Wärmepumpen bieten eine energieeffiziente Alternative zu Öfen und Klimaanlagen für alle Klimazonen. Wie Ihr Kühlschrank verwenden Wärmepumpen Strom, um Wärme von einem kühlen Raum in einen warmen Raum zu übertragen, wodurch der kühle Raum kühler und der warme Raum wärmer wird. Während der Heizsaison transportieren Wärmepumpen Wärme von der kühlen Umgebung in Ihr warmes Haus. Während der Kühlsaison transportieren sie Wärme von Ihrem Haus nach draußen. Da sie Wärme übertragen, anstatt sie zu erzeugen, können Wärmepumpen effizient angenehme Temperaturen in Ihrem Zuhause bereitstellen.

Wärmepumpen mit Luftdurchführung 

Es gibt drei Haupttypen von Wärmepumpen, die über Kanäle miteinander verbunden sind: Luft-Luft-, Wasserquelle und Geothermie. Sie sammeln Wärme aus der Luft, dem Wasser oder dem Boden außerhalb Ihres Hauses und konzentrieren sie für den Innenraumgebrauch.

Luft-Luft-Wärmepumpen

Der gebräuchlichste Typ der Wärmepumpe ist die Luft-Luft-Wärmepumpe, die Wärme zwischen Ihrem Haus und der Außenluft überträgt. Moderne Wärmepumpen können Ihren Stromverbrauch für die Heizung um etwa 50 % im Vergleich zur elektrischen Widerstandsheizung wie Öfen und Heizkörper reduzieren. Hoch effiziente Wärmepumpen entfeuchten auch besser als herkömmliche zentrale Klimaanlagen, was zu geringerem Energieverbrauch und mehr Kühlkomfort in den Sommermonaten führt. Luft-Luft-Wärmepumpen werden seit vielen Jahren in nahezu allen Teilen der Vereinigten Staaten eingesetzt, aber bis vor Kurzem wurden sie nicht in Gebieten eingesetzt, die längere Zeiträume mit Frosttemperaturen erlebten. In den letzten Jahren hat sich die Technologie der Luft-Luft-Wärmepumpen jedoch so weit entwickelt, dass sie nun eine legitime Alternative zur Raumheizung in kälteren Regionen darstellt.

Luft-Luft-Wärmepumpen ohne Kanäle

Für Häuser ohne Kanäle sind luftdurchführbare Wärmepumpen auch in einer kanallosen Version erhältlich, die als Mini-Split-Wärmepumpe bezeichnet wird. Darüber hinaus erzeugt ein spezieller Typ von Luft-Luft-Wärmepumpe, der als „umgekehrte Zyklus-Kältemaschine“ bezeichnet wird, heißes und kaltes Wasser anstelle von Luft, was es ermöglicht, sie im Heizmodus mit Fußbodenheizungssystemen zu verwenden.

Geothermische Wärmepumpen

Geothermische (Erd- oder Wasserquelle) Wärmepumpen erzielen höhere Wirkungsgrade, indem sie Wärme zwischen Ihrem Haus und dem Boden oder einer nahegelegenen Wasserquelle übertragen. Obwohl sie teurer in der Installation sind, haben geothermische Wärmepumpen niedrige Betriebskosten, da sie von relativ konstanten Boden- oder Wassertemperaturen profitieren. Geothermische (oder erdgebundene) Wärmepumpen haben einige erhebliche Vorteile. Sie können den Energieverbrauch um 30 % bis 60 % reduzieren, die Luftfeuchtigkeit kontrollieren, sind robust und zuverlässig und passen in eine Vielzahl von Häusern. Ob eine geothermische Wärmepumpe für Sie geeignet ist, hängt von der Größe Ihres Grundstücks, dem Unterboden und der Landschaft ab. Erd- oder wasserquelle Wärmepumpen können in extremere Klimazonen als luftdurchführbare Wärmepumpen eingesetzt werden, und die Kundenzufriedenheit mit den Systemen ist sehr hoch.

