Med en värmepump kan du direkt tappa geotermisk energi eller energin i grundvattnet och i luften. I framtiden kan värmepumpen helt ersätta konventionell uppvärmning. Men hur fungerar värmepumpens teknik? Vi förklarar det.
Värmepumpar fungerar faktiskt som ett inverterat kylskåp: Medan kylskåpet leder värmen från inredningen till utsidan suger värmepumpen energi från luften, marken eller vattnet, tar den till en användbar energinivå och matar in den i värmekretsen.
I värmepumpens värmesystem kommer 75 procent av energin från miljön. Endast enheten kräver elektrisk ström. Tack vare användningen av fri miljövärme och låg energiförbrukning betalar värmepumpar sig själva efter bara några år. Dessutom har värmepumpen ett mycket positivt ekologiskt betyg på grund av den höga andelen förnybar miljövärme.
Effektivitet hos värmepumpar
Bra 75 procent av den använda energin kommer från omgivningen, medan värmepumpen hämtar återstående fjärdedel av drivenheten från elnätet. Hur mycket el det faktiskt behöver beror på temperaturskillnaden mellan värmekällan och värme- och servicevattnet. Ju mindre skillnad desto effektivare är pumpen. Det fungerar särskilt bra i kombination med ytvärmesystem som fungerar vid låg temperatur.
Den årliga prestandafaktorn (JAZ) är avgörande för värmepumpens effektivitet. Den anger förhållandet mellan den tillförda värmen och mängden el som används. Så att de högre anskaffningskostnaderna för värmepumpar jämfört med kondenspannor lönar sig alls, bör JAZ för en värmepump vara större än 2,6. Ju högre antal, desto bättre: pumpar med en JAZ på 3,5 är ekologiskt effektiva. Detta innebär att en kilowattimme (kWh) el och 2,5 kWh miljövärme producerar 3,5 kWh värme för uppvärmning och hushållsvatten. Årliga resultat mellan 2.3 och 3.9 är realistiska. När du installerar värmepumpen måste du installera en värmemätare så att du själv kan beräkna den årliga prestandafaktorn. Monovalenta värmepumpar levererar bara Your-Best-Home.net.Om det finns en andra värmegenerator eller en elektrisk värmestav som stöder pumpen under bröllop, talar vi om tvåvärda system.
Användningsstället påverkar typen av värmepump
En värmepump kan absorbera energi från jorden, luften och vattnet. När det gäller ett islager används alla tre värmekällor till och med för att generera energi.
En luft-till-vatten-värmepump är den billigaste jämfört med andra värmepumpar, men den erbjuder också andra fördelar: Den är snabb att installera, kräver lite utrymme och kan installeras när som helst utan officiellt godkännande.
En köldbärare-till-vatten-värmepump fungerar mycket effektivt tack vare de höga utgångstemperaturerna som ständigt fördelas över året och genererar högre finansieringsbelopp. Energin kan erhållas här på två sätt - via geotermiska sonder eller geotermiska samlare. Energiproduktion med hjälp av sonder har fördelen framför samlare att de inte kräver mycket utrymme och kan användas för kylning på sommaren. Geotermiska samlare, å andra sidan, läggs under det övre lagret, nästan som golvvärme, och kräver därför mer utrymme. Hus med trädgård är perfekta här. Lite mer utrymme måste också planeras för isbutiken, eftersom den består av en cistern cirka fyra meter under ytan. Fördelen med isbutiken är att även fryst vatten fortfarande ger energi.
I värmepumpens värmesystem kommer 75 procent av energin från miljön.
Energi från isen
En isförvaringsvärmare kan hämta den fria energin från jorden, luften och vattnet. Det viktigaste är dock isbanken. Inget tillstånd krävs för montering. En isbank består av en betongcistern fylld med vatten som är begravd i marken. I cisternen finns stora spiraler gjorda av rör. De läggs på ett sådant sätt att vattnet kan frysa inifrån och ut och delas upp i extraktionsvärmeväxlare och regenereringsvärmeväxlare. Extraktionsvärmeväxlarna extraherar energin från vattnet och leder den till värmepumpen. Här komprimeras energin och matas sedan in i värmekretsen. På grund av vattnets energi fryser det gradvis. Nu spelar regenereringsvärmeväxlarna in. De förser cisternen med värme igen och vattnet tinas igen.Cisternen använder också andra funktioner för att tina snabbare: Den använder den omgivande jordens värme. När vattnet i cisternen har flytit igen kan hela processen starta om igen.
