Wärmepumpe planen und installieren – Teil 1

Dezember 16th, 2013

Eine Wärmepumpe ist effizient und leicht zu installieren? Ganz so einfach ist es dann allerdings doch nicht, denn eine Wärmepumpe muss richtig geplant und installiert sein um letztlich effizient arbeiten zu können. Wärmepumpen arbeiten mit geringen Vorlauftemperaturen und höheren Volumenströmen. Damit stellen sie höhere Anforderungen an die Oberfläche der im Speicher enthaltenen Wärmetauscher. Nicht jeder Speicher ist für diese Kombination geeignet, doch es gibt auch alternative Möglichkeiten. Alle Systemvarianten in Verbindung mit Wärmepumpen haben spezielle Anforderungen wie den Tagesverbrauch, den Spitzenverbrauch etc. Um hier eine Entscheidung treffen und vor allem systematisch vorgehen zu können, ist es daher zunächst wichtig die Möglichkeiten überhaupt zu kennen.

Übersicht der Systeme zur Trinkwassererwärmung mittels Wärmepumpe

Fast schon als Standard bezeichnet werden können Systeme mit einer Umluft- oder auch einer Abluft-Warmwasserwärmepumpe. Die Umluft-Warmwasserwärmepumpe nutzt die Wärmeenergie der Umgebung um das Wasser zu erwärmen. Entsprechend wichtig ist ein ausreichendes Raumvolumen um hier ein effizientes Arbeiten zu ermöglichen. Meist werden etwa 15m3 /kW empfohlen, für Temperaturen von über 60°C ist jedoch eine Zusatzheizung notwendig, da die Wärmepumpe diese Temperaturen nicht mehr erreicht. Die Abluft-Warmwasserwärmepumpe funktioniert ähnlich. Hier wird jedoch Abluft aus anderen Räumen zur Erwärmung des Wassers verwendet.
 

Warmwasserwärmepumpe mit Eigenstromnutzun aus PV-Anlage

Auch hier wird eine Abluft- oder Umluft-Warmwasserwärmepumpe zur Erwärmung des Trinkwasser genutzt. Die Besonderheit liegt jedoch in der Bereitstellung der zum Betrieb der Wärmepumpe notwendigen Energie: Die Wärmepumpe ist in einen Stromkreis mit PV-Anlage integriert, sodass der über diese Anlage produzierte Solarstrom zur Wassererwärmung genutzt wird. Dadurch senken sich die Betriebskosten der Wärmepumpe und es lässt sich durchaus etwas an Geld sparen.
 

Trinkwarmwasserspeicher mit Wärmepumpe – Hochtemperatur

Eine Hochtemperatur Wärmepumpe hat einen entscheidenden Vorteil: Sie erreicht nicht nur Temperatur von bis zu 60°C sondern auch darüber liegende Temperaturbereiche. Dadurch kann diese Wärmepumpe problemlos den gesamten Warmwasserbedarf eines Haushaltes über das gesamte Jahr decken. Einen Unterschied kann es allerdings in der Wärmeübertragung geben, denn die Speicherung im externen Speicher verlangt eine auf den Verbrauch ausgerichtete Wärmeübertragung. Für “kleinere” Anlagen, die auch noch für Mehrfamilienhäuser geeignet sein kann, ist die gängige Wärmeübertragung über den Wärmetauscher im Speicher. Bei größeren Anlagen sollte dagegen ein sogenanntes Speicherladesystem verwendet werden, welches sich außerhalb des Speichers befindet und damit passend zur Höhe des Verbrauchs ausgewählt werden kann. Nachteil hierbei sind jedoch die im Vergleich höheren Wärmeverluste, die bei einer Übertragung im Speicher deutlich geringer ausfallen würden. So oder so lassen sich mit beiden Varianten jedoch auch hohe Vorlauftemperaturen erreichen, eine zusätzliche Heizung für die Warmwasserbereitstellung ist nicht notwendig.
 

Trinkwarmwasserspeicher mit Wärmepumpe und Elektro Heizstab

Wer keine Hochtemperatur Wärmepumpe installieren möchte, für den ist diese Kombination eventuell eine Alternative. Hier wird eine Standard-Wärmepumpe mit dem Speicher kombiniert. Die Wärmepumpe arbeitet bis zu ihrer maximalen Vorlauftemperatur, alle Temperaturen darüber gewährleistet der Elektro Heizstab. Dieser kann entweder im Speicher oder auch direkt in der Wärmepumpe eingebaut sein. Sofern der Elektro Heizstab im Speicher verbaut ist, lassen sich mit der Anlagenkombination selbst hohe Trinkwassertemperaturen erreichen. Mehr Möglichkeiten bietet jedoch die Installation des Elektro Heizstabs in der Wärmepumpe. Hier lässt er sich auch für den Heizbetrieb nutzen und kommt zudem nicht direkt mit dem Wasser in Berührung. Dadurch verkalkt er nicht so schnell und seine Lebensdauer ist entsprechend länger. Nachteil beider Varianten ist jedoch der höhere Energieverbrauch aufgrund der zusätzlichen Belastung durch den Heizstab.

Die dritte Variante dieser Konstellation würde eine sogenannte Kompaktwärmepumpe, in welcher der Trinkwarmwasserspeicher bereits integriert ist. Dadurch entfällt die Frage nach dem Installationort des Elektro Heizstabes. Er ist hier ebenfalls für den Heizbetrieb nutzbar und erreicht aufgrund der Separierung vom Wasser eine längere Lebensdauer. Durch die Kombination von Wärmepumpe und Trinkwarmwasserspeicher in einem einzigen Gerät ist diese Variante zudem überaus platzsparend – ohne jedoch Nachteile in der Anwendung zu haben, da die einzelnen Komponenten aufeinander abgestimmt werden. Einziger Nachteil bleibt daher auch hier die höhere Energiebelastung durch die Nutzung des Elektro Heizstabes.

Weitere Informationen zu den möglichen Systemen mit einer Wärmepumpe zur Trinkwassererwärmung gibt es im Leitfaden des Bundesverbandes Wärmepumpe.


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