Infocenter » Wärmepumpe » Wärmepumpen-Typen

Klassifikation nach Wärmepumpen-Typen

Die Einteilung in verschiedene Wärmepumpen-Typen folgt der Art der Wärmequelle und der Art des Heizkreises.

Folgende Varianten haben sich auf dem Markt durchgesetzt:

  • Sole/Wasser-Wärmepumpe
  • Luft/Wasser-Wärmepumpe
  • Luft/Luft-Wärmepumpe
  • Wasser/Wasser-Wärmepumpe


Die Wärmepumpen-Technik kann nach den folgenden Kriterien eingeteilt werden:

Nach der Art der Wärmequelle:

  • Sonne
  • Außenluft
  • Innenluft
  • Grundwasser
  • Oberflächenwasser
  • Erdwärme
  • Abfallenergie

Nach der Art der Technologie:

  • Kompression elektrisch / gasmotorisch
  • Absorption
  • Adsorption

Nach der Art der Wärmenutzung:

  • Heizung
  • Warmwasser
  • Schwimmbad


Nach dem Verwendungszweck lassen sich Wärmepumpen folgenden Gruppen zuordnen:

  • Heizungswärmepumpen (meist auch zur Erzeugung von Warmwasser einsetzbar)
  • Warmwasser-Wärmepumpen

Luft/Wasser-Kompakt-Wärmepumpen


Bei der Luft/Wasser-Kompakt-Wärmepumpe wird die Abluft über den Verdampfer der Wärmepumpe mit dem Abluft-Ventilator geleitet. Im Verdampfer gibt die Abluft die in ihr enthaltene Restwärme an den Kältemittelkreislauf der Wärmepumpe ab. Die Wärmepumpe entzieht im Verdampfer der Abluft Wärmeenergie und gibt diese im Kondensator der Wärmepumpe direkt an das Speicherwasser ab.

Um den kompletten Wärmebedarf abzudecken, wird zusätzlich Außenluft angesaugt und durch den Verdampfer geleitet. Die Außenluft gibt dabei Wärmeenergie an den Kältemittel-Kreislauf ab. Sollten die Lüftermotoren für Zu- und Abluft nicht in Betrieb sein, wird der für den Betrieb der Wärmepumpe nötige Volumenstrom alleine durch den Lüftermotor für die Außenluft angesaugt. Das sorgt für einen jederzeit optimalen Volumenstrom im Verdampfer der Wärmepumpe und für eine bestmögliche Leistungsziffer der Wärmepumpe in jedem Zustand der Lüftungsanlage.

Luft/Wasser-Kompakt-Wärmepumpe

Sole/Wasser-Wärmepumpen


Die Vertreter der Wärmepumpen-Typen Sole/Wasser haben sich bisher am meisten verbreitet, weil sie wegen der ganzjährig ausreichend vorhandenen Erdwärme monovalent, also ohne weiteren Wärmeerzeuger betrieben werden können. Das Wärmeträgermedium auf der Seite der Wärmequelle ist ein Wasser-Frostschutzmittel-Gemisch (Sole). In einem geschlossenen Kreislauf nimmt die Wärmepumpe die Wärme über ein horizontal oder vertikal im Erdreich verankertes PE-Rohr auf und gibt sie über einen Wärmetauscher an den Kältekreislauf der Wärmepumpe ab.

Nutzt man eine Direktverdampfungstechnik, so kann auf einen Wärmetauscher zwischen Wärmequellenkreis und Wärmepumpe verzichtet werden. Bei diesem Verfahren werden zur Nutzung der Erdwärme Horizontal-Kollektoren aus Kupferrohr verlegt, in denen das Kältemittel aus der Wärmepumpe zirkuliert.

Vorteil dieser Technologie: Durch den Wegfall eines Wärmetauschers treten weniger Verluste auf und eine separate Pumpe zum Antrieb des Wärmequellen-Kreislaufs ist nicht mehr notwendig, weil die Verdichtereinheit der Wärmepumpe diese Aufgabe bewältigt.

Horizontalkollektor, außen aufgestellte Anlage
Vertikalkollektor (Erdspieße), innen aufgestellte Anlage

Die meisten kleinen oder mittleren Sole/Wasser-Wärmepumpen haben einen Verdichter, der mit einer Scroll-Technologie sehr leise und wartungsarm arbeitet. Auf der Heizkreisseite dieser Wärmepumpen-Typen wird die Energie über einen Wärmetauscher an Heizkörper oder eine Fußbodenheizung abgegeben.

Sole/Wasser-Wärmepumpen befinden sich normalerweise im Haus, doch bei beengten Platzverhältnissen können entsprechende Geräte auch außen aufgestellt werden. Für ein Einfamilienhaus ist mit einer Aufstellfläche von ca. einem Quadratmeter für die Wärmepumpe zu rechnen.

Sole/Wasser-Wärmepumpe
Innenleben einer Sole/Wasser-Wärmepumpe

Nach oben

Luft/Wasser-Wärmepumpen


Wärmequelle der Wärmepumpen-Typen Luft/Wasser ist die Umgebungsluft. Für diese Art der "Wärmebeschaffung" ist der Aufwand nur gering, denn die Luft wird einfach angesaugt. Aus diesem Grund ist die Anschaffung viel preiswerter als bei anderen Wärmepumpen-Typen.