Absorptionswärmepumpen

Ein relativ neuer Typ von Wärmepumpe für Wohnanlagen ist die Absorptionswärmepumpe (AHP), auch als gasbefeuerte Wärmepumpe bezeichnet. Absorptionswärmepumpen nutzen Wärme oder thermische Energie als ihre Energiequelle und können mit einer Vielzahl von Wärmequellen wie der Verbrennung von Erdgas, Dampf, solarbeheiztem Wasser, Luft oder geothermisch beheiztem Wasser betrieben werden, und sind daher anders als Kompressionswärmepumpen, die von mechanischer Energie angetrieben werden. AHPs sind komplexer und erfordern größere Einheiten im Vergleich zu Kompressionswärmepumpen. Der geringere Stromverbrauch solcher Wärmepumpen ist auf das Flüssigkeitspumpen zurückzuführen.

Anders als herkömmliche Verdichter, die nur mit voller Kapazität arbeiten können, ermöglichen zweistufige Verdichter es Wärmepumpen, nahe an der benötigten Heiz- oder Kühlkapazität bei jeder speziellen Außentemperatur zu arbeiten, wodurch Energie gespart wird, indem Ein- und Ausschalten und der Verschleiß des Verdichters reduziert werden. Zweistufige Wärmepumpen funktionieren auch gut mit Zonensteuerungssystemen. Zonensteuerungssysteme, die oft in größeren Häusern zu finden sind, verwenden automatische Klappen, um die Wärmepumpe dazu zu bringen, verschiedene Räume auf unterschiedlichen Temperaturen zu halten.

Einige Modelle von Wärmepumpen sind mit variabeldrehzahligen oder doppeldrehzahligen Motoren an ihren Innenlüftern (Gebläsen), Außenlüftern oder beiden ausgestattet. Die variabeldrehzahligen Steuerungen für diese Lüfter versuchen, die Luft in einer komfortablen Geschwindigkeit zu bewegen, um kühle Zugluft zu minimieren und elektrische Einsparungen zu maximieren. Es minimiert auch den Lärm durch das Gebläse, das mit voller Geschwindigkeit läuft.

Einige hoch effiziente Wärmepumpen sind mit einem Desuperheizer ausgestattet, der Abwärme aus dem Kühlmodus der Wärmepumpe zurückgewinnt und sie zum Erwärmen von Wasser verwendet. Eine mit einem Desuperheizer ausgestattete Wärmepumpe kann Wasser 2 bis 3 Mal effizienter erwärmen als ein gewöhnlicher elektrischer Warmwasserbereiter.

Eine weitere Neuerung in der Wärmepumpentechnologie ist der Scrollverdichter, der aus zwei spiralförmigen Scrollen besteht. Eine bleibt stationär, während sich die andere um sie herum bewegt und das Kältemittel in immer kleinere Bereiche drückt. Im Vergleich zu den typischen Kolbenverdichtern haben Scrollverdichter eine längere Betriebsdauer und sind leiser. Laut einigen Berichten bieten Wärmepumpen mit Scrollverdichtern im Heizmodus 10° bis 15°F (5,6° bis 8,3°C) wärmere Luft im Vergleich zu vorhandenen Wärmepumpen mit Kolbenverdichtern.

Obwohl die meisten Wärmepumpen elektrische Widerstandsheizungen als Backup für kaltes Wetter verwenden, können Wärmepumpen auch in Kombination mit einem Gasofen ausgestattet werden, der manchmal als Dual-Fuel- oder Hybrid-System bezeichnet wird, um die Wärmepumpe zu ergänzen. Dies hilft, das Problem der weniger effizienten Arbeit der Wärmepumpe bei niedrigen Temperaturen zu lösen und ihren Stromverbrauch zu reduzieren. Es gibt nur wenige Wärmepumpenhersteller, die beide Arten von Wärme in einer Box integrieren, daher handelt es sich oft um zwei kleinere, nebeneinander stehende Standard-Systeme, die die gleichen Kanäle gemeinsam nutzen.

Im Vergleich zu einem Verbrennungsbrennstoff betriebenen Ofen oder einer herkömmlichen Wärmepumpe allein kann dieses System auch wirtschaftlicher sein. Die tatsächlichen Energieeinsparungen hängen von den relativen Kosten des Verbrennungsbrennstoffs im Vergleich zur Elektrizität ab.