Wärmepumpen-Arten und deren Anforderungen

In der heutigen Zeit wird es immer wichtiger, Wärme aus umweltfreundlichen Quellen zu beziehen. Eine attraktive Option dafür ist die Nutzung von Wärmepumpen. Diese innovativen Geräte gewinnen kostenlose Energie aus dem Erdreich, Grundwasser oder der Luft und verwandeln sie äußerst effizient in Heizwärme. Mit nur einem geringen Stromverbrauch können sie viel Heizwärme erzeugen. Darüber hinaus überzeugen sie durch niedrige Betriebs- und Wartungskosten.

Wir möchten Ihnen helfen, die beste Wärmepumpen-Heizung für Ihre Bedürfnisse zu finden. Daher haben wir eine Checkliste erstellt, die Schritt für Schritt aufzeigt, welche Anforderungen und Voraussetzungen Sie beachten sollten. Von der Standortwahl über die Dimensionierung der Anlage bis hin zu den Betriebskosten – wir gehen auf alle wichtigen Aspekte ein, damit Sie die optimale Lösung für Ihr Zuhause finden…

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Schritt 1: Auwahl eines vertrauenswürdigen Installateurs

Um sicherzustellen, dass Ihre Wärmepumpe effizient und kostensparend arbeitet, ist eine individuelle Planung und eine fachkundige Installation entscheidend. Wir empfehlen dringend, die Expertise eines qualifizierten Fachbetriebs in Anspruch zu nehmen. Unsere erfahrenen Heizungsprofis und Installateure stehen Ihnen gerne zur Verfügung und unterstützen Sie bei der Planung und Umsetzung Ihrer Wärmepumpenlösung.

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Schritt 2: Begutachtung und Analyse Ihres Gebäudes

Anders als konventionelle Öl- oder Gasheizungen stellen Wärmepumpen hohe Ansprüche an Ihr Gebäude. Um die Effizienz der Technologie zu maximieren, ist insbesondere eine niedrige Vorlauftemperatur im Heizungssystem entscheidend. Ob dies möglich ist, wird bei einer gründlichen Überprüfung durch Ihren Installateur ermittelt. Dabei wird folgendes berücksichtigt:

1. Ist eine Wärmepumpen-Heizung für Ihr Gebäude geeignet?
2. Passen die baulichen Gegebenheiten eines Bestandsgebäudes?
3. Welcher Wärmepumpentyp ist am besten geeignet?
4. Welche gesetzlichen und behördlichen Anforderungen müssen bei der Installation beachtet werden?

Wenn eine Umstellung von einer Öl- oder Gasheizung geplant ist, empfiehlt sich eine Beratung durch einen Energieberater. Dieser informiert über mögliche Sanierungsmaßnahmen, erstellt einen individuellen Sanierungsfahrplan und hilft bei der Beantragung der Förderungen vom Bund und Land.

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Schritt 3: Erhebung der technischen Voraussetzungen je Wärmepumpen-Art

Grundsätzlich sind folgende Richtlinien zu beachten: Im Neubau sollte die Vorlauftemperatur bei 35 Grad Celsius liegen, während sie in einem bestehenden Gebäude möglicherweise bis zu 50 Grad Celsius betragen kann. Andernfalls würde die Wärmepumpe einen übermäßigen Stromverbrauch aufweisen, um die Umweltwärme effizient für das Heizen zu nutzen. Dies würde zu höheren Heizkosten führen und die Wirtschaftlichkeit der Anlage beeinträchtigen.

Aus diesem Grund eignen sich Fußbodenheizungen und Wandheizungen am besten für Wärmepumpen. Alte Radiatoren können nur unter bestimmten Umständen weiterverwendet werden, beispielsweise nach einer erheblichen Reduzierung des Wärmebedarfs. Als Alternative können auch groß dimensionierte Heizkörper oder spezielle Niedertemperatur- bzw. Wärmepumpenheizkörper installiert werden. Wie eine Wärmepumpe funktioniert, können Sie auch im folgenden Blogbeitrag nachlesen <Wärmepumpenheizung>.

