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Welche Wärmepumpenarten gibt es & welche Vorteile haben die einzelnen Wärmepumpen? - Vor- & Nachteile der Wärmepumpenarten | SSD-Ratgeber

Welche Wärmepumpenarten gibt es & welche Vorteile haben die einzelnen Wärmepumpen?

Mit einer Wärmepumpe setzen Sie auf ein umweltfreundliches, regeneratives Heizsystem. Anstelle von fossilen und endlichen Brennstoffen wie Öl oder Gas gewinnen Sie Heizenergie aus Ihrer Umgebung, indem Sie die thermische Energie der Umgebungsluft, des Grundwassers oder der Erde nutzbar machen. Indem Sie die frei verfügbare Umweltenergie nutzen, sparen Sie Energiekosten, reduzieren die Abgabe von Treibhausgasen an die Atmosphäre und machen sich unabhängig von schwankenden Gas- sowie Ölpreisen.

Wie funktionieren Wärmepumpen?

Zur Umwandlung der Umweltenergie benötigt die Wärmepumpe einen Kompressor oder Verdichter, der mithilfe eines Elektromotors, also via Strom, angetrieben wird. Idealerweise produzieren Sie den Strom für Ihre Wärmepumpe selbst über eine Photovoltaikanlage. So sparen Sie zusätzlich Energiekosten.
Grafik zur Funktion einer Wärmepumpen
In der Wärmepumpe ist ein flüssiges Kältemittel, das die Wärme aus der Umgebung aufnimmt und bereits bei -40° Celsius verdampft. Dadurch arbeitet die Wärmepumpe bereits bei geringen Temperaturen. Im Kompressor wird das Kältemittel zusätzlich verdichtet. Dabei steigt die Temperatur weiter an. Die entstandene Wärme wird nun über hydraulische Heizsysteme an die Gebäudeheizung abgegeben. Hierzu zählen Fußboden-, Decken- und Wandheizungen sowie normale Heizkörper. Das gasförmige Kältemittel verflüssigt sich anschließend wieder und steht dem Kreislauf erneut zur Verfügung. Sie können die umgewandelte Energie der Wärmepumpe sowohl zum Heizen Ihrer Räume als auch zur Erhitzung des Warmwassers nutzen.

Luft-Luft Wärmepumpe

Luft-Luft Wärmepumpen gewinnen ihre Energie aus der Umgebungsluft. Sie geben die gewonnene Energie jedoch nicht wie die anderen Wärmepumpen an das Trägermedium Wasser, sondern in Form von warmer Luft ab. Luft-Luft Wärmepumpen funktionieren also wie eine Lüftungsanlage und steigern ihre Effektivität über die Wärmerückgewinnung. Dabei wird die Wärme der Raumluft auf die einströmende Frischluft übertragen. Im Gegensatz zu wasserführenden Wärmepumpen ist eine Luft-Luft Wärmepumpe jedoch weniger effizient, da Luft Wärme weniger lange speichern kann als Wasser. Luftwärmepumpen haben etwa eine Jahresarbeitszahl von 3 bis 4.

Da Sie für diese Art der Wärmepumpe kein wasserführendes System installieren müssen, sind diese Wärmepumpen im Vergleich mit den anderen Modellen die günstigste Variante.

Vorteile einer Luft-Luft Wärmepumpe

Nachteile einer Luft-Luft Wärmepumpe

 Luft ist überall verfügbar

 Außenluft unterliegt starken   Temperaturschwankungen  im Jahresverlauf

 leichte Montage & geringer anlagentechnischer   Aufwand

 Verdampfer kann vereisen

 geringe Anschaffungs-, Installations- &   Wartungskosten

 evtl. Geräuschentwicklung

 JAZ von 3 bis 4

 geringste Effizient im Wärmepumpenvergleich

Grafik einer Luft-Wärmepumpe

Luft-Wasser Wärmepumpen

Bei einer Luft-Wasser Wärmepumpe wird die am einfachsten zu erschließende Wärmequelle Luft genutzt und über ein Kältemittel, das bereits bei -40° Celsius verdampft, auf das Trägermedium Wasser übertragen. Mithilfe eines Ventilators wird die Außenluft angesaugt und zum Verdampfer geleitet. Aufgrund der geringen Siedetemperatur verdampft das Kältemittel sehr schnell. Ein Verdichter komprimiert das Kältemittel und erhöht durch den Druck die Temperatur. Das gasförmige Kältemittel erhitzt anschließend Ihr Brauch- oder Heizungswasser. Nach Abgabe der Wärme kondensiert das Kältemittel wieder, verflüssigt sich und der Kreislauf kann von vorn beginnen.

