Wärmepumpen

Wärmepumpen nutzen gespeicherte Sonnenwärme in Erdreicher, Wasser oder Luft. Diese Umweltwärme steht kostenlos und unbegrenzt zur Verfügung. Eine Wärmepumpe arbeitet ohne Verbrennung von Rohstoffen und ist somit (fast) völlig unbelastend für die Umwelt. Der grosse Vorteil der Wärmepumpe ist der, dass sie immer funktioniert, unabhängig von der Tageszeit, Jahreszeit und Wetter. Man ist nicht auf die momentane Einstrahlung angewiesen, sondern nutzt gespeicherte Sonnenenergie aus der Umgebung.

Prinzipiell arbeitet die Wärmepumpe wie ein Kühlschrank, jedoch mit umgekehrtem Nutzen. Man entzieht einem Wärmeträger (Erde, Wasser, Luft) die Wärme und gibt Sie wieder an den Raum bzw. an einen Wärmespeicher ab. Die Pumpe schöpft dabei quasi in kleinen Einheiten hubweise Wärme auch noch aus relativ kalter Umgebung. Für den Wärmetransport wird ein Arbeitsmittel (Sole) verwendet, das in der Wärmepumpe verdampft - verdichtet - verflüssigt - entspannt wird. Die Wärmepumpe wird elektrisch angetrieben und verbraucht etwa ¼ der gesamten Nutzwärme.

Der Einsatz von Wärmepumpen ist jedoch an einige Voraussetzungen gebunden:

  1. das Gebäude muss eine sehr gute Wärmedämmung besitzen (Wände, Decken, Dächer, Türen, Fenster)
  2. alle Fenster, Glastüren usw. sollten mit Wärmeschutzverglasung versehen sein
  3. es sollte ein Niedertemperaturheizung vorhanden sein (Fußodenheizung, Wandheizung, Heizleisten)

Die Wärmepumpe kann in 3 Betriebsarten betrieben werden:

  1. zur Deckung des gesamten Wärmebedarfs des Gebäudes (monovalenter Betrieb)
  2. Betrieb zusammen mit einer zweiten Wärmequelle (normale Heizung) (bivalenter Betrieb)
  3. Betrieb mit elektrischer Zusatzheizung (monoenergetischer Betrieb). Diese Betriebsart ist jedoch kritisch zu betrachten, da ein wirtschaftlicher Betrieb mit elektrischer Zusatzheizung nur bei absolut guter Wärmedämmung möglich ist.

Hier eine Kurzbeschreibung der verschiedenen Wärmepumpenarten in Abhängigkeit von der Wärmequelle:

  • Erdwärmepumpe: Bei der Erdwärmepumpe wird ein Rohrschlangensystem ca. 20 cm unterhalb der Frostgrenze verlegt. Hier ist die Temperatur das ganze Jahr über annähernd konstant. Feuchte Böden sind wegen der besseren Wärmeleitfähigkeit besonders gut geeignet. Allerdings benötigt man etwa 1-2mal soviel Grundstücksfläche wie zu beheizende Wohnfläche. Bei kleineren Grundstücken können auch senkrechte Erdsonden verwendet werden.
  • Grundwasserwärmepumpe: Grundwasser ist wegen seiner konstanten Temperatur (ca. +7° bis +12°C) und der großen Wärmeleitfähigkeit besonders gut geeignet. Sofern vorhanden, sollte man also immer Grundwasser als Wärmequelle nutzen. Die Grundwasserwärmepumpe benötigt 2 Brunnen. Der Förderbrunnen dient der Entnahme des Grundwassers. Nach dem Durchlaufen der Wärmepumpe und des Verdampfers, wo die Wärme entnommen wird, wird das abgekühlte Wasser über einen Schluckbrunnen zurückgeführt.
  • Luftwärmepumpe: Luftwärmepumpen erfordern den geringsten Aufwand. Hier wird einfach Außenluft über Ventilatoren zum Verdampfer der Wärmepumpe geblasen. Die dort abgekühlte Luft wird wieder nach außen abgegeben. Luftwärmepumpen haben allerdings 2 Nachteile: Da die Lufttemperatur nicht konstant ist, sinkt die Heizleistung bei niedrigen Temperaturen, der Wirkungsgrad ist somit relativ schlecht. Ausserdem ist eine Geräuschentwicklung nicht zu vermeiden, so dass der Einsatz in Wohngebieten fraglich ist.
  • Massiv-Absorber-Wärmepumpe: Oberirdische oder unterirdische Massivspeicher (z.B. Betonblöcke, -mauern oder -platten) eignen sich ebenfalls als Wärmequelle für Wärmepumpen. Das Prinzip ist wie das der Erdwärmepumpen.

Eine Sonderform der Wärmepumpe stellt die Wärmerückgewinnung von Wohnungslüftungsanlagen dar. Hier wird verbrauchte Luft durch ein Lüftungsgerät mit Wärmetauscher nach außen geführt und frische Luft wieder zugeführt. Durch die Wärmerückgewinnung wird hierbei nur wenig Wärme nach außen abgegeben.

Auch der Einsatz von Solarkollektoren für Wärmepumpen ist denkbar, aber noch zu teuer.

Für die Förderung von Wärmepumpen gelten ebenfalls die Richtlinien zur Förderung von Massnahmen zur Nutzung erneuerbarer Energien. Siehe www.bawi.de.

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