Luft/Wasser-Wärmepumpen können innen und außen aufgestellt werden. Bei beiden Aufstellungsarten wird die angesaugte Umgebungsluft an einem Wärmetauscher, der Teil des Kältekreislaufes der Wärmepumpe ist, vorbeigeleitet. Die Räume werden mit einer konventionellen, von Wasser durchströmten Radiatoren- oder Fußbodenheizung beheizt.

Luft/Wasser-Wärmepumpe, Innenaufstellung
Luft/Wasser-Wärmepumpe, Außenaufstellung

Erst bei Außentemperaturen unter -7 °C benötigen zeitgemäße Luft/Wasser-Wärmepumpen eine Zusatzheizung - dies sind in der Regel Elektroheizungen. In mitteleuropäischen Breiten kommt diese Zusatzheizung jedoch nur an wenigen Tagen im Jahr zum Einsatz.

Die Bauart der Warmwasser-Wärmepumpe dient ausschließlich der Warmwasserbereitung.

Luft/Wasser-Wärmepumpe für Innenaufstellung
Innenleben Luft/Wasser-Wärmepumpe (Innenaufstellung)
Luft/Wasser-Wärmepumpe für Aussenaufstellung
Innenleben Luft/Wasser-Wärmepumpe (Aussenaufstellung)

Luft/Luft-Wärmepumpen


Bei der Luft/Luft-Wärmepumpe ist die Luft nicht nur die Energiequelle, sondern auch der Träger für den Wärmetransport. Damit ist diese eigentlich ein Lüftungssystem. Anstatt die warme, verbrauchte Luft beim Lüften nach außen zu lassen, dient ihre Wärme dazu, die frische Außenluft aufzuheizen. Die Luft/Luft-Wärmepumpe kann unter Umständen bei Passivhäusern eingesetzt werden. Im Passivhaus ist der Mensch zum Teil selbst der Wärmelieferant und das Passivhaus ist so gut gedämmt, dass nicht immer eine konventionelle Heizung benötigt wird. Zwar werden Luft/Luft-Wärmepumpen immer beliebter, doch gibt es eine wichtige Voraussetzung für deren Einsatz: Es muss gewährleistet sein, dass die Heizlast unter 10 W pro Quadratmeter liegt. Bei höheren Heizlasten kann die Luft die benötigte Wärmemenge nur mit erhöhten Zulufttemperaturen transportieren. Dadurch sinkt der Feuchtigkeitsgehalt der Luft bis unter 30 Prozent relativer Feuchtigkeit stark ab, was das Wohlbefinden sehr stark beeinträchtigt. Der Gesundheit zuliebe sollte also auf eine Luft/Luft-Wärmepumpe verzichtet werden, wenn die Voraussetzung (Heizlast < 10 W/m²) nicht gegeben ist.

Luft/Luft-Wärmepumpe

Nach oben

Wasser/Wasser-Wärmepumpen


Unter allen Wärmepumpen-Typen
erreichen Wasser/Wasser-Wärmepumpen die besten Leistungszahlen. Aufgrund der im gesamten Jahr ausreichend vorhandenen (Grund-) Wasserwärme lassen sich Wasser/Wasser-Wärmepumpen monovalent betreiben, also ohne einen weiteren Wärmeerzeuger.

Wärmeträgermedium ist auf der Seite der Wärmequellen zum größten Teil Grundwasser, das in einem Saugbrunnen bei konstant 8-12 °C gefördert wird. Es gibt einen Teil seiner Wärme in einem Wärmetauscher an den Kältekreislauf der Wärmepumpe ab. Ein Schluckbrunnen nimmt das abgekühlte Wasser nach dem Systemdurchlauf wieder auf.

Ein zusätzlicher Wärmetauscher wird dann zwischengeschaltet, wenn eine geringe Wasserqualität vorherrscht, die den Wärmetauscher nach einiger Zeit zusetzt, etwa durch Verockerung. Ein zwischengeschalteter Wärmetauscher lässt sich gut reinigen.

Wasser/Wasser-Wärmepumpe, Innenaufstellung, Anlage mit Saug- und Schluckbrunnen

Wie bei der Sole/Wasser-Wärmepumpe bildet der leise und wartungsarme Scroll-Verdichter das Herzstück der meisten Wasser/Wasser-Wärmepumpen kleiner und mittlerer Leistung. Auch die übrige Arbeitsweise erfolgt analog zur Sole/Wasser-Wärmepumpe. Wasser/Wasser-Wärmepumpen werden im Haus aufgestellt. Für den Betrieb im Einfamilienhaus ist eine Aufstellfläche von etwa einem Quadratmeter für die Wärmepumpe notwendig.

Wasser/Wasser-Wärmepumpe
Innenleben einer Wasser/Wasser-Wärmepumpe

Warmwasser-Wärmepumpen


Zur Vollständigkeit der Wärmepumpen-Typen sind noch die Warmwasser-Wärmepumpen zu behandeln. Die Aufgabe der Luft/Warmwasser-Wärmepumpe besteht darin, als separates Gerät Brauchwasser aufzuheizen. Diese Geräte haben in etwa die Größe einer Kühl-Gefrier-Kombination und sind meist mit einem integrierten Speicher ausgestattet.

Im Sommer kühlen Warmwasser-Wärmepumpen im Nebeneffekt die Umgebungsluft des Raumes, in dem Sie aufgestellt sind. Nebenbei sorgen sie in feuchten Kellern für trockene Luft.

Warmwasser-Wärmepumpe

Nach oben

 
DruckversionImpressum