Häufig gestellte Fragen zu Luft-Wasser-Wärmepumpen

Wärmepumpen sind eine Art von Heiz- und Klimaanlage, die wegen ihrer Vielseitigkeit und Effizienz beliebt sind. Sie unterscheiden sich von herkömmlichen Klimageräten, und der Begriff 'Wärmepumpe' wird manchmal allgemein für verschiedene Arten von Lüftungs- und Klimaanlagen verwendet. Daher möchten wir in diesem Beitrag Fragen wie folgt beantworten:

F. Was ist eine Wärmepumpe?

A. Eine Wärmepumpe ist eine etablierte und sehr effiziente, elektrisch betriebene Technologie zur Raumheizung und -kühlung, Wassererhitzung und Wäschetrocknung. Wärmepumpen verwenden einen Kältemittel-Zyklus und eine Technologie, die stark mit der eines üblichen Klimageräts übereinstimmt, aber im Gegensatz zu Klimageräten können Wärmepumpen auch verschiedene Arten von Heizung für Ihr Zuhause bereitstellen.

F. Welche verschiedenen Arten von Wärmepumpengeräten und -ausrüstungen werden in Haushalten verwendet?

A. Wärmepumpen werden in Wohnungen am häufigsten für Raumklimatisierung und Wassererhitzung eingesetzt. Die gebräuchlichsten Wärmepumpen für die Raumklimatisierung (manchmal auch als „Raumklimatisierung“ bezeichnet) tauschen Wärme zwischen der Innen- und Außenumgebung aus und werden als „Luftquelle“ oder „Luft-zu-Luft“-Systeme bezeichnet. Wärmepumpen-Wasserheizer werden als „Luft-zu-Wasser“-Systeme bezeichnet und separat installiert, um Wasser für Duschen und Waschbecken zu erwärmen, genau wie herkömmliche Wasserheizer. Geothermische Wärmepumpen, die für die Raumklimatisierung verwendet werden (siehe Details unten), sind „Wasser-zu-Luft“- oder „Wasser-zu-Wasser“-Systeme. Schließlich wird Wärmepumpentechnologie auch in Trocknergeräten eingesetzt.

F. Welche Vorteile bieten Wärmepumpen?

A. Im Gegensatz zu Systemen, die Gas verbrennen, um Wärme zu erzeugen, geben Wärmepumpen während des Betriebs keine Treibhausgase in die Atmosphäre ab. Wärmepumpen können mit Strom betrieben werden, der von Dachsolarsystemen oder Netzbetreibern stammt. Abhängig von der Effizienz Ihres aktuellen Systems und davon, ob Sie auch Dämmungsverbesserungen und andere Versiegelungsmaßnahmen vornehmen, wird Ihre jährliche Stromrechnung wahrscheinlich niedriger sein, wenn Sie ein Wärmepumpsystem verwenden. Der praktischste Ansatz besteht darin, alte Systeme, die bereitstehen zu versagen, durch im Allgemeinen effizientere Wärmepumpensysteme zu ersetzen. Die Projektkosten sollten etwa 600 bis 2.700 USD geringer sein, um sowohl eine Klimaanlage als auch einen Heizkessel durch eine Wärmepumpe zu ersetzen, anstatt durch eine neue Klimaanlage und einen Heizkessel. Diese Kosten wurden über einen Bereich an Effizienzen und Größen gemittelt und stammen aus Schätzhandbüchern sowie einer Befragung von Handwerkern.

F. Gibt es Anreize für Wärmepumpen?

A. Ja! In Yolo County ermöglicht das neue TECH Clean California-Programm teilnehmenden Installateuren, zwischen 3000 und 4800 USD an Rückzahlungen für Wärmepumpen zur Raumklimatisierung zu verdienen, je nach den Brennstoffen und der Effizienz der bestehenden Systeme, plus zusätzliche Rückzahlungen, wenn Dichtung von Lüftungsrohren und detaillierte Größenberechnungen durchgeführt werden. Auch Wärmepumpen-Wasserkocher-Rückzahlungen bis zu 3800 USD stehen zur Verfügung, die von Klempnern installiert werden können, und für Mehrfamilienwohngebäude gibt es zusätzlich 2800 USD für notwendige Elektropanele-Aufstiege. Ähnliche Rückzahlungen werden für Mehrfamilienwohnungen bereitgestellt. Suchen Sie nach teilnehmenden Installateuren auf der TECH-Programm-Website.

Die neuen Anreize des TECH-Programms sind darauf ausgelegt, nahtlos mit dem bestehenden Comfortable Home Rebate programm bei PG&E zu koordinieren, dessen Website beide Rückzahlungen nebeneinander zeigt.

