Ventilation einer Luft-Wasser-Wärmepumpe

Luft-Wasser-Wärmepumpe

Diese Art der Wärmepumpe entzieht der Außenluft die Energie und gibt Sie an das Heizungs- oder Kühlwasser weiter. Dabei gilt hier im Speziellen: Je geringer die benötigte Vorlauftemperatur ist, umso effektiver arbeitet die Wärmepumpe und umso geringer sind die Betriebskosten.
Aufgrund der Bauart unterscheiden wir hier viele unterschiedliche Systeme:

Monoblock-Wärmepumpe

Hier sind sämtliche Komponenten, die zum Betrieb einer Wärmepumpe notwendig sind, in einem Gerät inkludiert (Wärmetauscher, Kompressor, Verdampfer, Expansionsventil, Regelungskomponenten, etc.).
Der Monoblock steht sehr oft im Freien als Außeneinheit. Als Verbindungsleitung in das Haus werden Heizungsleitungen verwendet, die je nach Ausführung mit Heizungswasser direkt oder mit Sole-Gemisch gefüllt sind. Wird die Monoblock-Wärmepumpe als Inneneinheit gewählt, dann entfallen aufwändige Verrohrungsleitungen ins Freie. Allerdings sind dann sehr große Lüftungsöffnungen durch die Außenwand notwendig.

Split-Wärmepumpe

Als Split-Wärmepumpe bezeichnet man umgangssprachlich Wärmepumpen, die im Wesentlichen auf zwei Geräte aufgeteilt: Ein Gerät steht im Freien, ein weiteres Gerät steht im Haus. Als Verbindungsleitung wird hauptsächlich eine Kältemittelleitung verwendet. Im Außengerät ist meist der Verdampfer, Verdichter und das Expansionsventil verbaut, die restlichen Komponenten befinden sich im Innenteil der Wärmepumpe.
Aber auch hier gibt es sehr viele verschiedene Ausführungen.

Funktionsweise einer Luft-Wasser-Wärmepumpe

Die Funktionsweise einer Luft/Wasser-Wärmepumpe lässt sich auf das Prinzip des Wärmetransports zurückführen. Diese Art von Luftwärmepumpe bezieht ihre Wärmequelle (Energie) aus der Umgebungsluft, um damit Wasser für den Heizkreislauf zu erwärmen. Grundsätzlich handelt sich um einen sogenannten „thermodynamischen Prozess“, der sich im Wesentlichen in die folgenden Phasen gliedert:

Luftaufnahme

Der Prozess der Wärmepumpe-Luft/Wasser beginnt mit der Ansaugung der Außenluft durch einen Ventilator. Diese Außenluft birgt selbst bei niedrigen Temperaturen thermische Energie, die als Basis für den Prozess genutzt wird. Moderne Wärmepumpen sind selbst bei Frost noch funktionstüchtig, da sie in der Lage sind, aus der winterlichen Luft noch Wärme zu extrahieren.

Verdampfung

Die angesaugte Außenluft der Luft/Wasser-Wärmepumpe trifft auf einen Wärmetauscher, auch Verdampfer genannt. Dieser ist mit einem speziellen Kältemittel gefüllt, welches sich unter leichtem Druck in flüssigem Zustand befindet. Unter Einwirkung der bloßen Wärme der Außenluft verdampft dieses Kältemittel und geht in einen gasförmigen Zustand über.

Kompression

Das nun gasförmige Kältemittel wird in den Kompressor geleitet. Dort wird der Druck des Kältemitteldampfes erhöht, was zu einer deutlichen Temperaturerhöhung des Kältemittels führt. Das gasförmige Kältemittel wird also durch den elektrisch betriebenen Kompressor komprimiert und stark erhitzt.

Kondensation und Wärmeübertragung

Das heiße, komprimierte Kältemittel der Wärmepumpe-Luft/Wasser fließt anschließend in den Kondensator – einen weiteren eigenständigen Wärmetauscher. Hier gibt das Kältemittel seine Wärme an das durchfließende Heizungswasser ab und kondensiert dabei – es geht also wieder in einen flüssigen Zustand über. Das indessen erhitzte Wasser wird an das Heizsystem abgegeben.

Heizung

Das im Kondensator erhitzte Wasser fließt jetzt in das Heizsystem des Gebäudes über. Es gibt seine Wärme, indem es durch z.B. Heizkörper oder Fußbodenheizung fließt an die Innenräume ab. Dabei kühlt das Wasser ab und wird automatisch zurück zum Kondensator der Wärmepumpe geführt, um erneut erhitzt zu werden.

