Umfassender Vergleich von Wärmepumpen-Arten

Viele Experten sehen die Wärmepumpenheizung als Schlüssel der Energiewende. Denn zumindest energiesparende Gebäude versorgt sie effizient mit Wärme aus der Umwelt. Während diese einen großen Teil der Heizwärme ausmacht, kommt die übrige Energie aus einem strom- oder gasbetriebenen Prozess. Ein Vergleich von Wärmepumpen zeigt, was die verschiedenen Arten voneinander unterscheidet.

Die Themen im Überblick:

Vergleich von Wärmepumpen nach Prozess

Eine Wärmepumpenheizung nimmt Energie aus der Umwelt, erhöht ihr Temperaturniveau und überträgt sie an die Heizungsanlage in einem Haus. Unterscheiden lassen sich dabei Kompressions- und Sorptions-Systeme.

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Die Kompressionswärmepumpe für Strom oder Gas

Der erste Typ im Vergleich von Wärmepumpen ist die Kompressionsanlage. Sie basiert auf einem immer wiederkehrenden Prozess, bei dem ein Kältemittel bei der Aufnahme von Umweltwärme verdampft. Anschließend erhöht ein Verdichter den Druck des Mediums und sorgt so für eine Temperaturerhöhung. Hat das Kältemittel seine Energie an das Heizsystem abgegeben, verflüssigt es und der Kreislauf beginnt von vorn. Die Druckerhöhung erfolgt dabei entweder durch einen elektrischen oder einen gasmotorischen Verdichter.

Kompressionswärmepumpen zapfen Energie aus Luft, Erde oder Wasser und kommen vor allem in energetisch sanierten oder neu gebauten Gebäuden zum Einsatz.

Vergleich von Wärmepumpen mit Sorptionsprozess

Wärmepumpenheizungen mit Sorptionsprozess arbeiten ohne mechanische Verdichtung. Möglich ist das, indem der Kältemitteldampf hier von einem flüssigen (Absorption) oder einem festen (Adsorption) Medium aufgenommen wird. Anschließend treibt die effiziente Gastechnik das Kältemittel wieder aus und erhöht dessen Temperatur. Es überträgt seine Energie an das Heizsystem, kühlt ab und wird wieder flüssig. Anschließend kann der Prozess von vorn beginnen.

Eine Absorptionswärmepumpe funktioniert auch bei höheren Systemtemperaturen, wie sie in alten und unsanierten Gebäuden nötig sind. Adsorptionsanlagen wie die Zeolith-Heizung eignen sich hingegen nur in energiesparenden Häusern.

Vergleich von Wärmepumpen nach Energiequelle

Eine zweite Möglichkeit, Wärmepumpensysteme untereinander zu vergleichen, bietet die Energiequelle. Hier unterscheidet man Systeme mit Luft, Erde oder Grundwasser als Umweltenergiequelle.

Die Luftwärmepumpe für die Heizung

Die Luftwärmepumpe funktioniert mit Kompressions- oder Sorptionsprozess. Sie ist die günstigste Variante im Vergleich von Wärmepumpen und nutzt die Luft als Energiequelle. Diese kann dabei zum Beispiel aus der Umgebung oder als Abluft auch aus dem Haus stammen. Während Hausbesitzer die platzsparende Technik sowohl innen als auch außen aufstellen können, benötigen sie dazu keine besondere Genehmigung. Wichtig zu wissen ist jedoch, dass die Luft als Energiequelle vor allem in der Heizsaison oft nur mit niedrigen Temperaturen verfügbar ist. Das fordert einen hohen Temperaturanstieg und kann zu steigenden Heizkosten führen.

