Wärmepumpe für den Pool: Auswahlkriterien und Installationsregeln

Wärmepumpen sind zweifellos eine der besten Erfindungen im Bereich der Heizsysteme. Sie ermöglichen es buchstäblich, praktisch kostenlose Energie direkt aus der Luft sowie aus dem Boden oder Wasser zu gewinnen. Wenn Sie eine Wärmepumpe für den Pool verwenden, können die Kosten für die Wassererwärmung erheblich gesenkt werden.

Wir erklären Ihnen, wie Sie das optimale Modell zur Nutzung der 'grünen' Energie zur Erzeugung von Warmwasser auswählen. In dem zur Ansicht vorgelegten Artikel wird das Funktionsprinzip des Systems detailliert beschrieben. Bei uns erfahren Sie, wie Sie das Gerät montieren und es im Haushalt richtig betreiben.

Wie funktioniert eine solche Pumpe?

Energie ist überall vorhanden, selbst in Objekten, die uns extrem kalt erscheinen. Diese Energie hat nur ein niedriges Potenzial. Wärmepumpen ermöglichen es, sie aus der Umgebung zu gewinnen und in Energie mit hohem Potenzial umzuwandeln. In diesem Zustand kann die Wärmeenergie zum Heizen genutzt werden.

Wärmepumpen arbeiten, ebenso wie Kühlschränke, nach dem Carnot-Prinzip. Ein Kühlschrank transportiert Wärmeenergie aus dem Innenraum in die Umgebung, um einen Kühleffekt zu erzeugen, während eine Wärmepumpe in die entgegengesetzte Richtung arbeitet.

Ein solches System besteht aus zwei Hauptteilen – einem Außen- und einem Innenteil, dazwischen befinden sich Kompressor und Verdampfer. Das Wärmeträgermedium zirkuliert durch ein Rohrsystem, das sich außen befindet. Dabei nimmt es die in der Erde, im Wasser oder in der Luft verteilte Energie auf – je nach Pumpentyp.

Anschließend strömt das Wärmeträgermedium durch die Verdampferkammer, die mit Kältemittel (in der Regel Freon) gefüllt ist. Das Kältemittel siedet bei sehr niedrigen Temperaturen. Durch den Kontakt mit der Niedertemperatur-Wärmeenergie erwärmt es sich, geht in den gasförmigen Zustand über und gelangt in den Kompressor.

Diese Abbildung zeigt anschaulich den Aufbau und das Funktionsprinzip einer Wärmepumpe, die Niedertemperaturwärme aus der Umgebung aufnimmt und in hochwertige Wärmeenergie umwandelt (+).

Hier wird das Gas erhitzt und gelangt in den Kondensator. Anschließend kühlt das Kältemittel ab, wird wieder flüssig, und die gesammelte Wärme wird an das interne Heizsystem abgegeben, d. h. an die Heizungsanlage des Hauses oder in diesem Fall des Schwimmbads. Der Kreislauf wiederholt sich viele Male.

Natürlich wird für den Betrieb eines solchen Systems, nämlich der Pumpenaggregate, eine gewisse Menge elektrischer Energie benötigt, ohne die das System nicht arbeiten kann.

Die benötigte Strommenge für die Wärmepumpe ist jedoch etwa viermal geringer als der Aufwand für die direkte Wassererwärmung mit einem elektrischen Heizgerät. Bei einem Stromverbrauch von weniger als 2,5 kW kann die Wärmepumpe mehr als 10 kW Wärmeenergie erzeugen.

Wie wählen Sie das passende System aus?

Die Konstruktionsmerkmale der Wärmepumpe machen sie widerstandsfähiger gegen hohe Luftfeuchtigkeit als jedes andere Wassererwärmungssystem. Es ist jedoch wichtig, den richtigen Typ der Wärmepumpe auszuwählen, d. h. die Quelle der Niedertemperatur-Wärmeenergie zu bestimmen.

Je stabiler die Umgebungstemperatur ist, desto effizienter arbeitet die Wärmepumpe. In dieser Hinsicht gilt die Erde als beste Option, aber die praktische Umsetzung erfordert die Erfüllung einer Reihe nicht ganz einfacher Bedingungen.

Diese Tabelle hilft Ihnen bei der Bestimmung der Leistung der Wärmepumpe für den Pool. Die Berechnungen wurden unter Berücksichtigung einer vorhandenen Sonnenschutzabdeckung durchgeführt (+).

