Heat pumps for the use of environmental energy

Heat Pumps WP Max and WP Grid

Efficient use of environmental energy as stand-alone system (Max) or district heating system (Grid)

Heat pumps are a well-engineered technology. They pay off when the cost ratio of the electricity used to other energy sources is favourable. No other heat generator receives such a high energy rating as the heat pump as a "stand alone" device. The heat pump uses at least 75% of environmental energy from the earth, air or water available free of charge. Only 25% is supplied in the form of electricity to operate the heat pump. Nowadays, this can easily be done with "green electricity" from renewable energy sources. This means that the consumer not only saves environmentally conscious energy, but also cash money. The user of a heat pump is also more independent of fossil, finite energy sources and the associated volatile price development. ratiotherm manufactures the heat pumps for use as air-to-water, brine-to-water or water-to-water heat pumps itself. A quality product: "Made in Germany".

Convince yourself

Our reliable products from this sector
Technical progress by ratiotherm
To increase the efficiency of heat pumps
  • Inverter-Technology

    Flex by ratiotherm

    The heat pump as heating and cooling system must be designed correctly for smooth and long operation. The heat pump's performance is subject to a wide variety of requirements due to its operation in summer and winter. For higher power requirements, several heat pumps are often connected in cascades in order to meet the different requirements (heating, cooling, hot water preparation). In the small and medium output range, inverter technology is increasingly gaining acceptance. ratiotherm set a development focus here years ago and is equipping more and more models with this technology.


    By using an inverter, the output of the heat pump adapts to the actual and current heating or cooling demand. This guarantees uniform, energy-efficient and gentle operation of the heat pump.


    The inverter-controlled DC compressors are among the most efficient compressors on the market and are currently state of the art. They have advantages due to their wide range of applications and also convince in the partial load range with very high coefficients of performance. State-of-the-art control technology ensures exact monitoring of the heat pump's operating limits. The control always aims at balancing the requirements as quickly as possible with 100% of the available capacities. A limitation of the maximum output is also possible in order to meet the heating requirements of the building at any time. At ratiotherm, the abbreviation Flex is found in the product names of the individual heat pump series when efficient inverter technology is used.


The basic properties of this technology allow not only efficient heat generation but also very effective cooling. Heat pumps from ratiotherm are the preferred choice where, in addition to standard applications, special applications and an integrated system solution are required.


The following important aspects also speak in favour of this type of heat generation:

  • Learn More

    Low emission values

    Of course, the environmental friendliness of the heat pump technology is in the foreground. But why is a heat pump friendly to the environment at all? Heat pumps use the solar energy stored in air, water or soil to bring it to a temperature level required for heating purposes with the help of a heat pump. Of this additional energy, however, only a quarter is needed to generate 100 percent heating power - maximum efficiency. In addition, heat pumps themselves do not cause any emissions during operation, since they are not dependent on a combustion process, such as gas or oil heating. The more electricity is generated from renewable sources, the greater the CO2 savings.

    Low heating costs

    Since the heat pump requires only a small amount of electricity to temper the heat extracted from air, water or soil to such an extent that it can be used for heating purposes, it has a significantly lower loss rate than oil or gas heaters. While part of the energy is lost during the combustion process, a heat pump can generate the required heating energy by a factor of up to 4 or even more! One part of electricity, for example, becomes four parts of heat. Even with rising electricity costs, a heat pump still works highly efficiently and is easy on the wallet in the long term.

     

    No chimney and no chimney sweeper

    Operators of a heat pump can save the costs for the chimney sweep. Regular sweeping and annual exhaust gas checks are no longer necessary as the operation of a heat pump is not based on the combustion principle. Heat pumps work with the aid of compression and no emissions are produced, which at the same time makes the chimney superfluous. Although existing buildings are usually equipped with a chimney, this is no longer required for the operation of a heat pump. In new buildings, this also saves the construction costs for the chimney.