F. Warum sollte ich jetzt einen Plan machen, meine bestehenden Systeme durch Wärmepumpen zu ersetzen?

A. Wenn Sie auf einen Ausfall warten, besteht die Wahrscheinlichkeit, dass Sie schnell ein neues System benötigen, was Ihnen keine Zeit gibt, den richtigen Wärmepumpen auszusuchen. Wenn Ihr Klimagerät älter als 15 Jahre ist oder besonders wenn es defekt ist, können Sie jetzt drei Angebote von teilnehmenden Installateuren anfordern, um stressige Entscheidungen in einer Notfallsituation zu vermeiden. Zudem haben noch nie bessere Fördermittel gegolten: Das TECH-Programm ist für Dezember 2025 geplant zu enden (das Comfortable Home Program, welches einen deutlich kleineren Teil der Fördermittel ausmacht, wird jährlich verlängert).

F. Gibt es andere Dinge, die ich berücksichtigen sollte?

A. Absolut! Insbesondere, wenn Sie in einem älteren Haus leben und die Lüftungsrohre sich im Dachboden befinden, sollten Sie ernsthaft in Erwägung ziehen, die Deckendämmung zu entfernen, Deckenluftdurchgänge abzudichten und die Lüftungsrohre durch neue, mindestens auf R-6 gedämmte, auszutauschen. Die Lüftungsrohre sollten so installiert werden, dass sie auf dem Boden des Dachbodens aufliegen, dann kann neue R-49-Dämmung (oder besser) darüber geblasen werden, um zusätzliche Isolation zu schaffen. Die Länge der Lüftungsleitungen kann ebenfalls verkürzt werden, um die Oberfläche und thermische Verluste zu verringern. Schließlich sollte anstatt eines Systems der gleichen Größe wie zuvor ein neues Wärmepumpensystem dimensioniert werden, das die reduzierte Heiz- und Kühlleistung sowie die reduzierten Lüftungsverluste berücksichtigt. Dies sind die wichtigsten Maßnahmen, die Sie ergreifen können, um den Energieverbrauch und die jährlichen Kosten Ihres Hauses zu senken und die Komfort zu verbessern.

F. Ich habe viel über „Mini-Splits“ gehört. Sind das auch Wärmepumpen?

A. Ja. Die meisten Einfamilienhäuser verfügen über ein „zentrales“ Heiz- und Klimasystem, das jedem Raum mittels Lüftungsrohre Luft durch Öffnungen liefert. Sowohl herkömmliche Systeme als auch Wärmepumpensysteme können Lüftungsrohre verwenden, aber in den letzten zehn Jahren sind „Mini-Split“- oder „ductlose“ Wärmepumpen ebenfalls üblich geworden. Mini-Splits haben eine geringere Heiz- und Kühlleistung als zentrale, mit Lüftungsrohren versehene Wärmepumpensysteme und dienen normalerweise nur einem oder zwei Zimmern, die aus verschiedenen Gründen schwer mit einem zentralen, ductbasierten System zu heizen oder zu kühlen sind. Mit an der Wand oder Decke montierten „Köpfen“ neigen Mini-Split-Wärmepumpen dazu, effizienter zu sein. Allerdings bräuchten die meisten Häuser mehr als eine Einheit, um mehrere Räume abzudecken, und die Kosten für die Behandlung eines gesamten Hauses auf diese Weise könnten unerschwinglich werden. Trotz dieser Unterschiede arbeiten Mini-Splits nach denselben Prinzipien wie Wärmepumpen und sind für ähnliche Rückzahlungen berechtigt.

F. Was sind „hybride“ oder Dual-Fuel-Systeme?

A. Wenn Temperaturen dem Gefrierpunkt nahekommen, können „air source“-Wärmepumpen weniger effizient sein, da sie pausieren müssen, um den Außengebläse-Kühler zu enteisen (indem sie den Betriebszyklus umkehren und kurz in den Kühlmodus wechseln, um Eis von der Spule zu schmelzen). Ein Ansatz zur Bewältigung dieser Einschränkung sind hybride oder Dual-Fuel-Systeme. Hybride oder Dual-Fuel-Systeme umfassen einen Erdgasofen, um Zeiträume abzudecken, in denen Wärmepumpen nicht ausreichend Heizung bereitstellen können oder dies ineffizient tun (an kalten Tagen oder bei Wiederherstellung nach einer Nacht- oder Urlaubsabsenkung). Hybride Systeme können Menschen, die zögern, Gas vollständig aufzugeben, Sicherheit bieten.