Es wird ein geräumiges Grundstück und umfangreiche Erdarbeiten benötigt. Die Rohre, durch die das Wasser zirkuliert, müssen im Erdreich verlegt werden. Diese Anforderung ist nicht immer umsetzbar und praktisch. Wärmepumpen vom Typ „Erde-Wasser“ werden selten für Pools verwendet.

Eine Wasserwärmepumpe ist etwas einfacher zu installieren, da Wasser als Energiequelle genutzt wird. Die optimale Lösung – ein nahegelegener See, Teich, Fluss usw.

Nicht alle Grundstücksbesitzer haben Zugang zu solchen Ressourcen. Eine günstigere Lösung des Problems – die Wasserrohre in einen Brunnen oder eine Bohrung zu senken. Das bedeutet, dass auf dem Grundstück möglicherweise eine zusätzliche Wasserquelle errichtet werden muss.

Weniger Zeit und Mühe erfordert die Installation einer Wärmepumpe, die die in den Luftmassen verteilte Energie nutzt. Für einen intensiven Luftaustausch werden leistungsstarke Ventilatoren eingesetzt. Weder müssen Rohre im Erdreich verlegt noch ein neuer Brunnen gebohrt werden.

Wärmepumpen vom Typ “Luft-Wasser” ermöglichen es, große Wassermengen im Pool mit minimalem Stromverbrauch zu erwärmen.

Natürlich kann die Heizeffizienz einer Luftwärmepumpe etwas geringer sein als bei der Nutzung stabiler Energiequellen wie Erde oder Wasser. Für den Einsatz während der Saison vom Frühling bis zum Herbst und nicht das ganze Jahr über ist ein solches Modell jedoch ideal geeignet. Die meisten Pools auf Grundstücken werden genau in dieser Zeit genutzt.

Die Wärmepumpe kann auch in Kombination mit anderen Heizsystemen, z. B. einer elektrischen Zusatzheizung, eingesetzt werden. Zur Beheizung des Hauses werden solche Modelle manchmal mit einem Gas- oder Elektrokessel kombiniert. Dies ist besonders in Regionen mit strengem Klima sinnvoll, da die Effizienz von Wärmepumpen bei Lufttemperaturen unter -20 Grad drastisch abnimmt.

Ein Merkmal jedes industriellen Wärmepumpenmodells – der hohe Preis. Die Kosten können gesenkt werden, wenn man ein solches Gerät selbst baut. Das ist keine allzu schwierige Aufgabe; viele Heimwerker haben sie erfolgreich gemeistert. Industrielle Modelle sind jedoch zuverlässiger, effizienter und einfacher zu bedienen.

Laut Erfahrungsberichten amortisiert sich der hohe Preis eines industriellen Wärmepumpenmodells bereits in den ersten ein bis zwei Betriebsjahren, manchmal sogar in nur wenigen Monaten. Dabei ist es sehr wichtig, ein Modell zu wählen, dessen Leistung genau dem Wärmebedarf des Objekts entspricht.

Wärmeverluste des Objekts

Um die Wärmepumpe leistungsmäßig richtig auszuwählen, müssen die Wärmeverluste des Pools ermittelt werden, in dem das Gerät installiert wird.

Bei einem Pool sind zu berücksichtigen:

• der Standort des Pools;
• das Vorhandensein und der Zuverlässigkeitsgrad des Pools;
• das Volumen des Beckens;
• die Anfangstemperatur des Wassers;
• die optimale Wassertemperatur zum Baden;
• das Vorhandensein zusätzlicher Faktoren, die die Änderung der Wassertemperatur beeinflussen: Lufterwärmung in einer überdachten Anlage, Klimatisierung usw.

Um die Wärmeverluste einer Anlage zu berechnen, empfehlen einige Fachleute die in der DBN V.2.5-67:2013 dargelegte Methode. Die Pumpenleistung sollte 30 % über den Wärmeverlusten des Schwimmbeckens liegen.

Dieses Schema ermöglicht eine Vorstellung von den möglichen Wärmeverlusten im Schwimmbecken in Abhängigkeit von äußeren Einflüssen. Je geringer diese Verluste, desto effizienter arbeitet die Wärmepumpe.

