Wie funktioniert eine Wasserwärmepumpe?

Wärmepumpen sind eine innovative Möglichkeit, die natürliche Wärmeenergie des Bodens, der Atmosphäre und sogar des Wassers um uns herum zu nutzen. Sie können die bereits vorhandene Wärme nutzen, um Ihr Zuhause ohne den Einsatz von Gas zu heizen und so die Menge an Kohlendioxid, die in Ihrem Zuhause entsteht, zu reduzieren.

Diese erstaunlichen Geräte funktionieren auch dann, wenn die Außentemperatur unter Null liegt. Denn auch wenn uns draußen kalt ist, kann die Pumpe dennoch etwas Wärme nutzen. Darüber hinaus bleibt der Boden in der Regel wärmer als die Luft, sodass die Temperatur im Boden selbst dann milde 10 °C bleiben kann, wenn die Außentemperatur unter Null fällt.

Was ist eine Wasserwärmepumpe ?

Wasserwärmepumpen können Ihr Zuhause mit natürlicher Wärme aus Seen, Teichen, Flüssen, Quellen, Brunnen oder Bohrlöchern heizen. Die erzeugte Wärme kann mit Strom weiter erhitzt und dann an Ihre Wasserhähne, Heizkörper und Fußbodenheizung abgegeben werden. Eine Wasserwärmepumpe kann den Gaskessel Ihres Hauses ersetzen und man geht davon aus, dass Wärmepumpen in den kommenden Jahren generell immer beliebter werden.

Wie funktionieren Wasserwärmepumpen?

Wasserwärmepumpen nutzen Kältemittel, um Wärme vom Wasser in Ihr Zuhause zu übertragen. Bevor wir fortfahren, sollten Sie zwei Arten von Systemen verstehen: Systeme mit geschlossenem Regelkreis und Systeme mit offenem Regelkreis.

Systeme mit geschlossenem Kreislauf transportieren mit Frostschutzmittel vermischtes Wasser durch eine Reihe von Rohrschlangen oder Wärmetauscherplatten, die in Wasserquellen wie Seen eingetaucht sind. Aufgrund des Risikos einer Wasserverschmutzung ist hierfür jedoch möglicherweise eine Baugenehmigung erforderlich.

Während das Gemisch durch die Spule strömt, nimmt es Energie aus dem Wasser auf und leitet sie direkt an die Wärmepumpe. Bei einem System mit offenem Kreislauf wird Wasser direkt aus dem See entnommen und direkt zur Wärmepumpe geleitet. Sobald dem Wasser die Wärme entzogen wird, kann sie zurück in den See gepumpt werden.

Auch für Wärmepumpen ist Wasser eine sehr geeignete Wärmequelle. Das Grundwasser behält auch an kalten Wintertagen eine konstante Temperatur zwischen 7℃ und 12℃ bei. Um Grundwasser für eine Wärmepumpe zu nutzen, muss Grundwasser durch einen Wasserversorgungsbrunnen gefördert und dem Verdampfer der Wasser/Wasser-Wärmepumpe zugeführt werden. Anschließend fließt das Kühlwasser durch den Rücklaufbrunnen.

Auch Oberflächenwasser (Seen oder Flüsse) kann als Wärmequelle genutzt werden, allerdings ist zu beachten, dass die Temperaturen je nach Jahreszeit stark schwanken können.

Egal welches System Sie haben, die Wärme wird vom Wasser zum Zwischenplattenwärmetauscher gepumpt. Über den Zwischenkreislauf wird die Energie zum Wärmetauscher bzw. Verdampfer der Wärmepumpe übertragen und dort vom Kältemittel aufgenommen.

Wenn sich das Kältemittel erwärmt, geht es von flüssig in gasförmig über. Kältemittel ist ein sehr leistungsstarker Kühlkörper, der Wärme aus sehr niedrigen Temperaturen absorbieren kann. Aus diesem Grund sind Wärmepumpen in kalten Klimazonen so nützlich.

Sobald das Kältemittel gasförmig wird, wird es komprimiert, um die Temperatur auf ein angenehmeres Niveau zu erhöhen, und gelangt dann in den Wärmetauscher (Kondensator). Im Kondensator kann Wärme abgegeben werden, um Ihr Wasser und Ihren Heizkörper zu erwärmen. Wenn das Gas abkühlt, kondensiert es und wird wieder flüssig. In diesem Fall wird es durch das Expansionsventil zurückgesaugt, um den Prozess von vorne zu beginnen.

