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In Deutschland werden ca. 12 Prozent des gesamten Energieverbrauchs für die Warmwasserbereitung verwendet. Wärmepumpen können diesen Verbrauch deutlich senken.
Denn bei der Versorgung mit warmem Brauchwasser lassen sich durch den Einsatz von Wärmepumpen erhebliche Energieeinsparungen erzielen. Im Vergleich zu herkömmlichen elektrischen Durchlauferhitzern oder fossil betriebenen Brauchwasserboilern arbeiten Wärmepumpen wesentlich effizienter. Durch die Nutzung erneuerbarer Energie aus der Umgebungsluft oder dem Erdreich können mit Wärmepumpen bis zu 80 Prozent der benötigten Wärmeenergie gewonnen werden.
In diesem Artikel soll zunächst die Funktionsweise einer Wärmepumpe für Brauchwasser erklärt werden. Anschließend werden die wichtigsten Typen vorgestellt und deren jeweilige Einsatzbereiche diskutiert. Abschließend werden Möglichkeiten zur effizienten Integration in Neubau- und Bestandsgebäude aufgezeigt.
Funktionsweise einer Wärmepumpe für Brauchwasser
Die Funktionsweise einer Wärmepumpe beruht auf dem physikalischen Prinzip der Wärmeübertragung. Mithilfe eines Kältekreislaufs und einem Kompressor wird die Umgebungswärme aus Luft, Erdreich oder Grundwasser entzogen und auf eine höhere Temperatur gebracht. Diese Wärmeenergie wird dann für die Erwärmung des Brauchwassers genutzt.
Der Kältekreislauf besteht in der Regel aus einem Verdampfer, Kompressor, Verflüssiger und Expansionsventil. Im Verdampfer wird durch Verdampfung eines Kältemittels wie Propan oder Rohöl die Umgebungswärme aufgenommen. Das verdampfte Kältemittelgasgemisch wird durch den Kompressor verdichtet und dadurch auf eine höhere Temperatur gebracht.
Im anschließenden Verflüssiger gibt das Kältemittel seine Wärme an ein Zwischenmedium wie Wasser ab. Dieses Erwärmte Wasser steht nun auf einer Temperatur von ca. 60 °C zur Verfügung und kann dem Warmwasserspeicher oder direkt dem Trinkwasser zugeführt werden. Durch das Expansionsventil dehnt sich das kondensierte Kältemittelgas wieder aus und der Kreislauf startet von vorne.
Typen von Wärmepumpen für Brauchwasser
Es gibt verschiedene Typen von Wärmepumpen, die sich hinsichtlich Bauart, Wärmequelle und Integration unterscheiden:
Monoblock-Wärmepumpen: Kleine Standalone-Geräte mit integriertem Wasserspeicher für 1-3 Personen-Haushalte. Diese Wärmepumpen können in vielen Fällen leichter installiert werden, benötigen aber oft viel Platz.
Split-Wärmepumpen: Setzen sich aus mehreren Modulen (Außengerät, Innengerät, Speicher) zusammen. Dies macht sie flexibler in der Planung und Integration.
Luft-Wasser-Wärmepumpen: Nutzen die Umgebungsluft als Wärmequelle. Simpel in der Installation.
Grundwasser-Wärmepumpen: Greifen direkt auf das Grundwasser als Wärmequelle zu. Hohe Temperaturen sind möglich, jedoch sind sie aufwändiger in der Installation.
Einsatzbereiche und Potenziale
Je nach Typus und lokalen Gegebenheiten eignen sich Wärmepumpen für unterschiedliche Einsatzbereiche:
Ein- und Zweifamilienhäuser: Hier lohnen sich vor allem Split-Geräte oder Monoblock-Lösungen bis ca. 4 kW Heizlast.
Niedrigenergiehäuser: Durch die geringe Vorlauftemperaturen von ca. 35 °C hervorragend mit Wärmepumpen versorgbar.
Industrie & Gewerbe: In der Prozesswärmeerzeugung großes Einsparpotenzial durch Wärmepumpen bei kontinuierlichem hohen Warmwasserbedarf.
Bestandsgebäude: Durch Sanierung des Systems (Pufferspeicher, neuer Speicher etc.) auch nachträglich gut möglich.
Effiziente Integration in Gebäude
Für einen optimalen Betrieb sollten Wärmepumpen sorgfältig in das Gesamtsystem integriert werden. Wichtige Aspekte sind:
- Großvolumiger Pufferspeicher: Glättet Spitzen und ermöglicht Nachtabsenkung der Vorlauftemperatur.
- Vorlauftemperatur reduzieren: Je niedriger, desto höher die COP der Wärmepumpe.
- Eigener Solarkreislauf: Solarthermie kann im Sommer die Wärmepumpe entlasten.
- Vorlaufoptimierung: Vermeidet unnötige Parallelheizungen z.B. über Mischer.
- Regelung: intelligente Steuerung sorgt für hohen Komfort und minimale Betriebskosten.
Fazit zu Wärmepumpen für Brauchwasser
Durch den Einsatz von Wärmepumpen für Brauchwarmwasser können erhebliche Mengen an CO2 und Kosten eingespart werden. Bei sorgfältiger Planung und Integration lassen sich Effizienzwerte von bis zu 80 Prozent erreichen. Besonders im Neubau, aber auch bei der Sanierung bestehender Gebäude ist der Einsatz empfehlenswert.