Die Erdwärmepumpe im Vergleich von Wärmepumpen

Die Erdwärmepumpe setzt auf oberflächennahe Geothermie. Sie arbeitet ebenfalls mit Kompression oder Sorption und gewinnt Umweltwärme über tiefe Bohrungen, flächig verlegte Kollektoren oder platzsparende Künetten. Da das recht aufwendig ist, müssen Hausbesitzer für diese Wärmepumpenart meist tiefer in die Tasche greifen. Vorteilhaft ist jedoch die ganzjährig hohe Temperatur im Erdreich. Diese sorgt für einen energiesparenden Betrieb und niedrige Heizkosten. Entscheiden sich Hausbesitzer für sogenannte Sondenbohrungen, ist jedoch eine spezielle Genehmigung nötig.

Die Grundwasserwärmepumpe

Die dritte Energiequelle im Vergleich von Wärmepumpen ist das Grundwasser. Dieses wird dazu über einen Brunnen nach oben zur Grundwasserwärmepumpe und über einen zweiten Brunnen zurück ins Erdreich gepumpt. Die Kosten der Technik hängen stark von den örtlichen Gegebenheiten ab und liegen in der Regel auf dem Niveau einer Erdwärmepumpe. Sind Grundwasserstand und -Temperatur hoch, lässt sich die Umweltenergiequelle effizient und kostengünstig nutzen. Voraussetzung ist aber auch hier eine spezielle Genehmigung, die es in vielen Gebieten Deutschlands nicht gibt.

Vergleich von Wärmepumpen nach Einsatzgebiet

Eine dritte Möglichkeit, mit der sich die Wärmepumpentechnik vergleichen lässt, ist ihr Einsatzgebiet. Unterscheiden kann man dabei Anlagen für Heizung und Warmwasser, Systeme zur Warmwasserbereitung und Wärmepumpen für die Lüftung.

Wärmepumpentechnik für Heizung und Warmwasser

Das bekannteste Beispiel in diesem Vergleich von Wärmepumpen ist das System zur Heizungs- und Warmwasserbereitung. Die Anlagen funktionieren mit Kompression oder Sorption und können grundsätzlich alle vorgestellten Energieträger nutzen. Besonders effizient arbeiten sie dabei mit einem Pufferspeicher. Dieser nimmt die Energie aus der Umwelt kontinuierlich auf und verteilt sie bei Bedarf an die Raumheizung oder die Warmwasserbereitung. Ein Vorteil der Kombination mit einem Wärmespeicher ist, dass sich auf diese Weise auch Sperrzeiten der Versorger überbrücken lassen. Während öffentliche Energieversorger strombetriebene Wärmepumpen dabei für eine bestimmte Zeit vom Netz nehmen können, vergüten sie das oft mit günstigem Wärmepumpenstrom.

Vergleich von Wärmepumpen für Warmwasser

Eine Warmwasserwärmepumpe arbeitet mit elektrischer Verdichtung und nutzt die Abluft des Gebäudes als Energiequelle. Diese hat ganzjährig hohe Temperaturen und ermöglicht einen energiesparenden und kostengünstigen Betrieb. Durch die Kombination mit einem Trinkwasserspeicher (meist als Kompaktgerät) kann die Technik Brauchwasser kontinuierlich mit niedriger Leistung erwärmen und kommt daher mit kleinen Volumenströmen aus.

Wärmepumpensysteme für die Lüftung

Ein drittes Beispiel im Vergleich von Wärmepumpen ist die Luft-Luft-Wärmepumpe. Sie ist Bestandteil einer Lüftungsanlage und arbeitet mit elektrischer Verdichtung. Dabei entzieht sie der warmen Abluft eines Gebäudes Energie, um frische Außenluft zu erhitzen.

Alexander Rosenkranz

Fazit von Alexander Rosenkranz

Die Wärmepumpentechnik bietet eine große Auswahl an Geräten und Systemen für verschiedene Anwendungsgebiete, wie unser Vergleich von Wärmepumpen zeigt. Während die Anlagen mit Kompressions- oder Sorptionstechnik funktionieren, kann man sie auch nach der genutzten Energiequelle unterscheiden. Möglich sind dabei Luft-, Erd- oder Wasserwärmepumpen.

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