Ein echter Vorteil von Wasser- (und Erdwärmepumpen) im Sommer ist die Möglichkeit der passiven Kühlung. Man nennt es auch „natürliche Kühlung“. Durch diesen Prozess wird die kühlere Temperatur des Grundwassers direkt in den Heizkreislauf des Hauses übertragen.

Zu diesem Zweck steht der Kompressor der Wärmepumpe im Leerlauf. Zusätzliche Wärmetauscher sorgen für eine Systemtrennung. Die freie Kühlung mit einer Wasserwärmepumpe ist sehr effizient, da für den Betrieb nur zwei Umwälzpumpen erforderlich sind. Bei der natürlichen Kühlung wird nur die Wärmepumpe zur Erzeugung von Warmwasser aktiviert.

Freie Kühlung ist durch den Einsatz folgender Systeme möglich:

Fußbodenheizung

Ventilatorkonvektor

Eisige Decken

Betonkerntemperierung

Durch den Ersatz der Kühlung der beheizten Oberfläche wird das System konditioniert, um Kondensation zu vermeiden, also unter den Taupunkt der beheizten Oberfläche zu gelangen.

Je näher die Wasserquelle an Ihrem Zuhause liegt, desto vorteilhafter ist das System für Sie. Andernfalls verbraucht die Pumpe möglicherweise zu viel Strom, um Wasser von der Quelle zu Ihrem Haus zu pumpen. Das bedeutet, dass die Wasserquelle auch nicht zu hoch liegen sollte.

Vor der Installation des Systems müssen außerdem bestimmte Umweltvorschriften beachtet werden. Systeme mit offenem Kreislauf können die Grundwassertemperatur beeinflussen und erfordern möglicherweise eine Genehmigung der Umweltbehörde.

Wie effizient ist eine Wasserwärmepumpe?

Die Effizienz einer Wärmepumpe hängt davon ab, woher sie ihre Wärme bezieht. Luftwärmepumpen sind am wenigsten effizient, gefolgt von Erdwärmepumpen.

Wasserwärmepumpen sind in der Regel am effizientesten, da die Quellentemperatur im Winter normalerweise höher ist und zwischen 7℃ und 12℃ liegt. Allerdings können Seen/Flüsse im Winter je nach geografischer Lage und lokalen Wetterbedingungen, also der Quellentemperatur, auch zufrieren möglicherweise nicht so günstig wie die Temperatur am Boden.

Bei der Nutzung von fließendem Wasser aus einem Bach oder Fluss wird die entzogene Wärme kontinuierlich durch wärmeres Wasser ersetzt, das durch den Betrieb der Wärmepumpe nicht lokal abgekühlt wird. Dies erhöht die Effizienz der Wasserwärmepumpe und verhindert außerdem das Einfrieren des Wassers, was bei stehendem Wasser ein Problem darstellen kann.

Erdwärmepumpen arbeiten typischerweise mit einem Leistungskoeffizienten (CoP) von 4,8 (B/W von 0/35 °C). Diese Messung berechnet den Wirkungsgrad der Wärmepumpe anhand des Vergleichs des Energieeintrags mit dem Energieausstoß. Wenn beispielsweise eine Wasserwärmepumpe 1 kW Strom verbraucht und 3 kW Wärme erzeugt, beträgt der CoP 4. Eine Wärmepumpe mit vier CoPs ist effizienter. Der CoP einer Wasserwärmepumpe liegt typischerweise bei etwa 6,0 (W/W 10/35 °C).

Oben wird das Funktionsprinzip der Wasserwärmepumpe beschrieben. Wenn Sie vorhaben, diese zu kaufen, kontaktieren Sie uns bitte.

SUOHER ist ein professioneller Lieferant und Hersteller von kundenspezifischen Wärmepumpen . Wir verfügen über ein Team mit umfangreicher Erfahrung in der Konstruktion, Verarbeitung, Qualitätskontrolle und Steuerungsfunktionsentwicklung von Wärmepumpen. Unser Ziel ist global und umfasst Europa, Südamerika, Südafrika und Asien.