Wärmepumpen erfreuen sich zunehmender Beliebtheit - auch aufgrund ihres hohen Wirkungsgrads. Die Effizienz einer Wärmepumpe beruht auf ihrer Fähigkeit, Wärmeenergie von einer erneuerbaren Energiequelle aufzunehmen und ins Gebäudeinnere zu übertragen. In diesem Artikel werden wir einen Blick auf die verschiedenen Faktoren werfen, die Wärmepumpen so effizient machen.
Auf diese Punkte geht der Artikel ein:
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Was versteht man unter dem Wirkungsgrad einer Wärmepumpe?
Der Wirkungsgrad einer Wärmepumpe beschreibt das Verhältnis zwischen der abgegebenen Wärmeenergie und der dafür benötigten Antriebsenergie und gibt Aufschluss über die Fähigkeit zur effizienten Energieumwandlung. Je höher der Wirkungsgrad, desto effizienter arbeitet die Wärmepumpe und desto weniger Antriebsenergie wird benötigt, um die gewünschte Wärmemenge zu erzeugen.
Ein Wärmepumpen-Wirkungsgrad von 100 Prozent bedeutet, dass die Wärmepumpe aus 1 Kilowatt Strom die gleiche Menge an Wärme produzieren kann.
Welche Faktoren beeinflussen den Wirkungsgrad einer Wärmepumpe?
Der Wirkungsgrad der Wärmepumpe hängt von mehreren Faktoren ab, wie der Vorlauftemperatur vom Heizsystem. Sie ist einer der Faktoren mit größter Auswirkung auf den Wirkungsgrad. Eine Wärmepumpe mit Fußbodenheizung arbeitet mit niedriger Vorlauftemperatur zwischen 35 und 45 °C, wodurch die Wärmepumpe weniger Strom zur Wärmeerzeugung verbraucht und das System effizienter operiert. Wärmepumpen ohne Fußbodenheizung benötigen hingegen höhere Vorlauftemperaturen, was das Verhältnis zwischen Nutzleistung gegenüber dem zugefügten Strom mindert.
Auch die Temperaturdifferenz zwischen der Energiequelle und dem Gebäudeinneren hat großen Einfluss auf den Wirkungsgrad der Wärmepumpe. Dies ist insbesondere der Fall bei Luftwärmepumpen, deren Wirkungsgrad stark von den Außentemperaturen abhängt. Wenn es draußen -10 °C sind und eine Raumtemperatur von 20 °C eingehalten werden soll, muss die Wärmepumpe deutlich mehr Energie aufwenden als bei einer Außentemperatur von +10 °C.
Das in der Wärmepumpe verwendete Kältemittel wirkt sich ebenfalls auf die Effizienz aus. Ein schnell verdampfendes Kältemittel mit geringem Wärmeverlust ist der Schlüssel zu hoher Leistung.
Wirkungsgrad im Vergleich je nach Wärmepumpenart
Je nach Typ gewinnt eine Wärmepumpe die Wärmeenergie auf unterschiedliche Weise. Eine Luftwärmepumpe nutzt Ventilatoren, um Außenluft anzusaugen. Erdwärmepumpen nutzen Erdwärmetauscher wie Erdsonden oder Erdwärmekollektoren, um die im Erdreich vorhandene Wärme zu nutzen. Eine Grundwasserwärmepumpe verfügt über Brunnen, mit denen sie Grundwasser nach oben befördert und es die natürliche Wärme entziehen. Aufgrund der unterschiedlichen Energiequellen ergeben sich je nach Wärmepumpenart verschiedene Wirkungsgrade:
| Wärmepumpentyp | Wirkungsgrad Wärmepumpe |
|---|---|
| Luft-Luft-Wärmepumpe | 250% |
| Luft-Wasser-Wärmepumpe | 300% |
| Sole-Wasser-Wärmepumpe | 350 - 450% |
| Wasser-Wasser-Wärmepumpe | 500% |
So optimieren Sie den Wirkungsgrad einer Wärmepumpe
Die Wahl einer Wärmepumpe basiert auf ihren Effizienzwerten. Daran lässt sich auch ablesen, ob eine Wärmepumpe während des Betriebs optimiert werden kann. Wenn Sie die Effizienz steigern wollen, können Sie mehrere Schritte unternehmen:
- Wenn Sie bereits eine Wärmepumpe besitzen, kann es durchaus sinnvoll sein, den alten Verdichter durch einen neuen, hocheffizienten auszutauschen.