1. Erdwärmepumpe:

Für die Verwendung von Erdkollektoren ist eine unversiegelte, freie Fläche erforderlich, die etwa doppelt so groß ist wie die zu beheizende Wohnfläche. Das Gelände sollte möglichst eben sein und es sollte genug Platz für die horizontale Verlegung der Kollektorschleifen in einer Tiefe von 1,2 bis 1,5 Metern vorhanden sein. Böden mit bindigen, sandigen oder kiesigen Eigenschaften sind weniger geeignet.

Die Tiefe einer Erdsonde für eine Wärmepumpe hängt von verschiedenen Faktoren ab, darunter die Bodenbeschaffenheit, die örtlichen Gegebenheiten und die Leistung der Wärmepumpe. Generell wird eine Tiefensonde für eine Wärmepumpe in einer Tiefe von etwa 50 bis 150 Metern installiert, um die Erdwärme effizient zu nutzen. Die genaue Tiefe wird jedoch individuell für jedes Projekt berechnet, um optimale Ergebnisse zu erzielen.

Für den Einsatz einer Wärmepumpe mit Erdsonden ist ein Bodengutachten erforderlich. Dieses klärt im Voraus die Beschaffenheit des Bodens, die Schichtenfolge, das Vorhandensein und den Verlauf des Grundwassers sowie die mögliche Entzugsleistung. Es muss auch geprüft werden, ob die Installation eines Bohrgeräts auf dem eigenen Grundstück möglich ist. Vor der Installation der Erdsonden müssen spezielle wasserrechtliche Genehmigungen eingeholt werden.

Es ist wichtig zu beachten: Bei Flachkollektoren, Grabenkollektoren oder Wärmekörben sind keine speziellen Genehmigungen erforderlich.

2. Luftwärmepumpe:

Eine Luftwärmepumpe muss eine große Menge an Luft bewegen, um Umweltwärme mittels eines Verdichters effizient zum Heizen nutzen zu können. Dieser Prozess erzeugt während des Betriebs Geräusche, die besonders in dicht besiedelten Wohngebieten als störend empfunden werden können. Um Konflikte mit den Nachbarn zu vermeiden und selbst eine ruhige Umgebung zu gewährleisten, ist die Auswahl des optimalen Aufstellortes der Technik entscheidend. Eine vorteilhafte Option ist die Installation an der Straßenseite des Hauses – bei Bedarf kann eine geeignete Schalldämmung zusätzlich zum Einsatz kommen, oder alternativ kann die Montage auf dem Dach erfolgen.

Eine Innenaufstellung ist ebenfalls möglich – dabei strömt die Luft durch Gitter in das Gebäude und wieder heraus. Bei Splitgeräten, die aus einer Innen- und einer Außeneinheit bestehen, erfolgt die Wärmeaufnahme und Verdichtung im Freien, während die Übergabe an das Heizungswasser im Inneren des Gebäudes stattfindet. Auch hier ist ein angemessener Schallschutz im Außenbereich von großer Bedeutung.

Übrigens: Wenn der Abstand zu den Nachbarn sehr gering ist, können die gesetzlichen Schallschutzanforderungen auch durch den Einsatz von speziellen Dämmhauben, Schallschutzwänden oder immergrünen Hecken erfüllt werden. Eine individuelle Untersuchung zeigt, welche Maßnahme am besten geeignet ist.

3. Wasserwärmepumpe:

Wasserwärmepumpen nutzen häufig Grundwasser als Quelle für ihre Energie. Dieses verfügt das ganze Jahr über über Temperaturen von 10 bis 15 Grad Celsius, was einen äußerst effizienten und energiesparenden Betrieb der Wärmepumpe ermöglicht.

Es ist jedoch entscheidend, dass das Grundwasser in ausreichender Menge und von hoher Qualität vorhanden ist. Dies wird durch eine Grundwasseruntersuchung festgestellt: Ein hoher Gehalt an Eisen oder Mangan im Wasser ist unerwünscht, da dies zu einer Verunreinigung des Brunnens führen kann.