Diese Berechnungen sind recht spezifisch; überlassen Sie sie besser einem Fachmann. Hilfreiche Empfehlungen können Sie von erfahrenen Fachleuten erhalten, die mit der Herstellung oder dem Verkauf von Wärmepumpen befasst sind. Nützlich bei der Auswahl einer Wärmepumpe sind auch Informationen über die Leistung des Wärmetauschers des Geräts.

Bei der Auswahl einer Luftwärmepumpe zum Erwärmen des Wassers im Schwimmbecken sollten Sie eine Reihe von Faktoren berücksichtigen, die das Ausmaß der Wärmeverluste des Gebäudes beeinflussen, z. B. das Vorhandensein oder Fehlen einer Abdeckung.

Dieser Wert gibt den Wärmeenergieverbrauch zum Erwärmen des Wassers im Schwimmbecken über einen bestimmten Zeitraum an.

In vereinfachter Form kann die Formel wie folgt aussehen:

P = 1,16 × ΔT/t × V (kW)

Wobei:

• 1,16 – Korrekturfaktor der Wärmeverluste;
• ΔT – die Gradzahl zwischen Anfangs- und Endtemperatur des Wassers im Schwimmbecken, °C;
• t – Betriebszeit des Geräts, bis die erforderliche Wassertemperatur erreicht ist, in Stunden;
• V – Volumen des Beckens, m³.

Natürlich berücksichtigt diese Formel keine Faktoren wie den Einfluss der Heizung in einem Hallenbad, die Klimatisierung, die Isolierung usw.

Bei der Auswahl eines geeigneten Modells einer Wärmepumpe kann eine solche Berechnung jedoch sehr nützlich sein. Bei den Berechnungen ist es hilfreich zu berücksichtigen, dass die optimale Lufttemperatur für ein Hallenbad 28 Grad und die Wassertemperatur – 24 Grad beträgt.

Wichtige Punkte bei der Auswahl der Pumpe

Bei der Auswahl einer geeigneten Wärmepumpe sollten Sie sich nicht nur auf ihre Leistung konzentrieren. Auch anderen Faktoren kommt eine wichtige Bedeutung zu. Beispielsweise spielen die Abmessungen der Pumpe eine Rolle, die an einen großen Metallkasten erinnert.

Der Installationsort wird in der Regel im Voraus gewählt; Sie sollten sicherstellen, dass das ausgewählte Modell dort frei Platz findet und dabei genügend Raum für die Person lässt, die das Gerät installieren und warten wird.

Je geringer der Unterschied zwischen der Außenlufttemperatur und der Wassertemperatur im Schwimmbecken ist, desto größer ist die Wirkung der Nutzung einer Wärmepumpe und desto höher ist ihre Effizienz.

Die automatische Steuerung einiger Modelle ermöglicht es, die Arbeitsweise der Pumpe nicht nur an die Außentemperatur, sondern auch an die Abkühlungsgeschwindigkeit des Wassers im Pool sowie an die Wärmespeicherfähigkeit des Gebäudes (falls es sich um einen Innenpool handelt) anzupassen.

Während des Betriebs vibriert die Wärmepumpe und erzeugt Lärm. Je weniger Lärm auf dem Grundstück, desto besser. Vor dem Kauf sollten Sie eine Möglichkeit finden, den Geräuschpegel verschiedener Wärmepumpenmodelle zu bewerten.

Der Preis des Geräts kann durch das Vorhandensein eines automatischen Steuermoduls erheblich beeinflusst werden. Wenn die Mittel es erlauben, sollten Sie auf diese moderne und praktische Ergänzung nicht verzichten. Erstens erhöht die Automatisierung den Komfort bei der Nutzung des Geräts, da Sie sich nicht ständig um das Ein-, Ausschalten und Einstellen kümmern müssen.

Das automatische Steuerungssystem moderner Wärmepumpen erleichtert den Betrieb des Geräts, erhöht seine Effizienz und verlängert seine Lebensdauer.

Zweitens erhöht der automatische Betrieb des Geräts seine Lebensdauer erheblich. Dennoch sind Störungen möglich. Um Probleme mit der Wärmepumpe zu minimieren, hilft das Vorhandensein ordnungsgemäß ausgestellter Garantieunterlagen.

Allerdings reicht das Vorhandensein eines offiziellen Formulars mit Stempel nicht aus. Manchmal verschweigen Verkäufer bescheiden, dass die Garantiereparatur nur von einem spezialisierten Unternehmen durchgeführt wird, das Hunderte Kilometer vom Installationsort entfernt ist.