    Value increase of the real estate

    Owners of residential real estate are increasingly confronted with the energy pass in the face of rentals and sales. Energy-efficient renovation and, last but not least, an efficient heating system are becoming increasingly important. For this point a heat pump is the conceivable solution. A renovation according to energy aspects with full thermal insulation quickly costs twice as much as the installation of a heat pump. The holistic view of the building envelope and efficient system technology is decisive at this point in order to assess the optimal mix of a renovation. The reduction of primary energy is also recorded in the energy pass. In times of high energy prices, this can be a valuable argument for renting or selling real estate with heat pumps and thus increase its value.

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Ratiotherm Wärmepumpen Lexikon

Infos zur Funktionsweise, Energiequellen und Förderungen

Nachfolgenden Erklärungen und Erläuterungen zum Thema Wärmepumpe und Technik der regenerativen Wärmeerzeugung wurden von unserem Effizienz-Experten Julian Kruck aus der Hausinternen  Wärmepumpen-Entwicklung verfasst. Sie erhalten technische Infos direkt vom Wärmepumpen-Hersteller ratiotherm.


FAQ zum Heizen mit Wärmepumpe:

Was ist eine Wärmepumpe?

 

Wärmepumpen wandeln die in Erdreich, Wasser und Luft gespeicherte Energie in nutzbare Heizwärme um. Diese gespeicherte Energie ist regenerativ und ist dank der Sonne fortwährend vorhanden.

 

Kombiniert man eine Pumpe mit einem Puffer- oder Brauchwasserspeicher, hat man ein vollständig regeneratives Heizsystem inklusive der komfortablen und effizienten Warmwasserbereitung.

 

Der Wärmepumpen-Hersteller ratiotherm bietet eine Reihe von innovativen und effizienten Produkten für die unterschiedlichsten Raum- und Platzangebote in Neubau und Bestand. All unsere Produkte sind Engineered und Made in Germany – für mehr Nachhaltigkeit und regionale Wertschöpfung.


Wie funktioniert eine Wärmepumpe?

 

Mit einer Wärmepumpe wird Umweltenergie in Wärme für Wohngebäude und Nichtwohngebäude umgewandelt. Dazu wird die vorhandene Wärme, die in Erdreich, Wasser, Umgebungsluft oder Abluft enthalten ist, zunächst über einen Wärmeübertrager bzw. Wärmetauscher (Verdampfer) dem im Kreislauf geführten Kältemittel zugeführt.

Das mit Wärmeenergie geladene Kältemittel bringt diese Energie mit Hilfe eines Verdichters auf ein höheres Temperaturniveau. Abschließend wird es über einen weiteren Wärmeübertrager (Kondensator) für das Heizsystem oder die Warmwasserbereitung nutzbar gemacht, indem das Kältemittel am Heizungswasser des Gebäudes abkühlt und dabei verflüssigt, dadurch die aufgenommene Energie ans Gebäude abgegeben.

 

Aufgabe des Verdichters: Die entzogene Umweltwärme wird an ein Kältemittel weitergegeben, welches bereits bei niedrigen Temperaturen verdampft.  Der Verdichter saugt das gasförmige Kältemittel an und komprimiert es. Dadurch erhöhen sich der Druck und die Temperatur des Dampfes.

Aufgabe des Verdampfers und Kondensators: diese beiden Bauteile dienen als Wärmetauscher und werden je nach genutztem Medium (Luft/Wasser/Sole) unterschiedlich ausgeführt und dimensioniert. Der Verdampfer entzieht der Quelle die Energie, der Kondensator gibt diese Energie nach der Verdichtung an den Heizkreis ab.

Aufgabe des Expansionsventils: Am Ende des Kreislaufes werden über das Expansionsventil die Drücke im System ausgeglichen und das Kältemittel ist wieder in der Lage, Energie am Verdampfer aufzunehmen.


Wie effizient ist eine Wärmepumpe?

Je nach Energiequelle können durch Wärmepumpen pro Anteil elektrischer Energie bis zu fünf Anteile Umweltenergie als Heizenergie bereitgestellt werden. Die zur Verfügung stehende Umweltenergie (in Form von Temperatur) von -20 °C bis +35 °C am Beispiel Luft muss auf ein für die Heizung bzw. Warmwasser nutzbares Temperaturniveau gebracht werden.

Die Wärmepumpe gehört derzeit zu den effizientesten Energieerzeugern die großtechnisch und zuverlässig verfügbar sind. Durch die stetige Zunahme von grünem Strom im Strommix, werden die geforderten Klimaziele im Gebäudesektor zunehmend erreichbar.