Bei der Planung ist es auch wichtig, auf die Fließrichtung des Wassers zu achten. Um Probleme wie Kurzschlüsse und einen Rückgang der Effizienz zu vermeiden, installieren Fachbetriebe zuerst den Saugbrunnen (zur Entnahme von Wasser aus dem Boden für die Wärmepumpe) und dann den Schluckbrunnen (zur Rückführung des Wassers in den Boden) in Fließrichtung. Der Abstand zwischen beiden Brunnen beträgt mindestens 15 Meter.

Da Grundwasser als lebenswichtiges Gut betrachtet wird, sind zusätzlich behördliche Genehmigungen erforderlich.

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Schritt 4: Richtwerte für die Dimensionierung von Kollektoren je Wärmepumpen-Art

Die Dimensionierung von Kollektoren für Wärmepumpen hängt von verschiedenen Faktoren ab, darunter die Art der Wärmepumpe, die benötigte Heizleistung, die Bodenbeschaffenheit und die klimatischen Bedingungen. Hier sind allgemeine Richtwerte für die Dimensionierung von Kollektoren je nach Wärmepumpen-Art:

1. Erdwärmepumpen (Sole/Wasser-Wärmepumpen)

Horizontale Erdkollektoren

• Richtwert: 1,5 bis 3 Quadratmeter Kollektorfläche pro Kilowatt Heizleistung
• Bodenbeschaffenheit: Die Effizienz hängt stark von der Bodenbeschaffenheit ab. Lehmiger Boden hat eine bessere Wärmeleitfähigkeit als sandiger Boden.
• Verlegeart: Die Kollektoren werden in einer Tiefe von 1,2 bis 1,5 Metern verlegt.

Vertikale Erdwärmesonden

• Richtwert: 10 bis 20 Meter Bohrtiefe pro Kilowatt Heizleistung
• Bodenbeschaffenheit: Auch hier spielt die Bodenbeschaffenheit eine Rolle. Gestein hat eine höhere Wärmeleitfähigkeit als Erde.
• Verlegeart: Bohrungen werden vertikal durchgeführt, meist bis zu einer Tiefe von 50 bis 100 Metern.

2. Luft/Wasser-Wärmepumpen

Luft/Wasser-Wärmepumpen benötigen keine Kollektoren im Boden. Sie entziehen die Wärme direkt aus der Umgebungsluft.

• Standortwahl: Der Standort der Wärmepumpe sollte so gewählt werden, dass eine gute Luftzirkulation möglich ist.
• Dimensionierung: Die Dimensionierung erfolgt hauptsächlich anhand der benötigten Heizleistung und der klimatischen Bedingungen. In kälteren Regionen muss die Pumpe entsprechend größer dimensioniert werden, um auch bei niedrigen Außentemperaturen ausreichend Wärme liefern zu können.

3. Wasser/Wasser-Wärmepumpen

Grundwasserbrunnen

• Richtwert: 1 bis 2 Kubikmeter Wasser pro Stunde pro Kilowatt Heizleistung
• Wasserqualität: Die Wasserqualität und -temperatur sind entscheidend für die Effizienz. Das Wasser muss eine gewisse Mindesttemperatur haben (meistens über 7 °C).
• Genehmigungen: Der Bau von Brunnen erfordert in vielen Regionen spezielle Genehmigungen.

4. Allgemeine Hinweise

• Heizlastberechnung: Vor der Dimensionierung sollte eine genaue Heizlastberechnung durchgeführt werden, um den tatsächlichen Bedarf zu ermitteln.
• Kombination mit anderen Systemen: Oft werden Wärmepumpen mit anderen Heizsystemen kombiniert, um die Effizienz zu steigern und Spitzenlasten abzudecken.
• Regulatorische Anforderungen: In vielen Regionen gibt es spezifische regulatorische Anforderungen und Förderprogramme für den Einsatz von Wärmepumpen, die bei der Planung berücksichtigt werden sollten.

Diese Richtwerte bieten eine allgemeine Orientierung. Für eine genaue Dimensionierung sollten spezialisierte Fachbetriebe oder Ingenieurbüros konsultiert werden, die eine detaillierte Analyse der spezifischen Gegebenheiten vor Ort durchführen können.