Es kam auch vor, dass das Gerät zur Reparatur ins Ausland geschickt werden musste. Eine solche Garantieabwicklung ist äußerst unpraktisch, da sie den Besitzer mehrere Monate in Anspruch nimmt.

Heimwerker, die einfache Reparaturen an Haushaltsgeräten durchführen können, sollten sich vorab mit den Besonderheiten des gewählten Modells und der Verfügbarkeit von Ersatzteilen vertraut machen. Wenn die benötigten Teile nicht in der Nähe verfügbar sind, müssen sie speziell bestellt werden, was eine lange Lieferzeit und zusätzliche Kosten bedeutet. Voraussicht hilft, solche Probleme zu vermeiden.

Wenn die Kosten einer fabrikgefertigten Wärmepumpe als “astronomisch” hoch erscheinen, kann man sie selbst zusammenbauen. Wie das Gerät aus praktisch Abfallmaterialien gebaut wird, ist in dem von uns empfohlenen Artikel beschrieben.

Besonderheiten der Montage des Geräts

Die Vorgehensweise beim Anschluss einer Wärmepumpe für den Pool hängt von den Besonderheiten des jeweiligen Modells ab. Daher sollten Sie vor Beginn der Arbeiten die Anleitung des Herstellers sorgfältig lesen und die darin enthaltenen Anforderungen und Empfehlungen genau befolgen. Üblicherweise werden Industriemodelle bereits montiert und mit einem Satz der für die Installation erforderlichen Komponenten geliefert.

Funktionsschema der an den Pool angeschlossenen Wärmepumpe:
1 – Wärmepumpe für den Pool
2 – Fernbedienungsgerät
3 – Sauberes Wasser für den Pool
4 – Umwälzpumpe
5 – Bypass und Regelventile
6 – Wasserzuleitung vom Pool
7 – Filter

Beim Anschluss müssen Sie ein paar Rohre installieren und die Stromversorgung sicherstellen. In der Poolanlage wird die Heizung so installiert, dass sie sich nach dem Filtersystem und vor dem Chlorinator befindet.

Wie in diesem Schema gezeigt, sollte die Wärmepumpe nach dem Wasserfilter, aber vor dem Chlorierungsgerät angeschlossen werden.

Es ist sehr wichtig, den richtigen Standort für die Installation der Geräte zu wählen. Normalerweise ist eine Wärmepumpe vom Typ Luft-Wasser ein Gerät von beträchtlicher Größe, ähnlich dem Außengerät einer Split-Klimaanlage.

Für die Installation einer Luftwärmepumpe müssen Sie einen ausreichend großen Standort wählen, der vor äußeren Einflüssen geschützt werden sollte, zum Beispiel durch einen Unterstand.

Der Standort für die Installation solcher Geräte muss die folgenden Anforderungen erfüllen:

• gute Belüftung;
• keine Hindernisse für die Luftbewegung;
• Abstand zu offenen Flammen und anderen Wärmequellen;
• Schutz vor Umwelteinflüssen: Niederschlag, herabfallender Schmutz usw.;
• Zugänglichkeit für Wartung und notwendige Reparaturen.

Meistens wird die Wärmepumpe unter einem Unterstand installiert. Für zusätzlichen Schutz können Sie ein paar Seitenwände anbringen, diese dürfen jedoch auf keinen Fall den Luftstrom behindern, der von den Ventilatoren erzeugt wird.

Montieren Sie die Pumpe auf einem Metallrahmen, wobei der Untergrund streng horizontal sein muss. Dies minimiert Probleme wie Vibrationen und Lärm während des Betriebs und schützt das Gerät vor Schäden.

Die Luftwärmepumpe sollte auf einem festen und streng horizontalen Fundament installiert werden. Dies reduziert Vibrationen und Lärm während des Betriebs.

Bei der Montage der Wärmepumpe und ihrem Anschluss an das System ist es wichtig, dass alle Komponenten sauber sind. Es empfiehlt sich auch, die Innenflächen der Anschlussrohre zu überprüfen.

Alle Verbindungsstellen der Rohre, in denen Wasser zirkuliert, müssen sorgfältig abgedichtet und auf Undichtigkeiten überprüft werden. Damit die Vibrationen der Wärmepumpe nicht auf das restliche System übertragen werden, empfiehlt es sich, flexible Schläuche für den Anschluss zu verwenden.