Zyklusbeginn

Genau wie das Wasser wird auch das nun wieder verflüssigte Kältemittel zum Verdampfer zurückgeleitet, sodass der geschlossene Zyklus von Neuem beginnen kann.
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Vorteile einer Luft-Wasser-Wärmepumpe

Dieser Wärmeerzeuger, birgt eine Vielzahl an Vorteilen, die ihn zur Nutzung als Heiz- und auch Kühllösung besonders in Neubauten attraktiv macht.

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Energieeffizienz

Luft/Wasser-Wärmepumpen sind extrem energieeffizient. Sie nutzen die Wärmeenergie in der Umgebungsluft, anstatt sie durch Verbrennung zu erzeugen. Das Wesentliche dabei ist, dass sie mehr Wärmeenergie produzieren, als sie an elektrischer Energie verbrauchen. Und das sogar in einem umweltfreundlichen Prozess, der nicht von fossilen Brennstoffen abhängig ist.
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Einfache Installation

Luft/Wasser-Wärmepumpen sind extrem energieeffizient. Sie nutzen die Wärmeenergie in der Umgebungsluft, anstatt sie durch Verbrennung zu erzeugen. Das Wesentliche dabei ist, dass sie mehr Wärmeenergie produzieren, als sie an elektrischer Energie verbrauchen. Und das sogar in einem umweltfreundlichen Prozess, der nicht von fossilen Brennstoffen abhängig ist.
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Heizung und Kühlung in einem

Neben der Wärmeerzeugung eignen sich Luft/Wasser-Wärmepumpen (je nach Modell) auch zur Kühlung von Gebäuden. Der Kühlprozess erfolgt genau im umgekehrten Sinne des Wärmeerzeugungsprozesses. Zwar über das gleiche Kältemittel und ein zusätzliches Vierwegventil, welches für die Umkehrung der Kälteströmung zuständig ist. Objektiv gesehen, kommt z. B. bei einem Kühlschrank derselbe Vorgang zutage. Bezeichnet werden solche Wärmepumpen als sogenannte „umschaltbare Wärmepumpen”.
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Geringer Wartungsaufwand

Speziell Art von Luftwärmepumpen erfordern im Vergleich zu herkömmlichen Heizsystemen weniger Wartungsaufwand, was zu niedrigeren Betriebskosten führt. Das liegt insbesondere daran, dass beim Wärmepumpen-Prozess im Vergleich zu traditionellen Heizsystemen, keine Asche, Ruß oder vergleichbare Abfallprodukte entstehen, die für hohen Verschleiß sorgen.
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Flexibilität und Skalierbarkeit

Luft/Wasser-Wärmepumpen gelten als enorm flexible Lösung. Sie eignen sich für nahezu alle Gebäudetypen, von Einfamilienhäusern bis hin zu größeren industriellen Gebäuden. Dabei lassen sich sowohl in bestehende Heizsysteme integrieren sowie als eigenständige Heizsysteme anwenden. Somit sind sie für Neubauten und Renovierungen gleichermaßen interessant.
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Umweltfreundlichkeit

Wärmepumpen sind ein Bestandteil der Klimastrategie. Als umweltfreundliche Heizlösung nutzt die Luft/Wasser-Wärmepumpe „erneuerbare Energie“ aus der Umgebungsluft. Sie produziert selbst keine direkten CO₂-Emissionen, weshalb sie als signifikante Heizlösung zur Reduzierung des ökologischen Fußabdrucks gilt.
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Sicherheit

Wärmepumpen gelten als sicher, da sie kein Risiko von Gaslecks oder Kohlenmonoxidvergiftungen bergen, wie dies bei traditionelleren Methoden der Fall ist.

Nachteile einer Luft-Wasser-Wärmepumpe

Nachteil bei diesem System ist, dass die Anschaffungskosten in der Regel höher sind als bei traditionellen Heizsystemen. Allerdings werden diese anfänglichen Mehrkosten meist durch die langfristigen Energieeinsparungen kompensiert.

Zum anderen hängt die Effizienz einer Luft/Wasser-Wärmepumpe stark von der Außentemperatur ab. Bei sehr tiefen Temperaturen kann die Effizienz sinken, da die Wärmepumpe „härter“ arbeiten muss, um signifikante Wärme zu liefern.

Abgesehen von diesen Nachteilen ist das Heizen mit einer Luft/Wasser-Wärmepumpe eine lohnende Investition für jeden, der eine effiziente, umweltfreundliche und sichere Heizlösung sucht. Für weitere Fragen und Informationen stehen wir sehr gerne zur Verfügung.

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