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Schritt 5: Maßgeschneiderte Lösung/optimale Dimensionierung für Ihr Gebäude

Nach sorgfältiger Prüfung aller Aspekte liegt es nun an der Zeit, gemeinsam mit dem beratenden Fachbetrieb die maßgeschneiderte Lösung für das Wärmepumpensystem festzulegen. Welche Art von Wärmepumpe soll installiert werden und welche Aufstellungsvariante ist die optimale Wahl? Soll die neue Wärmepumpe auch für die Kühlung im Sommer genutzt werden?

1. Heizbedarf ermitteln und Leistungsfähigkeit überprüfen
   Für eine präzise Anpassung der Wärmepumpenheizung führt der Fachbetrieb eine Heizbedarfsanalyse durch. Die benötigte Heizleistung variiert je nach Warmwasserbedarf und den spezifischen Eigenschaften der Immobilie. Ein wichtiger Aspekt ist die Gewährleistung einer ausreichenden Leistungsfähigkeit bei der Nutzung von Erdreich- und Grundwasser als Wärmequellen.
2. Ermittlung der Jahresleistungszahl und Bewertung der Rentabilität
   Die Jahresleistungszahl (JAZ) und der COP-Wert zeigen das Verhältnis zwischen der eingesetzten Energie (Wärmepumpenstrom) und der erzeugten nutzbaren Energie für Heizung und Warmwasser. Um die Wärmepumpe effizient zu betreiben, ist es wichtig, den Temperaturunterschied zwischen der Wärmequelle und dem Wärmeverteilsystem so gering wie möglich zu halten. Dies reduziert den Stromverbrauch der Wärmepumpe und steigert ihre Rentabilität.
3. Optimierung der Heizungsanlage durch großflächige Wärmeabgabe
   Durch die Verwendung großer Heizflächen wird sichergestellt, dass niedrige Vorlauftemperaturen (im Neubau bei 35 Grad Celsius und im Altbau maximal 50 Grad Celsius) effektiv genutzt werden können. Dies erfordert eine angemessene Dämmung des Gebäudes sowie die Nutzung von Flächenheizungen wie Fußboden- oder Wandheizungen oder von Niedertemperaturheizkörpern zur Wärmeverteilung.
4. Maßgeschneiderte Auswahl und Dimensionierung der Wärmepumpenheizung
   Die maßgeschneiderte Auswahl einer passenden Wärmepumpe erfolgt unter Berücksichtigung des individuellen Wärmebedarfs (für Gebäude und Trinkwarmwasser), der Leistungsfähigkeit der Wärmequelle und der finanziellen Rahmenbedingungen.

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Wie viel Platz benötigen die verschiedenen Wärmepumpen-Arten:

Hier sind einige Richtwerte für die Flächengröße, die bei der Installation verschiedener Arten von Wärmepumpen benötigt wird:

Die Platzanforderungen für die verschiedenen Wärmepumpen-Arten variieren je nach Typ der Wärmepumpe und den spezifischen Installationsanforderungen. Hier sind die allgemeinen Richtwerte für die Platzanforderungen der gängigsten Wärmepumpen-Arten:

1. Erdwärmepumpen (Sole/Wasser-Wärmepumpen)

Horizontale Erdkollektoren

• Platzbedarf: 1,5 bis 3 Quadratmeter pro Kilowatt Heizleistung.
• Verlegung: Die Kollektoren werden in einer Tiefe von etwa 1,2 bis 1,5 Metern unter der Erdoberfläche verlegt.
• Gesamtfläche: Für ein durchschnittliches Einfamilienhaus benötigt man in der Regel eine Fläche von etwa 200 bis 400 Quadratmetern.

Vertikale Erdwärmesonden

• Platzbedarf: Eine Bohrung nimmt nur wenige Quadratmeter ein.
• Bohrtiefe: 10 bis 20 Meter Bohrtiefe pro Kilowatt Heizleistung, meist bis zu einer Tiefe von 50 bis 100 Metern.
• Gesamtfläche: Da die Bohrungen vertikal sind, wird deutlich weniger Platz benötigt als bei horizontalen Kollektoren. Meist reicht eine kleine Fläche im Garten oder Hof.

