Wärmepumpen

Wärmepumpen wandeln Umweltwärme (regenerativ) unter Einsatz von Antriebsenergie (Strom oder Gas) in nutzbare Wärme um. Der benötigte elektrische Strom kann einerseits „aus der Steckdose“ bezogen werden. Andererseits kann selbstproduzierter (und zwischengespeicherter) Strom aus einer Photovoltaikanlage genutzt werden. Somit wird das System noch ökologischer und auch unabhängiger von steigenden Stromkosten.
Moderne Wärmepumpen erzeugen aus einem Teil Antriebsenergie etwa vier bis fünf Teile Wärme für die Beheizung eines Gebäudes und für die Erwärmung des Brauchwassers. Voraussetzung für den sinnvollen Einsatz einer Wärmepumpe sind niedrige Auslegungstemperaturen für die Raumbeheizung. Die Vorlauftemperatur sollte möglichst unter 50°C liegen. Dies ist bei Flächenheizungen (Fußboden-, Wand- oder Deckenheizungen) in der Regel gegeben. Niedrige Vorlauftemperaturen können – bei abgestimmter Auslegung - auch bei wandhängenden Heizkörpern erreicht werden.

Die Luft-Wasser-Wärmepumpe

Bei der Luft/Wasser-Wärmepumpe wird Umgebungsluft als Energiequelle genutzt. Da der Energiegehalt der Luft geringer als z.B. der von Wasser ist, müssen größere Mengen an Luft mit dem Verdampfer in Kontakt gebracht werden. Das wird mit entsprechend großen Ventilatoren und großen Wärmetauscherflächen realisiert. Bei Luft/Wasser-Wärmepumpen unterscheidet man Geräte, die außen bzw. innen aufgestellt werden.

Die Sole-Wasser-Wärmepumpe

Sole/Wasser-Wärmepumpen nutzen als Wärmequelle das Erdreich mittels Erdsonde die bis zu einer Tiefe von 100 m gebohrt wird oder einen Flächenkollektor der in einer Tiefe von 1,50 m verlegt wird oder Spiralkollektoren, die bis zu einer Tiefe von 6 m ins Erdreich eingebracht werden. Die Sole/Wasser-Wärmepumpe ist nicht nur in der Lage ein Haus zu heizen, sondern bietet ebenso die Möglichkeit der Kühlung durch einen eingebauten umschaltbaren Kältekreis.

Die Wasser-Wasser-Wärmepumpe

Bei diesem Konzept nutzt man das Grundwasser zur Energiegewinnung. Zur Nutzung von Grundwasser als Energieträger sind mindestens zwei Brunnen erforderlich. Aus einem Brunnen, dem Förderbrunnen, wird das Wasser entnommen, das von der Wärmepumpe abgekühlt wird. Über einen zweiten Brunnen, Schluckbrunnen, wird das abgekühlte Wasser wieder dem Grundwasser zugeführt.

Das Spektrum der Nutzungsanlagen reicht von kleinen Erdsonden für Einfamilienhäuser bis zu großen Klimatisierungssystemen für gewerblich genutzte Gebäudekomplexe. Ein prominentes Beispiel in Düsseldorf ist das Stadttor. In der dortigen Anlage werden jährlich etwa 600.000 Kubikmeter Grundwasser entnommen, um es für die Kühlung des Gebäudes zu verwenden. Da das Grundwasser dort verunreinigt ist, muss es vor Wiedereinleitung in den Untergrund gereinigt werden. Dazu wird im Stadttor eine Grundwasseraufbereitungsanlage betrieben.

Weitere Beispiele geothermischer Nutzung sind das Interconti-Hotel an der Königsallee und das Haus vor dem Wind im Hafen, bei dem mit Geothermie sowohl geheizt als auch gekühlt wird.

Die Luft/Luft-Wärmepumpe

Die Abluft aus Gebäuden ist energiereich und eignet sich ebenfalls als Wärmequelle für die Wärmepumpe. Ein Einsatzbereich ergibt sich in Lüftungsgeräten mit Wärmerückgewinnung, z.B. in der Wohnungslüftung. Diese Geräte werden als Luft/Luft-Wärmepumpen bezeichnet. Hierbei wird die in der Abluft enthaltene Wärme von der Wärmepumpe -auch in Kombination mit Wärmetauschern- zur Erwärmung der Frischluft genutzt. Einige Hersteller bieten Geräte an, bei denen der Kältekreis der Wärmepumpe zusätzlich umschaltbar ist. Diese Geräte versorgen die Gebäude im Sommer mit gekühlter Frischluft und können dadurch den Wohnkomfort noch deutlich steigern.

Zu beachten

Wenn Sie sich für den Einsatz einer Wärmepumpe entscheiden, greifen Sie auf jeden Fall auf einen erfahrenen Planer und kompetente Handwerksbetriebe zurück, die entsprechende Referenzen vorweisen können, sonst laufen Sie Gefahr, dass die versprochenen Betriebsergebnisse und der Umweltvorteil gegenüber einem Gas-Brennwertkessel in der Praxis nicht erreicht werden. Eine regelmäßige Wartung und Kontrolle der Regelung gewährleistet den optimalen Betriebszustand.

Wichtig für eine wirtschaftlich und ökologisch gut funktionierende Wärmepumpe ist neben guter Planung und Ausführung ein Heizsystem mit niedrigen "Vorlauftemperaturen". Das ist üblicherweise eine Fußbodenheizung, wodurch der Einsatz im Altbau häufig eingeschränkt wird. Normale Heizkörper sollten in Abhängigkeit vom Dämmstandard so reichlich dimensioniert sein, dass sie mit Vorlauftemperaturen möglichst unter 50°C betrieben werden können, da sonst nur unbefriedigende Wirkungsgrade erreicht werden.

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