Besondere Aufmerksamkeit erfordert die Stromversorgung der Wärmepumpe. Diese muss vollständig den Installationsvorschriften für elektrische Geräte unter Berücksichtigung aller Brandschutzbestimmungen entsprechen.

In der Nähe des Pools herrscht in der Regel eine hohe Luftfeuchtigkeit, und die Wahrscheinlichkeit eines Wasserkontakts mit elektrischen Geräten steigt erheblich. Daher müssen alle elektrischen Kontaktstellen sorgfältig isoliert und zusätzlich vor Feuchtigkeit geschützt werden.

In den Anschlussplan der Wärmepumpe an die Stromversorgung müssen Sie zwingend automatische Sicherungen mit Temperatursensoren integrieren. Außerdem benötigen Sie Schutzvorrichtungen, die einen Stromleckstrom verhindern.

Alle stromführenden Teile müssen Sie zwingend erden. Für den Anschluss der Kabel, sowohl der Strom- als auch der Steuerkabel, benötigen Sie spezielle Klemmleisten. In der Herstelleranleitung ist in der Regel der erforderliche Querschnitt der Elektrokabel angegeben, über die der Anschluss des Geräts an die Stromversorgung erfolgen kann.

Diese Angaben müssen Sie einhalten. Der Kabelquerschnitt darf größer als empfohlen sein, aber keinesfalls kleiner.

Die Installation der Wärmepumpe zur Beheizung des Poolwassers erfolgt gemäß den Empfehlungen des Herstellers. Normalerweise wird sie nach der Wasseraufbereitungsanlage, aber vor der Chlorierungsanlage, falls vorhanden, installiert.

Selbstgebaute Wärmepumpe – ist das realistisch?

Wenn Sie eine Wärmepumpe selbst bauen, können Sie erheblich sparen, aber die Effizienz solcher Geräte ist etwas geringer als bei industriell gefertigten Modellen. Zuerst werden die einzelnen Komponenten der Pumpe hergestellt, dann werden sie zu einem Gesamtsystem verbunden. Den Verdampfer können Sie aus einem großen Kunststofftank herstellen. Im Inneren wird eine Kupferschlange installiert.

Für die Herstellung der Spule kann das Kupferrohr vorsichtig auf eine Gasflasche oder einen anderen geeigneten zylindrischen Gegenstand gewickelt werden, um ihm die gewünschte Form zu geben. Auf die gleiche Weise wird eine weitere Spule hergestellt – für den Verdampfer. Dieses Element wird in einen weiteren Tank, diesmal aus Metall, eingesetzt; Schweißarbeiten sind erforderlich.

Der Kompressor wird einfach gekauft oder von einem anderen Gerät, z. B. einer defekten Klimaanlage, abgenommen. Wenn diese drei Geräte fertig sind, werden sie zu einem Gesamtsystem verbunden. Dann wird der Kompressor mit Kältemittel befüllt. Es bleibt nur noch, den Verdampfer mit dem Ventilator, der die Luft ansaugt, und den Kondensator mit dem System zur Wassererwärmung im Pool zu verbinden.

Deutlich komplizierter ist die Konstruktion einer Wärmepumpe vom Typ Wasser-Wasser. Für ihren Bau benötigt man in der Nähe des Grundstücks einen Fluss oder ein natürliches Gewässer. Sind diese nicht vorhanden, werden Brunnen gebohrt. Falls jedoch eine Energiegewinnung aus der Luft aus technischen Gründen nicht möglich ist, ist diese Variante ebenfalls nützlich.

Fazit und nützliche Videos zum Thema

Praktische Erfahrung mit der Erwärmung von Poolwasser mittels Wärmepumpen wird im folgenden Video gezeigt:

Hier wird das Funktionsprinzip einer Luftwärmepumpe anschaulich demonstriert:

In diesem Video wird ein sehr detaillierter Überblick über die Funktionsweise und den Aufbau eines Modells einer Luft-Wasser-Wärmepumpe gegeben:

Die Wärmepumpe – eine bequeme, effiziente und umweltfreundliche Möglichkeit, den Pool zu heizen. Bei richtiger Nutzung amortisiert sich der Kaufpreis schnell, und eine fachgerechte Installation verlängert die Lebensdauer des Geräts erheblich.

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