2. Luft/Wasser-Wärmepumpen

• Platzbedarf: Sehr kompakt im Vergleich zu Erdwärmepumpen.
• Installation: Die Außeneinheit benötigt Platz im Freien, idealerweise mit guter Luftzirkulation und ohne direkte Nähe zu Schlafräumen wegen der Geräuschentwicklung.
• Abstände: Typischerweise sollte die Außeneinheit mindestens 1 bis 2 Meter von Gebäudewänden und anderen Hindernissen entfernt sein.
• Gesamtfläche: Die Außeneinheit benötigt etwa 1 bis 2 Quadratmeter Stellfläche.

3. Wasser/Wasser-Wärmepumpen

• Platzbedarf: Der Platzbedarf für die Wärmepumpe selbst ist ähnlich wie bei einer Luft/Wasser-Wärmepumpe.
• Brunnen: Zusätzlich wird Platz für die Brunnenbohrungen benötigt. Dies hängt von der Tiefe und Anzahl der notwendigen Brunnen ab.
• Gesamtfläche: Die Bohrungen benötigen nur wenige Quadratmeter, jedoch muss Zugang für Bohrgeräte und eventuell Genehmigungen für die Bohrungen berücksichtigt werden.

Zusätzliche Aspekte

• Innenaufstellung: Bei allen Wärmepumpen-Typen muss auch Platz im Haus für die Inneneinheit (Wärmepumpenmodul, Warmwasserspeicher, etc.) eingeplant werden. Dafür werden typischerweise 1 bis 2 Quadratmeter benötigt.
• Zugänglichkeit: Ausreichende Zugänglichkeit für Wartung und Service sollte ebenfalls eingeplant werden.
• Schallschutz: Besonders bei Luft/Wasser-Wärmepumpen ist der Schallschutz ein wichtiger Aspekt, der bei der Platzierung berücksichtigt werden muss.

Zusammenfassung

• Horizontale Erdwärmepumpen: 200 bis 400 Quadratmeter (Flachkollektoren)
• Vertikale Erdwärmepumpen: Wenige Quadratmeter für Bohrungen
• Luft/Wasser-Wärmepumpen: 1 bis 2 Quadratmeter für die Außeneinheit
• Wasser/Wasser-Wärmepumpen: Platz für Brunnenbohrungen plus 1 bis 2 Quadratmeter für die Wärmepumpe

Die genauen Platzanforderungen können je nach spezifischen Gegebenheiten und Anforderungen variieren. Es ist daher ratsam, einen Fachbetrieb zu konsultieren, um eine genaue Planung und Dimensionierung vorzunehmen.

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Wie viele Kollektoren brauche ich für meine Wärmepumpe?

Die Anzahl der Kollektoren für verschiedene Arten von Wärmepumpen hängt von verschiedenen Faktoren ab, einschließlich der Heizlast des Gebäudes, der gewählten Wärmequellen und der Leistung der Wärmepumpe. Hier sind jedoch einige allgemeine Richtlinien:

1. Luft-Wasser-Wärmepumpe: In der Regel wird eine einzelne Außeneinheit verwendet, die als Kollektor dient. Je nach Heizlast des Gebäudes und der Leistung der Wärmepumpe kann jedoch die Größe dieser Einheit variieren.
2. Wasser-Wasser-Wärmepumpe: Die Anzahl der Kollektoren hängt von der Art der Wasserquelle ab. Bei flachen Grundwasserquellen können mehrere Kollektoren verwendet werden, während bei Tiefenbohrungen oft nur eine Sonde benötigt wird.
3. Erdwärmepumpe mit Flächenkollektoren: Hier werden in der Regel mehrere Kollektoren in Form von Erdsonden oder Flächenkollektoren installiert, um die erforderliche Wärme zu absorbieren. Die genaue Anzahl hängt von der Heizlast des Gebäudes und der Bodenbeschaffenheit ab.

Es ist wichtig, dass die genaue Anzahl und Größe der Kollektoren durch eine sorgfältige Planung und Dimensionierung durch einen Fachmann bestimmt wird, um eine effiziente und zuverlässige Wärmeversorgung sicherzustellen.

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Fazit: