Häufig gestellte Fragen zu Luft-Wasser-Wärmepumpen

Wärmepumpen sind eine Art Heiz- und Kühlsystem, das wegen seiner Vielseitigkeit und Effizienz beliebt ist. Sie unterscheiden sich von herkömmlichen Klimaanlagen, und der Begriff „Wärmepumpe“ wird manchmal als Sammelbegriff für mehrere Arten von HLK-Systemen verwendet. In diesem Beitrag möchten wir Fragen wie diese beantworten:

F. Was ist eine Wärmepumpe?

Eine Wärmepumpe ist eine bewährte und hocheffiziente, elektrisch betriebene Technologie, die zum Heizen und Kühlen von Räumen, zur Warmwasserbereitung und zum Trocknen von Kleidung verwendet wird. Wärmepumpen verwenden Kühlmittel und eine Technologie, die der einer herkömmlichen Klimaanlage sehr ähnlich ist. Im Gegensatz zu Klimaanlagen können Wärmepumpen jedoch auch verschiedene Arten der Beheizung Ihres Hauses ermöglichen.

F: Welche unterschiedlichen Arten von Wärmepumpengeräten und -anlagen werden in Haushalten verwendet?

A. Wärmepumpen werden in Haushalten am häufigsten zum Heizen und Kühlen von Räumen sowie zur Warmwasserbereitung eingesetzt. Die am häufigsten zum Heizen und Kühlen von Räumen (manchmal auch „Raumklimatisierung“ genannt) verwendeten Wärmepumpen tauschen Wärme zwischen Innen- und Außenluft aus und werden als „Luftquellen-“ oder „Luft-Luft“-Systeme bezeichnet. Warmwasserbereiter mit Wärmepumpe werden als „Luft-Wasser“-Systeme bezeichnet und separat installiert, um Wasser für Duschen und Waschbecken zu erhitzen, genau wie herkömmliche Warmwasserbereiter. Geothermie-Wärmepumpen zur Raumklimatisierung (siehe Einzelheiten unten) sind „Wasser-Luft“- oder „Wasser-Wasser“-Systeme. Schließlich wird die Wärmepumpentechnologie auch in Wäschetrocknern verwendet.

F. Was sind die Vorteile von Wärmepumpen?

A. Im Gegensatz zu Systemen, die Gas verbrennen, um Wärme zu erzeugen, setzen Wärmepumpen während des Betriebs keine Treibhausgase in die Atmosphäre frei. Wärmepumpen können mit Strom betrieben werden, der von Solaranlagen auf Dächern oder Versorgungsquellen erzeugt wird. Abhängig von der Effizienz Ihres aktuellen Systems und davon, ob Sie auch Leitungsverbesserungen und andere Abdichtungsmaßnahmen durchführen, wird Ihre jährliche Stromrechnung mit einem Wärmepumpensystem wahrscheinlich niedriger ausfallen. Der praktischste Ansatz besteht darin, alte Systeme, die ausfallgefährdet sind, durch im Allgemeinen effizientere Wärmepumpensysteme zu ersetzen. Die Projektkosten sollten etwa 600 bis 2,700 US-Dollar niedriger sein, wenn sowohl eine Klimaanlage als auch ein Heizkessel durch eine Wärmepumpe ersetzt werden, anstatt durch eine neue Klimaanlage und einen neuen Heizkessel. Diese Kosten wurden über eine Reihe von Effizienzen und Größen gemittelt und aus Kostenschätzungshandbüchern und einer Umfrage unter Auftragnehmern abgeleitet.

F. Gibt es Anreize für Wärmepumpen?

A. Ja! Im Yolo County ermöglicht das neue TECH Clean California-Programm teilnehmenden Vertragspartnern Rabatte zwischen 3000 und 4800 US-Dollar für Raumklima-Wärmepumpen, abhängig von den Brennstoffen und der Effizienz der vorhandenen Systeme, plus zusätzliche Rabatte, wenn die Abdichtung der Kanäle und detaillierte Größenberechnungen durchgeführt werden. Außerdem sind Rabatte von bis zu 3800 US-Dollar für Warmwasserbereiter mit Wärmepumpe verfügbar, die von Klempnern installiert werden können, und für Mehrfamilienhäuser gibt es zusätzliche 2800 US-Dollar für erforderliche Upgrades der Schalttafel. Ähnliche Rabatte werden für Mehrfamilienhäuser gewährt. Suchen Sie auf der Website des TECH-Programms nach teilnehmenden Vertragspartnern.

Die neuen Anreize des TECH-Programms sind so konzipiert, dass sie mit den bestehenden Komfortabler Wohnrabatt Programm von PG&E, auf dessen Website beide Rabatte nebeneinander angezeigt werden.

F. Warum sollte ich jetzt den Austausch meiner vorhandenen Systeme durch Wärmepumpen planen?

A. Wenn Sie auf einen Ausfall warten, brauchen Sie wahrscheinlich schnell ein neues System, sodass Ihnen keine Zeit bleibt, die für Sie richtige Wärmepumpe auszuwählen. Wenn Ihre Klimaanlage älter als 15 Jahre ist oder insbesondere ausfällt, können Sie sich in einer dringenden Situation stressige Entscheidungen ersparen, indem Sie jetzt drei Angebote von teilnehmenden Auftragnehmern einholen. Außerdem waren die Anreize nie besser: Das TECH-Programm soll im Dezember 2025 enden (das Comfortable Home-Programm, das einen viel kleineren Teil der Anreize ausmacht, wird jährlich erneuert).

F: Gibt es noch andere Dinge, die ich berücksichtigen sollte?

A. Absolut! Besonders wenn Sie in einem älteren Haus wohnen und die Leitungen auf dem Dachboden liegen, sollten Sie ernsthaft in Erwägung ziehen, die Deckenisolierung zu entfernen, Luftlecks in der Decke abzudichten und die Leitungen durch neue zu ersetzen, die mindestens mit R-6 isoliert sind. Die Leitungen sollten so installiert werden, dass sie auf dem Dachbodenboden aufliegen. Dann kann eine neue R-49-Isolierung (oder besser) auf die Leitungen geblasen werden, um zusätzliche Isolierung zu bieten. Die Leitungswege können auch gekürzt werden, um die Oberfläche und die Wärmeverluste zu verringern. Und schließlich sollte die neue Wärmepumpe nicht das gleiche System wie zuvor installieren, sondern so dimensioniert werden, dass die geringere Heiz- und Kühllast sowie die geringeren Leitungsverluste berücksichtigt werden. Dies sind die wichtigsten Dinge, die Sie tun können, um den Energieverbrauch und die jährlichen Kosten Ihres Hauses zu senken und den Komfort zu verbessern.

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

A. Ja. Die meisten Einfamilienhäuser haben ein „zentrales“ Heiz- und Kühlsystem, das jeden Raum über Kanäle versorgt, die Luft durch Register leiten. Sowohl herkömmliche Systeme als auch Wärmepumpensysteme können Kanäle verwenden, aber im letzten Jahrzehnt sind auch „Mini-Split“- oder „kanallose“ Wärmepumpen üblich geworden. Mini-Splits haben eine geringere Heiz- und Kühlleistung als zentrale, kanalisierte Wärmepumpensysteme und versorgen normalerweise nur ein oder zwei Räume, die aus verschiedenen Gründen mit einem zentralen Kanalsystem sonst nur schwer zu heizen oder zu kühlen sind. Mini-Split-Wärmepumpen mit an der Wand oder Decke montierten „Köpfen“ sind in der Regel effizienter. Die meisten Häuser benötigen jedoch 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 funktionieren Mini-Splits nach denselben Prinzipien wie Wärmepumpen und sind ebenfalls für ähnliche Rabatte berechtigt.

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

A. Wenn die Temperaturen sich dem Gefrierpunkt nähern, können „Luftwärmepumpen“ weniger effizient sein, da sie eine Pause einlegen müssen, um die Außenspule abzutauen (indem sie den Zyklus umkehren und kurz in den Kühlmodus wechseln, um das Eis von der Spule zu schmelzen). Ein Ansatz zur Überwindung dieser Einschränkung sind Hybrid- oder Dual-Fuel-Systeme. Hybrid- oder Dual-Fuel-Systeme umfassen einen Erdgasofen, um Zeiten abzudecken, in denen Wärmepumpen nicht schnell oder effizient ausreichend heizen können (an kälteren Tagen oder nach einem nächtlichen oder Urlaubsrückschlag). Hybridsysteme können Personen, die zögern, vollständig auf Erdgas zu verzichten, ein beruhigendes Gefühl geben.

F: Was kostet es, wenn ich meine Stromversorgung modernisieren muss?

