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GTW-Akademie
Lernende mit Lehrstart 2021
Wie funktioniert eine Wärmepumpe? -
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Wärmepumpen – was macht diese Technologie effizient?
Die menschenverursachten Treibhausgasemissionen aus fossil betriebenen Heizungen die Öl oder Gas
verbrennen, sind ein wesentlicher Treiber des weltweiten Temperaturanstieges. Erneuerbare Heizsysteme, die
kein CO2 ausstossen, sind ein Teil der Lösung auf dem Weg zur Klimaneutralität. Neben Holzheizungen werden
beim Heizungsersatz sehr oft Wärmepumpen eingesetzt. Warum ist die Wärmepumpe effizient? von Michael
Casutt
Bereits im Jahre 1938 wurde die erste grössere Wärmepumpe zur Beheizung des Zürcher Rathauses in Betrieb
genommen. Als Wärmequelle diente das Wasser der Limmat. Die Gesetze der Thermodynamik gelten heute
noch. In einem geschlossenen Kreislauf wird das Temperaturniveau mittels eines Verdichters, der mit
elektrischer Energie betrieben wird, erhöht. Der Temperaturhub von der Quelltemperatur zur erforderlichen
Vorlauftemperatur der Heizung soll möglichst tief sein, das benötigt weniger Strom für den Verdichter und
macht die Wärmepumpe effizient.
Temperaturhub als Schlüssel zur Effizienz
Die Quelltemperatur soll möglichst hoch sein und ist je nach Bauart der Wärmepumpe unterschiedlich. Bei
einer Luft-Wasser-Wärmepumpe ist die Quelltemperatur gleich der Aussenlufttemperatur also in der kalten
Jahreszeit entsprechend tief. Wie der Name es schon sagt, entspricht bei der Erdsonden-Wärmepumpe oder
bei der Grundwasser-Wärmepumpe die Quelltemperatur der Temperatur im Erdreich, respektive derjenigen des
Grundwassers. Diese Technologie kann insbesondere an kalten Tagen mit einer höheren Quelltemperatur als
eine Luft-Wasser-Wärmepumpe arbeiten, was eine bessere Effizienz zur Folge hat.
Die zweite Temperatur zur Definition des Temperaturhubes ist die Vorlauftemperatur des Heizsystems. Beim
Neubau besteht der grosse Vorteil, dass die Vorlauftemperatur bei der Dimensionierung der Wärmeverteilung
möglichst tief gewählt werden kann, was einen kleinen Hub und damit eine grössere Energieeffizienz der
Wärmepumpe zur Folge hat. Beim Heizungsersatz in bestehenden Liegenschaften muss die Vorlauftemperatur
als gegeben angenommen werden, wobei Heizkörper, respektive Radiatoren im Vergleich zu einer
Fussbodenheizung eine wesentlich höhere Temperatur verlangen. Das bringt aufgrund des grösseren
Temperaturhubes einen ineffizienteren Betrieb der Wärmepumpe mit sich.
Welche Liegenschaften sind geeignet?
Die Entwicklung der Wärmepumpentechnologie wurde in den letzten Jahren unter Berücksichtigung der
thermodynamischen Gesetze ständig weiterentwickelt. Neue Gebäude mit einem geringen Energieverbrauch
und einer tiefen Vorlauftemperatur eignen sich bestens für den Einbau einer Wärmepumpe und ermöglichen
einen effizienten Betrieb dieser Heizung. In bestehenden Bauten soll nach Möglichkeit, vor dem Ersatz einer Öl-
oder Gasheizung durch eine Wärmepumpe, die Gebäudehülle (Fassade, Fenster und Dach) energetisch saniert
werden. Damit kann der Energieverbrauch wie auch die Vorlauftemperatur markant gesenkt werden, was sich
aufgrund des kleineren Temperaturhubes positiv in der Stromrechnung niederschlägt. An kalten Standorten ist
der effiziente Betrieb einer Luft-Wasser-Wärmepumpe nicht möglich und es empfiehlt sich eine Erdsonden-
Wärmepumpe.