Welche Betriebsarten für Wärmepumenheizungen gibt es?

Monovalent

Hier ist die Wärmepumpe alleiniger Heizwärmeerzeuger im Gebäude. Diese Betriebsart ist bei herkömmlichen Pumpen für alle Niedertemperaturheizungen bis maximal 55°C Vorlauftemperaturen geeignet. Im Bereich der Hochtemperatur-Wärmepumpen kann ein monovalenter Betrieb auch für höhere Vorlauftemperaturen wirtschaftlich sein.

Monoenergetisch

Bei dieser Betriebsweise wird die Pumpe durch eine elektrische Zusatzheizung unterstützt. Dies ist vor allem bei Luft-Wasser-Wärmepumpen notwendig, um bei tieferen Außentemperaturen genügend Heizleistung zur Verfügung zu stellen. Während der Laufzeiten im Temperaturbereich oberhalb ca. -7°C arbeitet die Pumpe als alleiniger Wärmeerzeuger. Aus Investitions- und Effizienzsicht kann es Sinn machen, dass in den wenigen Stunden unterhalb dieser Temperatur die Zusatzheizung unterstützend eingesetzt wird.

Bivalent alternativ

 

Eine Wärmepumpe vom Hersteller liefert bis zu einer festgelegten Außentemperatur (z. B. +2 °C) die gesamte Heizwärme. Sinkt die Temperatur unter diesen Wert, schaltet sich die Pumpe ab und der zweite Wärmeerzeuger (meist fossil) übernimmt die Heizung. Häufig werden hierfür bestehende, ältere Heizsysteme eingesetzt – was deren Lebensdauer deutlich verlängert.

Bivalent parallel

Bis zu einer bestimmten Außentemperatur erzeugt allein die Wärmepumpe die notwendige Wärme. Bei niedrigeren Temperaturen schaltet sich der zweite Wärmeerzeuger parallel zu. Fällt die Außentemperatur unter die zweite Grenztemperatur, schaltet sich die Pumpe aus und der zweite Wärmeerzeuger übernimmt die gesamte Wärmeversorgung. Im Gegensatz zum bivalent-alternativen Betrieb ist der Anteil der Wärmepumpe an der Jahres-Heizleistung in solchen Systemen deutlich größer.


Welche Energiequellen nutzt eine Wärmepumpe?

Luft als Wärmequelle für Wärmepumpenheizungen

Von der Sonne erwärmte Luft ist nahezu unbegrenzt vorhanden. Wenn die meiste Heizwärme benötigt wird, in der Regel während der Wintermonate, ist die Wärmequelle Luft am kältesten. Moderne Wärmepumpen können aber selbst bei -20°C Außenluft noch genügend Energie für den Heizbetrieb und die Warmwasserbereitung entziehen. Ein besonderer Vorteil ist die einfache Installation einer Luft/Wasser Wärmepumpe, denn umfangreiche Erdarbeiten, Brunnenbohrungen und Genehmigungsverfahren, wie sie bei anderen Wärmepumpen-Typen nötig sind, entfallen bei Luft/Wasser Pumpen komplett.

Wasser als Wärmequelle für eine Wärmepumpenheizung

Grundwasser ist ein hervorragender Speicher für Sonnenenergie in Form von direkter Übertragung durch die Erwärmung des Erdreichs oder Wärmeeintrag in den Boden durch Regen. Selbst an kalten Wintertagen hält es eine konstante Temperatur von +6°C bis +15°C, je nach örtlichen Gegebenheiten. Durch das konstante und enge Temperaturfenster der Wärmequelle ist die Leistungszahl der Grundwasser-Wärmepumpe über das ganze Jahr sehr hoch. Grundwasser steht nicht überall in ausreichender und geeigneter Qualität zur Verfügung, in einigen Fällen kann schlechte Wasserqualität durch den Einsatz eines Zwischenkreises dennoch genutzt werden. Wenn die Nutzung von Grundwasser möglich ist, lohnt sich der Einsatz aber. Für die Wärmenutzung müssen ein Saugbrunnen und ein Schluckbrunnen gebaut werden. In Deutschland muss die Nutzung von Grundwasser durch die zuständige Behörde für Wasserrecht genehmigt werden.

 

Das Erdreich als Wärmequelle

In einer Tiefe von ca. 1,20 m bis 1,50 m bleibt auch in unseren Breiten das Erdreich an kalten Wintertagen warm genug, um die Pumpen wirtschaftlich und effizient betreiben zu können. So sind Sole/Wasser Wärmepumpen auch bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt keinen Leistungsschwankungen unterworfen. Sie nehmen die Erdwärme durch unterirdische Rohrleitungen auf, durch die ein Solegemisch auf umweltfreundlicher Basis fließt. Dieses Sole-Gemisch bleibt auch bei Temperaturen unter 0°C flüssig und  leitet die aufgenommene Wärme zum Verdampfer der Wärmepumpe weiter. Sole/Wasser Pumpen können Erdwärme auf unterschiedliche Art und Weise ernten.  Die benötige Wärmetauscherfläche (meist unisolierte Rohrleitungen) können mittels Tiefenbohrung angebracht oder horizontal in den Boden eingebracht werden. Die Erdbohrungen haben den Vorteil, dass sie nicht so viel Platz benötigen. Die horizontal verlegten Erdkollektoren benötigen hingegen ca. zwei- bis dreimal so viel unverbaute Grünfläche wie die zu beheizende Wohnfläche. Wenn Sie über ein genügend großes Grundstück verfügen, haben Sie jedoch eine unerschöpfliche Energiereserve und die idealen Voraussetzungen für eine Sole/Wasser Wärmepumpe. Zudem sind diese beinahe wartungsfrei.

 


Wärmepumpen-Vergleich - die richtige Pumpe finden

Es gibt Wärmepumpen in verschiedenen Betriebsarten und auch die Energiequellen sind unterschiedlich. In unserem Vergleich zeigen wir die jeweilige Form der Energiegewinnung, Aufstellungsorte und nötige Voraussetzungen und Maßnahmen auf.

Wärmequelle

Erdreich: Erdsonde 

Erdreich: Erdreichkollektor 

Grundwasser

Außenluft

 

Aufstellungsart

innen

innen

innen

innen oder außen

 

Anwendungsbereich

Gebäude mit geringem Platzangebot im Freien

Gebäude mit großem Platzangebot im Freien

Gebäude mit geringem Platzangebot (kein Wasserschutzgebiet)

Gebäude ohne oder mit kleinem Garten

 

Genehmigung benötigt?

ja

wasserrechtliche Anzeige notwendig

Genehmigung durch Wasserwirtschaftsamt

nein

 

Wartungsaufwand

nahezu wartungsfrei

nahezu wartungsfrei

gering

gering

 

Jahresarbeitszahl (JAZ)

ca. 4,5

ca. 4,5

mehr als 5

bis zu 4

 

Installationsaufwand und Anschaffungskosten

erhöht, vertikale Erdwärmesonden benötigt 

hoch, horizontal verlegte Rohrleitungen auf dem Gelände

erhöht, zwei Bohrungen für Saug- und Schluckbrunnen auf dem Gelände

gering, keine Bohrungen oder Erdarbeiten nötig

 


Die passende Lösung für Ihr Zuhause – Egal ob Sanierung oder Neubau

 

Eine Wärmepumpe vom Hersteller verfügt über eine hohe Effizienz und die Wärmeversorgung in den eigenen vier Wänden wird durch den Einsatz dieser Technik CO2-neutral. Diese Technologe ist aktuell das meist genutzte im Neubau, aber auch in der Sanierung steigen die Bestandzahlen. Doch welche Wärmepumpensysteme passen zu welchem Gebäudetyp?

 

Grundsätzlich gibt es kaum ein Gebäude, bei dem der Einsatz einer Pumpe nicht möglich wäre. Vom Neubau über energetisch sanierte oder auch teilsanierte Einfamilienhäuser bzw. Doppelhaushälften. Gerne beraten wir Sie hierzu!

Was unterscheidet eine innen von einer außen aufgestellten Pumpe?

Im Wesentlichen unterscheiden sich Wärmepumpen vom Aufstellungsort. Grundwasser- oder Erdreichgebundene Anlagen werden immer innen aufgestellt. Der große Vorteil ist, dass es hier keinerlei Lärmemissionen im Außenbereich gibt.

Bei Luft/Wasser Wärmepumpen gibt es Geräte bei denen im Außenbereich lediglich der Verdampfer platziert wird, alle weiteren Komponenten befinden sich im Inneren des Gebäudes. Diese Anlagen sind in der Regel deutlich leiser, als komplett im Außenbereich aufgestellte Anlagen, bei denen sich auch der komplette Kältekreis incl. Verdichter im freien befindet. Außen aufgestellte Geräte sind meistens die günstigere Lösung und sind vor allem in Neubauprojekten beliebt, da wenig Wohnraum für den Technikraum verschwendet werden muss. In eng bebauten Wohngebieten mit wenig Platz hat die Innenaufstellung einen klaren Vorteil durch ihre minimale Geräuschemission nach außen.

Wärmepumpen für den Neubau

Egal ob Plus-Energie-Haus, Passivhaus oder Niedrigenergiehaus – eine Wärmepumpe ist das Heizgerät Nummer 1 in diesen Gebäudetypen. Durch den sehr geringen Energiebedarf dieser modernen Gebäude machen andere Heizungssysteme häufig wenig Sinn, da die Anschlusskosten (z.B. ans Gasnetz) in vielen Fällen einfach zu teuer sind. Immer häufiger wird eine Kombination von Lüftungsanlage mit Wärmepumpe zur Rückgewinnung der Raumwärme eingesetzt.

Wärmepumpen in der Sanierung

Auch für die Sanierung von Bestandsgebäuden kann eine Pumpe zum Einsatz kommen. Hierbei ist darauf zu achten, das richtige Modell für das Bestandsgebäude zu wählen. Sofern das Gebäude bereits mit Flächenheizkörpern ausgestattet ist, stellt die Umstellung auf Wärmepumpenheizungen kein Problem dar. Sofern Radiatoren im Einsatz sind, bestehen grundsätzlich zwei Möglichkeiten für den Umstieg auf eine Wärmepumpe als Heizsystem. Zum einen kann ein Wärmepumpen-Typ gewählt werden, der Hochtemperatur-Wärme für die Heizkörper bereit stellen kann, zum anderen kann auch der Tausch der bestehenden Heizkörper gegen Modelle die für Niedertemperatur geeignet sind eine Möglichkeit darstellen. Durch das Entfernen von Öltanks im Falle einer Sanierung der Ölheizung gewinnen Sie einen neuen Raum im Haus dazu, dieser kann als Hobbyraum, Abstellraum oder Weinkeller genutzt werden – die Möglichkeiten sind vielfältig. Nebenbei schaffen Sie so den Umstieg von fossile auf erneuerbarer Heizwärme.


Infos zur Förderung

Wenn Sie sich für eine Wärmepumpe entscheiden, sollten Sie sich parallel um eine Förderung kümmern. Dies könnte eine Förderung nach der aktuellen BAFA-Förderungsein. Gerne beraten Sie unsere Experten  zu diesem Thema.


Was ist das Energielabel einer Pumpe?

Die Bewertung der Energieeffizienz eines Heizsystems erfolgt durch eine Einteilung in sieben Effizienzklassen. Hier gilt A+++ als beste Energieeffizienzklasse, wobei dieses Level aktuell ausschließlich durch Wärmepumpen erreicht werden kann.

Der Aufbau des Energielabels (Quelle BWP) sowie inhaltliche Aussagekraft des Labels stellt sich wie folgt dar. Ziel ist es, die Effizienz der Wärmepumpen untereinander Vergleichbar zu machen. Dabei werden Niedertemperatur und Hochtemperatur in der Effizienz verglichen. Zusätzlich findet sich ein Bereich der die Heizleistungen unter verschiedenen Rahmenbedingungen (Temperaturzonen unterschiedlicher Länder) vergleichbar macht. Ein weiteres wichtiges Kriterium für die Auswahl der richtigen Wärmepumpe vom Hersteller stellt die Angabe zu Schallemissionen im Innen-und Außenbereich dar.