Wärmepumpen – die unerschöpfliche Wärme direkt aus der Natur

Wärmepumpen sind unabhängig von fossilen Brennstoffen, emissionsfrei und effektiv – egal ob sie die Wärme aus der Luft, dem Erdreich oder dem Grundwasser gewinnen.

So funktioniert die Wärmepumpe

Eine Wärmepumpe entzieht der Luft, der Erde oder dem Grundwasser Wärme und führt diese über einen Wärmetauscher einem inneren Heizkreislauf (geschlossener Wasser-Kreislauf im Gebäude) zu. Da hier mit niedrigen Temperaturen gearbeitet wird, ist die Kombination mit einer Flächenheizung, zum Beispiel der Fußbodenheizung mit niedriger Vorlauftemperatur, wichtig für die Effizienz: Je geringer der Temperaturunterschied zwischen Wärmequelle und Wärmeverteiler desto weniger Energieaufwand ist erforderlich.

Eine genaue Darstellung der Funktionsweise einer Wärmepumpe mit Erklärung finden Sie auf der Homepage unseres Lieferanten Dimplex: Wie funktioniert eigentlich eine Wärmepumpe?

Die Luft-Wasser-Wärmepumpe – von wegen: alles heiße Luft!

Luft gibt es überall. Luft ist kostenlos und der bauliche Aufwand für die Luft-Wasser-Wärmepumpe ist gering. Luft als Wärmequelle zu nutzen ist daher überall möglich, wo kein übermäßiger Heizbedarf besteht. Allerdings sinkt der Wirkungsgrad der Luft-Wasser-Wärmepumpe bei geringen Außentemperaturen.

Für einen besseren Wirkungsgrad gibt es die bivalente Lösung, bei der die Luft-Wasser-Wärmepumpe mit einem fossilen System (z.B. Öl-Heizkessel) kombiniert wird, das sich bei sehr niedriger Außentemperatur einschaltet. So können auch Gebäude mit größerem Heizbedarf mit einer Luft-Wasser-Wärmepumpe betrieben werden.

So funktioniert die Luft-Wärmepumpe

Luft aus dem Außenbereich wird angesaugt. Über einen Wärmetauscher entzieht die Luft-Wasser-Wärmepumpe der Luft Wärme und führt sie einem inneren Heizkreislauf zu. Die abgekühlte Luft wird an einer anderen Stelle aus dem Gebäude geführt (offenes System).

Die Luft-Wasser-Wärmepumpe lässt sich innen oder außen aufstellen und eignet sich für Gebäude mit geringem Heizbedarf, so wie er in der Regel bei Ein- oder Zweifamilienhäusern besteht.

Weitere Kennzeichen der Luft-Wasser-Wärmepumpe

• Im Vergleich zu anderen Wärmepumpen in der Regel günstiger in Anschaffung & Installation. Jedoch im Winter schlechtere Leistungszahl, das heißt höhere Betriebskosten als beispielsweise die Sole-Wasser-Wärmepumpe.
• Es ist kein Heizraum erforderlich.
• Die Luft-Wärmepumpe lässt sich auch bei Altbauten und Sanierungen installieren (jedoch ist dazu eine Flächenheizung mit Vorlauftemperaturen unter 40 °C zu empfehlen).
• Durch Zusatzmodule kann man die Wärmepumpe auch für die Raumkühlung nutzen.

Die Sole-Wasser-Wärmepumpe / Erdwärmepumpe – die Wärme aus dem Boden

Sole-Wasser-Wärmepumpen, gerne auch Erdwärmepumpen genannt, beziehen die Wärme aus dem Erdreich. In Kollektoren oder Sonden wird Sole durch das Erdreich gepumpt und durch die Erdwärme erwärmt. Diese Wärme wird im Wärmetauscher entzogen und die abgekühlte Sole erneut in die Sonden oder Kollektoren zurückgeführt (geschlossenes System).

Kollektoren werden ca. 1 - 1,5 m unter der Erde verlegt. Sie werden horizontal verlegt, ähnlich wie eine Heizschlange. Da Sie im Vergleich zu den Sonden oberflächennah verlegt sind, haben Sonne und Regen einen Einfluss, da sie dem Boden Wärme zuführen.

Sonden hingegen werden vertikal bis zu 100 Meter Tiefe in die Erde geführt – teilweise auch darüber hinaus. Sie bauen auf die relativ konstante Temperatur von 8-10 °C, die der Boden ab 10 Meter Tiefe hat – unabhängig von der Jahreszeit.

Weitere Kennzeichen der Sole-Wasser-Wärmepumpe

• Wichtig ist die ausreichende Auslegung der Kollektoren / Sonden auf Basis der errechneten Entzugsleistung, da mit jedem Grad geringerer Soletemperatur der Strombedarf steigt und die Anlage so irgendwann ineffizient würde.
• Die Sole-Wasser-Wärmepumpe ist in vielen Wohngenbieten nur mit hohen Auflagen oder gar nicht erlaubt.
• Bei Bohrungen für Sonden entstehen hohe Investitionskosten. Dafür sind sie langfristig sicher und unabhängig von der Witterung.
• Für die Verlegung der Bodenkollektoren im Garten muss der Platz vorhanden sein.

Wasser-Wasser-Wärmepumpe – das Grundwasser nutzen

Die Wasser-Wasser-Wärmepumpe nutzt die auch im Winter relativ konstante Temperatur des Grundwassers von +7 bis +12 °C. Auch hier handelt es sich um ein offenes System: Das Grundwasser wird im „Förderbrunnen“ geschöpft, der Wärmetauscher der Wärmepumpe entzieht ihm Wärme und danach wird das kühlere Wasser an einer anderen Stelle über den „Schluckbrunnen“ dem Grundwasser wieder zugeführt.
Das Wasser wird chemisch nicht verändert und die Rückführung des Wassers hat keinerlei Auswirkungen auf die Natur. Das System eignet sich allerdings nur dort, wo Grundwasser nicht zu tief und in ausreichender Menge fließt und auch als Wärmequelle genutzt werden darf.

Hybrid-Wärmepumpe: Luft/Wasser-Sole/Wasser-Wärmepumpe

Diese Wärmepumpe kann beides nutzen: die Wärme aus der Luft und aus der Erde. Dazu befinden sich zwei Verdampfer im Gerät. Je nach Außen-Lufttemperatur wird das eine oder andere System genutzt – oder auch beide gleichzeitig. So, wie es eben am wirtschaftlichsten ist.