt das ca. 10 °C warme Grundwasser als Wärmequelle und erhitzen damit das Kältemittel. Grundwasser hat eine konstante Temperatur und überträgt Wärme gut. Die Wasser-Wasser-Wärmepumpe wird auch Grundwasser-Wärmepumpe genannt.
Das Kältemittel zum Grundwasser und wieder zurück zur Wärmepumpe zu transportieren, wäre ökonomisch und ökologisch nicht sinnvoll. Deshalb transportiert ein Förder- und Schluckbrunnen das Grundwasser zur Wärmepumpe. Dort gibt es die Wärme an das Kältemittel im Wärmetauscher ab und über einen Sickerbrunnen fließt es wieder ab.
Wasser-Wasser-Wärmepumpen haben einen geringen Marktanteil, da die Installation der beiden Brunnen relativ teuer ist. Auch die Wasserqualität muss stimmen. Es darf nicht zu kalkhaltig sein und der Eisen- und Mangangehalt muss passen.
Sole-Wasser-Wärmepumpe
Die Sole-Wasser-Wärmepumpe nimmt die thermische Energie der Erde auf (Erdwärme) und wandelt sie in Wärme um. Die gängigen Sole-Wasser-Wärmepumpen nutzen Erdkollektoren, die horizontal 1 bis 1,4 m unter der Frostgrenze verlegt werden. Ein Wasser-Glykol-Gemisch mit ca. 30 % Glykolanteil dient bei dieser Wärmepumpenart als Frostschutz. Oder du nutzt anstatt der Erdkollektoren für eine Sole-Wasser-Wärmepumpe eine Erdsonde. Diese liegt senkrecht 50 bis über 200 m tief im Boden. Sole überträgt die Wärme an das Kältemittel gut. Trotz jahreszeitlicher Temperaturschwankungen ist eine Sole-Wasser-Wärmepumpe 20 % effizienter als eine Luft-Wasser-Wärmepumpe. Die Umbaumaßnahmen sind aber aufwendiger und örtliche Auflagen müssen vorab geprüft werden.
Luft-Wasser-Wärmepumpe
Eine Luft-Wasser-Wärmepumpe nutzt die Umgebungsluft als Wärmequelle. Ein Ventilator saugt Außenluft an, die das Kältemittel erwärmt. Im Gegensatz zu Wasser ist Luft kein optimaler Energieträger, da sie eine niedrigere Wärmekapazität besitzt. Schwankende Außentemperaturen bis in den 2-stelligen negativen Bereich wirken sich auf die Effizienz einer Wärmepumpe aus, sodass die Energiekosten bei einer Luft-Wasser-Wärmepumpe höher sind. Für die Installation einer Luft-Wasser-Wärmepumpe sind aber keine größeren Umgebungsarbeiten notwendig, denn Luft ist überall vorhanden. Eine Luft-Wasser-Wärmepumpe ist somit auf die ganze Nutzungsdauer gesehen nicht teurer als eine andere Wärmepumpenart.
Es gibt 2 Arten von Luft-Wasser-Wärmepumpen:
Monoblock-Wärmepumpe
Eine Monoblock-Wärmepumpe, oder auch Kompakt-Wärmepumpe, ist eine All-in-one-Lösung. Der komplette Kältekreis befindet sich bei der Monoblock-Wärmepumpe also in einem Gerät, sodass nur das Heizwasser ins Haus laufen muss. In der Regel stellst du eine Monoblock-Wärmepumpe draußen auf. Willst du sie innen installieren, müssen große Luftkanäle vorhanden sein, damit genug Luft zur Wärmepumpe strömen kann.
Vorteile einer Monoblock-Wärmepumpe
Für die Installation einer Monoblock-Wärmepumpe ist kein Kältemittelschein notwendig. Weil Monoblock-Wärmepumpen so kompakt sind, sind sie zum einen die kostengünstigste monovalente Wärmepumpenart und zum anderen auch leicht installiert.
Nachteile einer Monoblock-Wärmepumpe
Diese Wärmepumpenart ist eine All-in-one-Lösung und steht meistens draußen. Alle Bestandteile der Monoblock-Wärmepumpe sind gleichermaßen der Witterung ausgesetzt.
Split-Wärmepumpe
Eine Split-Wärmepumpe besteht, wie der Name sagt (eng.: to split = spalten/teilen), aus 2 Teilen: dem Verdampfer mit Lüfter und dem Wärmepumpenmodul. Das Wärmepumpenmodul mit den technischen Anlagenteile steht in der Regel geschützt drinnen. Das Heizwasser braucht deshalb keinen Frostschutz. Den Verdampfer stellst du draußen auf. Da das Kältemittel so aber vom Verdampfer zur Wärmepumpe transportiert werden muss, brauchst du für die Installation einen Kältemittelschein.
Vorteile einer Split-Wärmepumpe
Ein Teil der Split-Wärmepumpe steht drinnen und ist deshalb besser vor Verschleiß geschützt. Eine Split-Wärmepumpe ist zudem günstiger als andere Wärmepumpenarten.
Nachteile einer Split-Wärmepumpe
Die Split-Wärmepumpe braucht mehr Kältemittel, besonders wenn die Außen- und Inneneinheit weit auseinander stehen. Die Leitungslänge wirkt sich außerdem auf die Effizient der Wärmepumpe aus. Sie nimmt ab, je weiter die Einheiten voneinander weg stehen.
Brauchwasser-Wärmepumpe
Eine Brauchwasser-Wärmepumpe ist eine Luft-Wasser-Wärmepumpe und nutzt die Energie der Umgebungsluft. Sie ist aber keine Heizungs-Wärmepumpe, denn sie produziert Brauchwasser und kein Heizungswasser. Brauchwasser ist das Wasser, das täglich aus dem Wasserhahn in Bad und Küche fließt. Die Brauchwasser-Wärmepumpen sitzt direkt auf dem Warmwasserspeicher und heizt das Wasser im Tank. Wie eine Brauchwasser-Wärmepumpe funktioniert, welche Vorteile sie mitbringt und vieles mehr erfährst du hier.
Luft-Luft-Wärmepumpe
Die Luft-Luft-Wärmepumpe ist die günstigste Wärmepumpenart. Sie kreuzt Abluft und Zuluft miteinander. Die verbrauchte Luft wird nach draußen geleitet und gibt ihre Wärmeenergie an die frische Luft ab. Ein kleiner Kältemittelkreislauf bringt die frische Luft auf die gewünschte Temperatur – warm oder kalt. Eine Luft-Luft-Wärmepumpe kann nämlich auch kühlen.
Eine Luft-Luft-Wärmepumpe zählt nicht zu den monovalenten Heizmöglichkeit. Zum Heizen eines ganzen Hauses benötigst du mehrere Geräte. Auch kann eine Luft-Luft-Wärmepumpe kein Wasser erwärmen. Sie hat deshalb einen guten Gesamtwirkungsgrad, da Umwandlungsverluste auf das Wärmeträgermedium Wasser entfallen. Auch ist das System sehr schnell und weniger träge als wassergeführte Heizsysteme.