Wärmepumpen: Energie aus Luft, Wasser oder Erde
Sowohl auf nationaler Ebene im Klimaschutzplan 2050 der Bundesregierung als auch auf internationaler Ebene zum Klima- und Ressourcenschutz findet die Berücksichtigung von oberflächennaher Geothermie und Umweltwärme große Beachtung und ist der Schlüssel zur Wärmewende.
Die Nutzung erfolgt gewöhnlich über Sole-Wasser-, Wasser-Wasser- oder Luft-Wasser-Wärmepumpen, die bis zu 80 % der Energie zum Heizen und zur Warmwasserbereitung aus dem Erdreich oder der Luft beziehen und die restlichen 20 % in Form von elektrischer Antriebsenergie benötigen. Je „grüner“ der Strom durch die Einspeisung von Wind- oder Solarstrom ins öffentliche Netz wird, desto umweltfreundlicher, also CO2-freier, kann die Wärmepumpe betrieben werden.
Kostenlose Umweltenergie nutzen
Das Funktionsprinzip einer Wärmepumpe entspricht dem eines Kühlschranks. Während der Kühlschrank jedoch seinem Innenbereich die Wärme entzieht und sie nach außen abgibt, nutzt die Wärmepumpe die Wärme der jeweiligen Wärmequelle und gibt sie als Heizenergie an das Gebäude ab.
Im Kältekreis der Wärmepumpe wird bei der Aufnahme von Umweltwärme ein Kältemittel verdampft, anschließend wird der Kältemitteldampf in einem Verdichter komprimiert. Dadurch steigt der Druck im Kältekreis und die Temperatur des Kältemittels. Diese Wärme ist nun auf einem nutzbaren Temperaturniveau und wird an das Heizungswasser abgegeben. Hierbei kondensiert das Kältemittel, das anschließend im Expansionsventil entspannt wird, und der Kreislauf beginnt von Neuem.
Elektrische Wärmepumpen nutzen als Antriebsenergie Strom und arbeiten sehr wirtschaftlich: Eine Wärmepumpe kann aus einer Kilowattstunde Antriebsstrom je nach Art der Wärmequelle Luft, Erdreich oder Wasser zwischen drei und mehr als fünf Kilowattstunden Wärme erzeugen.
Heizen, Kühlen und Lüften
Wärmepumpen arbeiten umso effizienter, je höher die Quellentemperatur ist. Deshalb lohnt es sich, eine Wärmequelle mit möglichst hoher und konstanter Temperatur nutzbar zu machen. Moderne Wärmepumpen heizen, erwärmen auf Wunsch das Trinkwasser und lassen sich auch zum Lüften und Kühlen eines Gebäudes einsetzen.
Die gängigen Varianten von Wärmepumpen
Sole-Wasser-Wärmepumpen: Durch die Sole-Wasser-Wärmepumpe wird die Erdwärme als Wärmequelle nutzbar gemacht. Erdwärmesonden werden durch Bohrungen bis zu 200 m (meist bis 100 m) tief in den Boden geführt und nutzen dort die durchschnittliche Erdreichtemperatur von etwa 10 °C. Wenn das Grundstück ausreichend groß oder eine Sondenbohrung nicht möglich ist, kann die Erdwärme auch durch einen Flächenkollektor in etwa 1,5 bis 2 m Tiefe oder Erdwärmekörbe in etwa 1 bis 4 m Tiefe erschlossen werden.
Wasser-Wasser-Wärmepumpen: Bei der Wasser-Wasser-Wärmepumpe wird die Wärme des Grundwassers genutzt. Ein Saugbrunnen fördert das Wasser zur Wärmegewinnung nach oben und die Wärmepumpe überträgt die im Wasser enthaltene Energie an das Heizungssystem.
Luft-Wasser-Wärmepumpen: Luft-Wasser-Wärmepumpen entziehen der Umgebungsluft Wärme. Sie sind in der Lage, der Außenluft sogar dann noch Energie zu entziehen, wenn die Temperatur auf –20 °C oder tiefer gesunken ist. Bei einer Luft-Wasser-Wärmepumpe sind die Investitionskosten geringer, weil der Aufwand für die Erschließung der Wärmequelle entfällt.
Weitere Infos:
Schulung zum "Sachkundigen für Wärmepumpensysteme nach VDI 4645"
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Ratgeber Modernisieren mit Wärmepumpe PDF-Datei, ca. 9 MB
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