Det speciella med ett islager är inte bara i upprepningen av energiabsorption och -uteffekt utan i användningen av så kallad kristallisationsenergi. När det fysiska tillståndet förändras - flytande vatten till is - frigörs så mycket energi som är nödvändigt för att värma en liter vatten till 80 grader Celsius.
Geotermisk energi via geotermiska sonder
Förmodligen den största fördelen med geotermiska sonder är deras mycket små fotavtryck. En sond har en diameter som knappast är större än en CD. Du behöver bara planera lite plats för borrningen, eftersom stora borrfordon används för att borra tio meter djupt för energin. När energin har hittats sätts dubbla U-rör av plast in i borrhålen och förseglas med speciell betong. En frostskyddad vätska, kallad saltlösning, cirkuleras i dessa rör med hjälp av en cirkulationspump. Saltlösningen absorberar den energi som lagras i jorden och överför den till geotermisk pump. En förångare ändrar aggregationstillståndet till gasform. Genom en kompressionsprocess komprimeras gasen nu så länge somtills den har nått den temperatur som krävs för att använda värmesystemet. Nu flyter gasen igen och släpps ut i värmekretsen. En sond levererar i genomsnitt 30 till 50 watt per meter djup.
Utvecklingskostnader: cirka 7 000 euro
värmepump: i genomsnitt 8 000
euro elkostnader per år: 400 euro
JAZ: 3,82
Geotermisk energi via geotermiska samlare
Geotermiska samlare är ett bra substitut för geotermiska sonder eftersom de inte kräver officiellt godkännande. De är också hållbara och kan kombineras med solvärme. Geotermiska samlare är plana system för utnyttjande av geotermisk energi som läggs under jordytan på ett till två meters djup - beroende på region och frostlinje. Det finns spiralsamlare, ytsamlare, dikeuppsamlare och geotermiska korgar. De består av plaströr som är två till fyra centimeter tjocka, beroende på markens natur, läggningens djup och uppvärmningskravet. Saltlösning cirkulerar också i geotermiska samlare, som absorberar energi från jorden och överför den till värmepumpen för kompression. En geotermisk samlare levererar mellan tio och 25 watt per kvadratmeter.
Utvecklingskostnader: cirka 3000 euro (för självstyrda jordarbeten)
Värmepump: i genomsnitt 8 000 euro
elkostnader per år: 450 euro
JAZ: 3,82
Energi från vattnet
Grundvattnet har en temperatur på tio grader Celsius året om från ett djup av tio meter och kan därför användas som energikälla för en värmepump. Tyvärr är det inte möjligt att använda denna energikälla överallt, eftersom grundvattnet inte alltid finns i en lämplig kvalitet - för mycket järn eller mangan - och i överflöd. Du kan få information om detta från den ansvariga vattenmyndigheten, elleverantören eller genom en vattenanalys. Två brunnar krävs för att driva en värmepump. En så kallad leveransbrunn som transporterar vattnet uppåt och en absorptionsbrunn som återför vattnet. Dessa brunnar bör grävas på tio meters avstånd och enligt myndigheterna vara på samma djup.En värmepump som drivs av en brunn levererar tio kilowatt el med två kubikmeter vatten.
Utvecklingskostnader: cirka 5 000 euro
värmepump: cirka 8 000 euro
elkostnader per år: 360 euro
årlig prestandafaktor (JAZ): 4,25
Energi från luften
Det som är bra med luften är att den alltid finns och är gratis. Anskaffningskostnaderna för en luft-till-vatten-värmepump är låga och inget tillstånd krävs. Energiutbytet är lägre än med alternativ. För att generera tio kilowatt el behöver du 4000 kubikmeter luft per timme. Du kan använda luft-till-vatten-värmepumpen för att kyla ditt hus på sommaren. Du behöver dock ett andra värmesystem för att garantera värmetillförseln även när utetemperaturen är låg. Under drift suger en fläkt in luft från omgivningen och vidarebefordrar den till förångaren. Här komprimeras den tills önskad temperatur för uppvärmning eller uppvärmning av vattnet uppnås.
Utvecklingskostnader: cirka 250 euro.
Värmepump: i genomsnitt 10 000 euro
Elkostnader per år: 600 euro
JAZ: 3,32
Grundvattnet har en temperatur på tio grader Celsius året runt från ett djup av tio meter.