F. Was wird es kosten, wenn ich meinen Elektroanschluss modernisieren muss?

Häuser, die vor 1990 gebaut wurden, könnten eine Erhöhung der elektrischen Leistungsfähigkeit benötigen, um den zusätzlichen Lasten von Wärmepumpensystemen gerecht zu werden. Wenn Ihr bestehendes Elektrikschaltbrett auf 200 Ampere oder mehr eingestuft ist, sollte es in der Regel einen Heiz- und Klimaanlagen-Wärmepumpensatz, einen Wärmepumpen-Wasserheizer und einen Ladegerät für Elektrofahrzeuge unterstützen. Die Kosten für einen Upgrade der Elektrik liegen im Durchschnitt bei etwa 3.000 Dollar. Bei älteren Häusern mit Oberleitungsdraht oder bei neueren Häusern mit unterirdischem Service, bei dem die Drähte durch Rohre führen, sind die Kosten relativ gering. Die höchsten Kosten für Service-Upgrades entstehen dort, wo die Drähte direkt vergraben sind und neue Rohre und Drähte installiert werden müssen.

F. Brauche ich elektrische Widerstandsheizung „Heizstreifen“ als Teil meines Wärmepumpensystems?

A. Heizstreifen sind eine weniger effiziente Hilfsheizfunktion, die manchmal von Installateuren montiert wird, um zusätzliche Heizung bei sehr kaltem Wetter (und Defrost-Zyklen von Wärmepumpen) bereitzustellen. Einige Installateure glauben, dass Heizstreifen in unserem Klima nicht nötig sind, wenn Systeme richtig mit genauen Lastberechnungen entworfen wurden und insbesondere, wenn die Leitungen im gekühlten Raumverband liegen oder gut versiegelt und isoliert im Dachboden sind. Mini-Split-Wärmepumpen mit variabler Kompressorgeschwindigkeit verwenden keine Heizstreifen. Heizstreifen benötigen außerdem einen dedizierten 240V-Schaltkreis, was Kosten erhöht.

F. Ich baue ein neues Haus, welche Heizungsarten sollte ich in Betracht ziehen?

A. Aus der Perspektive der Reduktion von Treibhausgasemissionen sind elektrisch betriebene Raumklimatisierung und Wassererhitzung die einzigen Optionen. Ein vollständig auf Elektrizität basierendes System mit Wärmepumpen und induktiver Kochtechnik ist teurer im Aufbau, aber – bei neuem Wohnungsbaus – wird dieser Kosten durch die Eliminierung der Kosten für den Gasleitungsanschluss ausgeglichen. Auch laufende Gaskosten, unabhängig davon, ob Gas verbraucht wird oder nicht, werden eliminiert. Da neue Wohnungen in Kalifornien obligatorisch Solaranlagen auf dem Dach haben müssen, wird die lokale Stromerzeugung wahrscheinlich die Betriebskosten senken.

Q. Wie funktionieren Wärmepumpen?

A. Genauso wie Wasser unter dem Einfluss der Schwerkraft bergab fließt, fließt „Wärme“ unter thermodynamischen Kräften natürlich von „heiß“ zu „kalt“. Und genauso wie Strom einen Wasserpumpen betreiben kann, um Wasser bergauf zu pumpen, kann er auch dazu verwendet werden, Wärme von kalt nach heiß mit dem Kältekreislauf zu bewegen. Zum Beispiel ziehen Kühlschränke und Klimaanlagen Wärme aus einem isolierten Innenraum und „pumpen“ sie in die umgebende Umgebung. Wärmepumpen können beide Richtungen arbeiten, das heißt, sie können Wärme von drinnen nach draußen (Kühlung) und von draußen nach drinnen (Heizung) bewegen.

Um Kühlung zu bereiten, komprimiert ein im Außenbereich befindlicher „Kondensator“ die Kältemittelgas, wodurch dessen Temperatur ansteigt. Das heiße Gas wird in einer durch einen Lüfter gekühlten Spule im Kondensator abgekühlt und kondensiert zu einem Flüssigkeit. Die abgekühlte Flüssigkeit wird zu einer weiteren Spule im Innenbereich am Luftverarbeitungsgerät geleitet, wo sie durch ein Expansionsgerät fließt, und während das Kältemittel zurück in ein Gas übergeht, absorbiert es Wärme von der Spule. Um Heizung bereitzustellen, wird der Prozess umgekehrt, und das Kältemittel kondensiert in der Innenspule, wo es Wärme abgibt, während die Flüssigkeit in der Außenspule expandiert und Wärme aus der Außenluft aufnimmt.

Die Referenz stammt von Cool David, danke!