Luft-Wasser Wärmepumpen können Sie sowohl zum Heizen als auch zum Kühlen Ihrer Räume nutzen. Diese Wärmepumpen sind besonders für Häuser mit geringer Heizlast empfehlenswert, beispielsweise gut gedämmte Neubauten. Um Stromkosten zu sparen, sollten Sie ein Modell mit einer Jahresarbeitszahl (JAZ) von 4,5 oder höher wählen.

Tabelle mit Vor- und Nachteilen einer Luft-Wasser-Wärmepumpe

Sole-Wasser Wärmepumpe/Erdwärmepumpe

Mit einer Sole-Wasser Wärmepumpe nutzen Sie die relativ konstante Energie der Erde. Da Erde Wärme lange speichern kann, arbeiten die Erdwärmepumpen effizienter als Luft-Wasser Wärmepumpen. Sole-Wasser Wärmepumpen erreichen eine Jahresarbeitszahl von 4 bis 4,5.

Zur Gewinnung der Erdwärme benötigen Sie entweder horizontal unter der Frostgrenze verlegte Erdwärmekollektoren oder senkrecht über eine bis zu 100 Meter tiefe Bohrung platzierte Erdwärmesonden.

Während Erdkollektoren vorrangig für größere Grundstücke geeignet sind, da sie genügend Freifläche benötigen, sind Erdsonden auch für kleinere Grundstücke geeignet.

Sowohl die Kollektoren als auch die Sonden sind aus Kunststoff gefertigt und mit einem frostschutzmittelhaltigen Wasser (Sole) gefüllt. Wie groß Ihre Kollektoren sein müssen oder wie viele Sonden Sie einsetzen müssen, ermittelt Ihr Planer aus der verfügbaren Wärmeleistung Ihres Bodens.

Vorteile einer Sole-Wasser Wärmepumpe

Nachteile einer Sole-Wasser Wärmepumpe

 durchschnittlich hohe & über das Jahr relativ   gleichmäßige Temperaturen

 hoher Installations-/Erschließungsaufwand

 hoher Wärmeertrag & effizienter Betrieb mit JAZ von   4 bis 4,5

 hoher Platzbedarf bei Erdkollektoren

 hohe Förderungen

 vergleichsweise hohe Anfangsinvestition für   Anschaffung & Installation

 geräuscharm

 genehmigungspflichtig

 Wärmegewinnung abhängig vom vorhandenen Platz   via Erdkollektoren oder Erdsonden möglich

Grafik einer Sole-Wasser/Erdwärmepumpe

Wasser-Wasser Wärmepumpe

Grafik einer Wasser-Wasser / Grundwasser-Wärmepumpe

Bei einer Wasser-Wasser Wärmepumpe dient das Grundwasser als Wärmequelle, das Sie über einen Brunnen erschließen. Sie können auch ein anderes Gewässer wie etwa ein Fließgewässer oder andere Oberflächengewässer wie einen See in unmittelbarer Nähe nutzen. Hier gelten jedoch verstärkte Auflagen, sodass das Setzen eines Brunnens deutlich verbreiteter ist. Der Vorteil einer Grundwasser-Wärmepumpe ist die relativ konstante Temperatur des Grundwassers im Jahresverlauf, denn diese schwankt lediglich zwischen 8° und 12° Celsius.

Somit ist Grundwasser eine ideale Energiequelle für Ihre Wärmepumpe und trägt zu einer sehr hohen Effizienz bei mit einem Wirkungsgrad von bis zu 500 Prozent bei. Wasser-Wasser Wärmepumpen besitzen daher eine Jahresarbeitszahl (JAZ) von 5. Das bedeutet, dass Ihre mittels Grundwasserwärmepumpe gespeiste Heizanlage 5 kWh Wärme mittels 1 kWh elektrischer Energie bereitstellt. Natürlich hängt die Leistung einer Wasser-Wasser Wärmepumpe stark von der zur Verfügung stehenden Wassermenge ab. Können Sie hier jedoch eine konstant hohe Menge sicherstellen, fällt auch die Leistung der Wärmepumpe hoch aus.