A. Bei Häusern, die vor 1990 gebaut wurden, kann eine Erhöhung der elektrischen Versorgungskapazität erforderlich sein, um die zusätzliche Last von Wärmepumpensystemen zu bewältigen. Wenn Ihr vorhandener Schaltschrank mit wenigen Ausnahmen eine Nennleistung von 200 Ampere oder mehr hat, sollte er ein Wärmepumpen-Heiz- und Kühlsystem, einen Wärmepumpen-Warmwasserbereiter und ein Ladegerät für Elektrofahrzeuge unterstützen. Die Kosten für die Aufrüstung der elektrischen Versorgung betragen durchschnittlich etwa 3,000 US-Dollar. Bei älteren Häusern mit Oberleitungen oder bei neueren Häusern mit unterirdischer Versorgung und durch Rohrleitungen verlaufenden Kabeln sind die Kosten relativ gering. Die Kosten für die Aufrüstung der Versorgung sind dort am höchsten, wo die Kabel direkt vergraben sind und neue Rohrleitungen und Kabel installiert werden müssen.

F. Benötige ich elektrische Widerstands-Heizstreifen als Teil meines Wärmepumpensystems?

A. Heizstreifen sind eine weniger effiziente Zusatzheizung, die manchmal von Bauunternehmern installiert wird, um bei sehr kaltem Wetter (und während der Abtauzyklen von Wärmepumpen) zusätzliche Wärme zu liefern. Einige Bauunternehmer glauben, dass Heizstreifen in unserem Klima nicht erforderlich sind, wenn die Systeme richtig ausgelegt sind und genaue Lastberechnungen durchgeführt werden und insbesondere wenn die Leitungen in klimatisierten Räumen oder gut abgedichtet und gut isoliert auf dem Dachboden verlaufen. Mini-Split-Wärmepumpen mit Kompressoren mit variabler Geschwindigkeit verwenden keine Heizstreifen. Heizstreifen erfordern außerdem einen eigenen 240-V-Stromkreis, was die Kosten erhöht.

F: Ich baue ein neues Haus. Welche Art von Heizsystemen sollte ich in Betracht ziehen?

A. Aus der Perspektive der Reduzierung von Treibhausgasemissionen sind elektrisch betriebene Raumklimaanlagen und Warmwasserbereitung die einzigen Alternativen. Die Installation einer vollelektrischen Anlage mit Wärmepumpen und Induktionskochfeldern ist teurer, aber bei Neubauten werden diese Kosten durch den Wegfall der Kosten für die Installation von Gasleitungen ausgeglichen. Außerdem entfallen laufende Gaskosten, unabhängig davon, ob Gas verbraucht wird oder nicht. Da in Kalifornien bei Neubauten Solaranlagen auf dem Dach installiert werden müssen, wird die Stromerzeugung vor Ort wahrscheinlich die Betriebskosten senken.

F. Wie funktionieren Wärmepumpen?

A. So wie Wasser aufgrund der Schwerkraft bergab fließt, fließt „heiß“ aufgrund thermodynamischer Kräfte natürlicherweise zu „kalt“. Und so wie Elektrizität eine Wasserpumpe antreiben kann, um Wasser bergauf zu pumpen, kann sie auch verwendet werden, um Wärme mithilfe des Kühlkreislaufs von kalt nach heiß zu bewegen. Kühlschränke und Klimaanlagen beispielsweise entnehmen Wärme aus einem isolierten Gehäuse und „pumpen“ sie in die Umgebung. Wärmepumpen können in beide Richtungen arbeiten, d. h. sie können Wärme von drinnen nach draußen (Kühlung) und von draußen nach drinnen (Heizung) transportieren.

Zur Kühlung komprimiert ein Kompressor im „Kondensator“ im Außenbereich das Kältemittelgas und erhöht so dessen Temperatur. Das heiße Gas wird gekühlt und zu einer Flüssigkeit kondensiert, indem es durch eine lüftergekühlte Spule im Kondensator geleitet wird. Die gekühlte Flüssigkeit wird zu einer weiteren Spule im Innenluftbehandlungsgerät geleitet, wo sie durch ein Expansionsgerät strömt. Während sich das Kältemittel wieder in einen gasförmigen Zustand verwandelt, nimmt es Wärme aus der Spule auf. Zur Erwärmung wird der Prozess umgekehrt und das Kältemittel wird in der Innenspule kondensiert, wo es Wärme abgibt, und die Flüssigkeit dehnt sich in der Außenspule aus, wo sie Wärme aus der Außenluft zieht.

Die Referenz ist von Cool David, danke!