"Varm luft" är ett främmande ord
Av alla värmepumpar är värmepumpar med luftkälla de billigaste. Enheterna är tekniskt mogna, enkla att installera och blir därför mer och mer intressanta för husägare. Luftvärmepumpar blir allt populärare som värmesystem och för beredning av varmvatten i enfamiljshus. Och det både när man bygger nya bostäder och när man moderniserar värmesystem. Luftvärmepumpen är nu det bästsäljande värmepumpsystemet i Tyskland. Men vad är hemligheten med framgången med luftvärmepumpar? Vad kan dessa enheter göra? Vad kostar de Och vilken vägledning finns det för husägare när de köper en luftvärmepump? Vi vill driva dessa grundläggande frågor nedan.
Potentialen för luftvärmepumpar
Luftvärmepumpar finns i olika utföranden. I den så kallade monoblockskonstruktionen kan enheterna ställas in antingen ute i trädgården eller inne i källaren i ett hörn av huset. Alternativt finns det luftvärmepumpar i delad design (delade värmepumpar), där en del av enheten är i källaren eller tvättstugan och den andra delen är utomhus, vanligtvis direkt på husväggen. Dessa enheter är betydligt billigare än monoblocksenheter, vilket kan förklara deras stora popularitet och den starka tillväxten under det senaste.
För det tredje faller värmepumpar för hushållsvatten i kategorin luftvärmepumpar. Dessa enheter kan dock inte användas för korrekt uppvärmning; de värmer bara vattnet till kök och badrum. Traditionell centralvärme som gas eller olja används fortfarande för uppvärmning. Den oanvända spillvärmen från dessa pannor och andra elektriska hushållsapparater som tvättmaskiner eller frysar fångas upp av hushållsvattenvärmepumpen via frånluften och värmer därmed dricksvattnet. Den hittar sin plats i pannrummet eller tvättstugan och är ett praktiskt exempel på hur energieffektiviteten i hemmet kan ökas.
Gemensamt för alla tre enheter är att de extraherar värme från den omgivande luften och släpper ut den i vatten, som förvaras i en dricksvattentank, en buffertlagringstank eller en kombinerad lagringstank för uppvärmning och dricksvatten. Monoblock och delade enheter extraherar värme från utomhusluften, medan hushållsvattenenheter extraherar värme från rumsluften. Därför kallas luftvärmepumpar strängt taget luft / vattenvärmepumpar (värmekälla / värmeöverföringsmedium). Alternativt finns det också luft-till-luft-värmepumpar som släpper ut energin i utomhusluften direkt till rumsluften. Dessa enheter används i lågenergi- och passivhus, men har ännu inte inkluderats i Federal Associations statistik.
Uppvärmningseffekten för luftvärmepumpar
Om luftvärmepumpen extraherar värme från uteluften för uppvärmning uppstår frågan hur iskall luft kan användas för uppvärmning vid minus temperaturer. Detta beror på det faktum att det fysiskt sett inte finns något kallt utan bara temperaturskillnader baserat på absolut noll (-273,15 ° C / 0 Kelvin). Med hjälp av energi från den omgivande luften avdunstar en luftvärmepump ett köldmedium med en kokpunkt under -10 ° C. Därför räcker det även minus temperaturer för att avdunsta detta köldmedium och värma det med en luftvärmepump på vintern. Om utetemperaturen sjunker under kokpunkten slås ett elvärmeelement på.
Det gasformiga köldmediet komprimeras sedan med en kompressor och bringas till en högre temperatur (pumpas). Detta kräver el, vilket kommer att spela en central roll i det följande. Den erhållna värmen överförs till vatten via en värmeväxlare. Gasen försvinner igen, slappnar av och cykeln börjar igen.
Med denna tekniska princip uppnår luftvärmepumpar en värmeeffekt på upp till 20 kW (topp upp till cirka 50 kW) och framledningstemperaturer på upp till cirka 60 ° C, vilket är tillräckligt för ett enfamiljshus. Som tumregel säger man att en luftvärmepump måste cirkulera cirka 400 kubikmeter luft per timme i en kW. Värmeeffekten från en luftvärmepump beror på hur "kall" värmekällan (utomhusluft) är och hur "varm" värmeöverföringsmediet (vatten för uppvärmning, kök och badrum) ska vara. Det är här den ovannämnda strömmen spelar in. Ju större denna temperaturskillnad (stroke) desto mer elektricitet förbrukar luftvärmepumpens kompressor för att komprimera värmen som erhållits från omgivningen till önskad temperaturnivå.Värmeeffekten för luftvärmepumpar specificeras därför i enlighet med EN 14511 i förhållandet 2 ° C lufttemperatur till 35 ° C framledningstemperatur.