Für den Betrieb der Wasser-Wasser Wärmepumpe benötigen Sie mindestens einen Brunnen. Zur Förderung des Grundwassers werden Rohre eingesetzt, in denen sich ein Kältemittel befindet. Wie bei den anderen Wärmepumpenmodellen wird das Kältemittel aufgrund seines niedrigen Siedepunkts schnell gasförmig, wenn es seiner Umgebung thermische Energie entzieht.

Mithilfe eines Verdichters wird das Gas zusätzlich komprimiert, was die Temperatur weiter erhöht. Die gewonnene Wärme wird an einen Wärmetauscher abgegeben und steht Ihrem Heizsystem oder der Warmwasserbereitung zur Verfügung.

Tabelle Vor- und Nachteile einer Wasser-Wasser Wärmepumpe

Brauchwasserwärmepumpe

Mit einer Brauchwasserwärmepumpe bzw. Warmwasser-Wärmepumpe können Sie Ihre Heizung und Warmwasserbereitung voneinander trennen. Das ist besonders in den warmen Monaten sinnvoll, da Sie nun nicht mehr die gesamte Heizanlage laufen lassen müssen, um nur das benötigte Warmwasser zu erhitzen.

Da 15 % der Energiekosten der Bereich Brauchwasser verursacht, sparen Sie mit einer Brauchwasserpumpe merklich Energie.

Besonders effektiv und sparsam arbeiten Brauchwasserwärmepumpen, wenn Sie sie mit einer Photovoltaikanlage (PV) kombinieren. So produzieren Sie selbst den Hilfsstrom für die Wärmepumpe und sind somit unabhängig von schwankenden Stromkosten.

Bei der Wahl Ihrer Brauchwasserwärmepumpe sollten Sie die benötigte Speichergröße beachten. Ermitteln Sie die Menge an benötigtem Warmwasser in Ihrem Haushalt: Diese hängt stark von der Personenanzahl sowie deren Gewohnheiten ab.

Generell wird davon ausgegangen, dass eine Person etwa zwischen 40 und 50 Liter Wasser pro Tag verbraucht. Wir empfehlen für eine vierköpfige Familie einen Wassertank von 200 bis 300 Liter, damit Sie Ihren Haushalt mit genügend Warmwasser ausstatten können.

Tabelle mit Vor- und Nachteilen einer Brauchwasserwärmepumpe

Wärmepumpen Vor- & Nachteile Vergleich

Luft-Wasser Wärmepumpe

Sole-Wasser Wärmepumpe

Wasser-Wasser Wärmepumpe

 Wärmequelle

 Umgebungsluft

 Erdreich

 Grundwasser

 Erschließung

 -

 Tiefenbohrung für Erdsonde   (bis zu 100 m) oder flächige   Verlegung von Erdkollektoren

 Bohrung

 Installationsaufwand

 gering

 hoch

 hoch

 Aufstellung

 innen & außen

 innen

 innen

 Typische JAZ

 2,9
 (einige auch 4-5)

 3,9
 (einige auch bis 5,0)

 5

 durchschnittliche   Gerätekosten

 8.000 bis 15.000   Euro

 10.000 bis 12.000 Euro

 9.000 bis 12.000 Euro   (jedoch zusätzliche   Installationskosten durch   Brunnenbohrung)

 Betriebskosten

 mittel bis hoch

 gering

 gering bis mittel

 Neubau

 problemlos & flexibel   möglich

 sehr gut möglich

 gut möglich

 Altbau

 im Vergleich weniger   geeignet, wenn   keine ausreichende   Dämmung vorhanden

 bedingt möglich

 meist gut möglich

 Besonderheit

 als Kombigerät auch   zur Kühlung im   Sommer geeignet

 ganzjährig verlässliche   Effizienz

 effizienteste Wärmepumpe,   da unanfällig für   Temperaturschwankungen   und sehr wartungsarm.

 Geräuschentwicklung

 Betriebsgeräusche   beim Außengerät   (zwischen 35 & 50   Dezibel)

 geräuscharm/vernachlässigbar 

 geräuscharm/vernachlässigbar 

 Förderung

 hoch

 hoch

 hoch

 Kombination

 Photovoltaik

 Photovoltaik, Solarthermie &   andere Heizungssysteme

 Photovoltaik, Solarthermie &   andere Heizungssysteme

 Genehmigungspflichtig 

 -

 ja

 ja

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