Schreiner – Photovoltaik & Energiesysteme

Eine Wärmepumpe ist ein Heizgerät, das erneuerbare Energiequellen wie Luft, Wasser oder Erde nutzt, um Wärme in ein Gebäude zu leiten. Sie arbeitet durch ein Kältemittel, das durch Druck und Temperaturänderungen Wärme von einer Quelle (z.B. Luft oder Erde) an ein Heizmedium (z.B. Wasser in der Heizungsanlage) überträgt. Es gibt drei Arten von Quellen: aerothermische (Luft), hydrothermale (Wasser) und geothermische (Erde).

Wärmepumpen werden nach der erreichbaren Vorlauftemperatur in Niedertemperatur-, Mitteltemperatur- und Hochtemperaturpumpen unterteilt. Diese sind für unterschiedliche Heizsysteme wie Fußbodenheizung oder Heizkörper geeignet. Besonders effizient sind sie bei niedrigen Temperaturen, weshalb sie oft in Neubauten mit Fußbodenheizung installiert werden. Allerdings sind sie auch in älteren Gebäuden mit Heizkörpern einsetzbar, wenn diese richtig dimensioniert und angepasst sind. Zur Auswahl der richtigen Wärmepumpe ist es wichtig, die Heizlast des Gebäudes zu berechnen und sicherzustellen, dass die Vorlauftemperatur für das bestehende Heizsystem geeignet ist. Höhere Temperaturen reduzieren die Effizienz, weshalb in solchen Fällen alternative Heizlösungen oder der Austausch von Heizkörpern empfohlen wird.

Wärmepumpen können entweder als Monoblock- oder Split-Systeme gebaut werden. Monoblock-Systeme befinden sich komplett außerhalb des Hauses, während Split-Systeme eine Inneneinheit haben. Verschiedene Schutzmaßnahmen wie Gefrierschutzventile oder der Einsatz von Glykol verhindern, dass das System bei Stromausfall einfriert.

Ein Monoblock-Wärmepumpensystem besteht hauptsächlich aus einem Außengerät, einem Pufferspeicher, einem Warmwasserspeicher, einem Umschaltventil und der Verbrauchereinheit. In der Split-Version gibt es zusätzlich ein Innengerät. Einige Hersteller, wie Viessmann, bieten Hydrosplit-Varianten an, bei denen Teile des Systems als Innengerät verlagert werden. Bei der Installation des Außengeräts ist darauf zu achten, dass es genug Freiraum für Luftzirkulation und Kondensatabfluss gibt. Das Außengerät kann am Boden oder an der Fassade montiert werden, wobei die Bodenmontage bevorzugt wird.

Unter winterlichen Bedingungen vereist der Verdampfer und muss abgetaut werden, was Dampfbildung verursacht. Das Kondensat wird üblicherweise in den Boden unter dem Gerät geleitet, kann jedoch auch in die Kanalisation abgeführt werden.

Wärmetauscher für Warmwasser sollten an die niedrigen Vorlauftemperaturen der Wärmepumpe angepasst sein, mit einer größeren Wärmetauscherfläche als bei herkömmlichen Kesseln. Die Auswahl der richtigen Warmwasserspeichergröße basiert auf der Anzahl der Nutzer (ca. 50 l pro Person).

Beim Außengerät muss auch auf den Geräuschpegel in Bezug auf Nachbargrundstücke geachtet werden. Die Verrohrung erfolgt durch die Außenwand, wobei die Rohre isoliert werden, um Wärmeverluste zu vermeiden. In offenen Heizsystemen wird überschüssiges Wasser durch ein Ausdehnungsgefäß abgeführt, während in geschlossenen Systemen die Volumenzunahme durch einen Membranbehälter ausgeglichen wird.

Abschließend ist sicherzustellen, dass die Rohrleitungen keine Querschnittsverengungen aufweisen und die Wassermenge gemäß den Spezifikationen des Herstellers zirkuliert.

In einem hydraulischen System ist ein bestimmter Wasserdruck für die ordnungsgemäße Zirkulation erforderlich. In offenen Systemen wird dieser durch die Lage des Tanks am höchsten Punkt erreicht, während in geschlossenen Systemen ein Manometer verwendet wird. Bei Fußboden- und Heizkörperheizungen ist für die Regelung einer zweiten Heizzone ein Mischventil mit Stellantrieb nötig. Es kann vorkommen, dass der Kreislauf der Fußbodenheizung an den Rücklauf der Heizkörper angeschlossen ist, wodurch keine getrennte Temperaturregelung möglich ist.

Kamine, die an ein Heizsystem angeschlossen sind, arbeiten oft in offenen Kreisläufen, während Wärmepumpen in geschlossenen Kreisläufen betrieben werden müssen. Hier ist ein Plattenwärmetauscher erforderlich, um die beiden Systeme hydraulisch zu trennen. Alte Heizkessel sollten ebenfalls durch einen Wärmetauscher vom System getrennt werden, um mögliche Verschmutzungen zu vermeiden. Bei Gaskesseln ist kein Wärmetauscher nötig, jedoch muss der Anschluss angepasst werden.

Thermische Solaranlagen, die Warmwasser über Glykolflüssigkeit erwärmen, müssen hydraulisch vom Rest des Systems getrennt werden. Da sie nicht ganzjährig ausreichend Energie liefern, wird eine zusätzliche Spule für die Wärmepumpe benötigt. Eine andere Methode besteht darin, den bestehenden Solarwärmetauscher zu belassen und einen Wärmespeicher für die Wärmepumpe in Reihe zu schalten.

Warmwasserzirkulation wird durch eine zusätzliche Umwälzpumpe ermöglicht, die heißes Wasser ständig oder zu festgelegten Zeiten im Kreislauf hält, sodass es sofort verfügbar ist. Dies verursacht jedoch Wärmeverluste, weshalb ein Zeitplan für die Zirkulation empfohlen wird, um Energie zu sparen.

Die richtige Dimensionierung und die Optimierung der Heizkreisläufe sorgen nicht nur für höheren Komfort, sondern auch für eine effizientere Energienutzung. Durch den gezielten Einsatz von Regeltechnik und hochwertigen Komponenten wird die Anlage langfristig zuverlässiger und kosteneffizienter arbeiten. Letztlich tragen diese Maßnahmen dazu bei, die Betriebskosten zu senken und den Wohnkomfort nachhaltig zu steigern.