Det så kallade COP-värdet (Coefficient of Performance) visar hur mycket el värmepumpsenheten förbrukar. För husägare är detta ett mycket bra jämförelsevärde för prestanda hos olika enheter och tillverkare. Det är mellan 3,0 och 4,4 mellan tillverkare och enheter och anges också i temperaturförhållandet 2 ° C lufttemperatur till 35 ° C framledningstemperatur. Ju högre COP-värde desto effektivare är luftkällans värmepump. Ett COP-värde på 3,7 med en värmeeffekt på 9,5 kW innebär att luftkällans värmepump från 1 del el (2,56 kW) och 2,7 delar miljöenergi (6,94 kW) 3,7 delar värmeeffekt (9, 50 kW).
COP-värdet mäts under laboratorieförhållanden och återspeglar endast värmepumpsenhetens prestanda. I praktiken uppnår luftvärmepumpar något lägre värden. Den verkliga effektiviteten i den dagliga driften ges därför som den årliga prestationsfaktorn (JAZ). Ett långvarigt test av Fraunhofer ISE har visat att luftvärmepumpar uppnår en JAZ på 2,9 i nya byggnader och en JAZ på 2,6 i befintliga byggnader.
För husägare utgör detta nummerspel utmaningen att hålla framledningstemperaturen i huset så låg som möjligt. Energibesparing möjliggör till exempel användning av lågtemperaturradiatorer, golvvärme eller radiatorer med stor yta samt god värmeisolering av huset.
Husägare kan dämpa anskaffningskostnaderna för en luftvärmepump med finansiering från Federal Office of Economics and Export Control (BAFA).
Kostnaden för luftvärmepumpar
Prisintervallet för luftvärmepumpar är enormt beroende på enhetens design och värmekapacitet och hur enheten kan placeras på plats. För din första inriktning har vi sammanställt enhetspriserna för två stora tyska tillverkare av luftvärmepumpar från deras nuvarande prislistor.
- Värmepumpar för hushållsvatten: 2500 € - 3100 €
- Delade värmepumpar från 3 kW till 13 kW: 4000 € - 9000 €
- Luft / vatten värmepumpar för inomhusinstallation:
- upp till 12 kW: 8500 € - 11.000 €
- 12kW till 18kW: 12.000 € - 16.000 € - Luft / vatten värmepumpar för utomhusinstallation:
- upp till 10kW: 7.000 € till 11.000 €
- komplett paket upp till 10kW inklusive varmvatten och buffertlagring: 12.000 € -
16.000 € - - 10 till 18 kW: 12.000 € - 25.000 €
Ett ytterst bindande erbjudande inklusive kostnader för installation och alla tillbehör kan endast lämnas in av ett specialföretag efter en inspektion på plats, men du kan också använda följande värmepumpskalkylatorer för en snabb jämförelse. Till exempel kostar köldmedieledningar för delade värmepumpar cirka 500 euro per 25 meter. Husägare kan ingå specialavgifter för el från sin lokala basleverantör.
Värmepumpskalkylator
Subventioner för en luftvärmepump
Husägare kan dämpa anskaffningskostnaderna för en luftvärmepump något med finansiering från Federal Office of Economics and Export Control (BAFA). Grundbidraget är minst 1500 euro. Från och med den 1 januari 2018 måste finansiering sökas innan åtgärden genomförs och inte efteråt. Förutsättningen är dock att luftvärmepumpen används för uppvärmning och varmvattenberedning, inte bara för vattenberedning. Luft / luft värmepumpar är också undantagna från finansiering. BAFA har sammanställt en lista över alla luftkällvärmepumpar som är berättigade till finansiering på sin webbplats.
Den federala regeringen subventionerar installationen av effektiva värmepumpar. För system i nya byggnader får byggaren tio euro för varje uppvärmd kvadratmeter bostadsyta upp till en övre gräns på 2000 euro. Det finns till och med 20 euro per kvadratmeter bostadsyta för att konvertera gamla värmesystem till värmepumpar, med högst 3000 euro.
Godkännande för luftvärmepumpar
Som ett sista tips bör byggare hålla sig till två godkännandetätningar om de är intresserade av en luftkällvärmepump: EHPA-godkännandestämpeln från den europeiska värmepumpföreningen definierar enhetliga kvalitetsstandarder för tillverkare av värmepumpar. EUCERT-certifieringen från samma organisation identifierar EU-certifierade värmepumpinstallatörer.