- Ergreifen Sie Maßnahmen zur Verbesserung des vorhandenen Heizsystems. Prüfen Sie den Wärmespeicher, die Rohrleitungen und die dazugehörige Isolierung, die Regelelemente sowie die Heizflächen. Sie wirken sich zwar nicht direkt auf die Effizienz der internen Wärmepumpenprozesse aus, senken aber den Wärmebedarf und somit den Stromverbrauch.
- Bei der Planung einer Wärmepumpe kann eine Absenkung der Vorlauftemperatur um 5 °C durchaus sinnvoll sein. Dadurch ergeben sich größere Heizoberflächen, was zu einer Erhöhung des Wirkungsgrades um 10 Prozent führen kann. Auch nachträglich in einem Altbau lohnt es sich oft, den Austausch oder den Einbau zusätzlicher Wärmepumpen-Heizkörper in bestehenden Gebäuden zu erwägen.
Um eine optimale Systemeffizienz zu erhalten, ist es wichtig, dass Ihre Wärmepumpe regelmäßig gewartet wird. Dabei passt ein Heizungsfachmann bei Bedarf die Systemeinstellungen an, denn falsche Einstellungen können die Leistung oft einschränken. Die Wartung der Wärmepumpe sollte jährlich vorgenommen werden.
Weitere Kennzahlen für Effizient einer Wärmepumpe
Um die Effizienz von Wärmepumpen zu messen, werden hauptsächlich drei Kennzahlen herangezogen: die Jahresarbeitszahl, die Leistungszahl und die saisonale Leistungszahl.
-> Erfahren Sie mehr: Die wichtigsten Kennzahlen einer Wärmepumpe
Jahresarbeitszahl (JAZ)
Der Jahresarbeitszahl (kurz JAZ) misst die in einem Jahr verbrauchte Strommenge im Verhältnis zur Gesamtwärmeleistung. Sie gibt Auskunft über die Effizienz eines Wärmepumpensystems. Zur Berechnung teilen Sie einfach den jährlichen Energieverbrauch durch die Gesamtwärme, die das System unter verschiedenen Bedingungen erzeugt. Es handelt sich somit um einen Durchschnittswert, im Winter arbeitet eine Wärmepumpe - insbesondere eine Luftwärmepumpe - weniger effizient als im Sommer.
Leistungszahl (COP)
Der Leistungszahl (kurz COP) ist eine Metrik, die die Effizienz der Energieübertragung in Abhängigkeit von den Temperaturunterschieden zwischen einer externen Wärmequelle und dem Vorlauf eines Heizsystems angibt.
SCOP
Die saisonale Leistungszahl (kurz SCOP) ist eine Effizienzbewertung für Wärmepumpen, bei der mehrere Messpunkte für unterschiedliche saisonale Temperaturen in verschiedenen Klimazonen berücksichtigt werden. Aufgrund der Berücksichtigung von mehreren Betriebszuständen liefert die SCOP ein genaueres Ergebnis als der COP-Wert.
Fazit
Eine Wärmepumpe kann eine effiziente Methode zum Heizen und Kühlen Ihres Hauses sein. Da sie die Energie effektiver als andere Systeme nutzen, können Sie langfristig Geld sparen und gleichzeitig den Komfort in Ihrem Haus verbessern.
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