Wärmepumpe

Eine Wärmepumpe im Haus hilft Enegie zu sparen und die Umwelt zu schonen. Lesen Sie hier wie eine Wärmepumpe funktioniert, welche Arten von Wärmepumpen es gibt und was Sie generell wissen sollten zum Thema Wärmepumpe.

Wärmepumpe – Allgemeines

Eine Wärmepumpe wird zum energiesparenden Erwärmen von Wasser eingesetzt. In der Regel finden diese ihre Anwendung bei Heizungsanlagen, um hierbei das Heizwasser auf die gewünschte Temperatur zu bringen. Den Energiebedarf, den die Wärmepumpe hierzu benötigt, deckt diese etwa zu einem Drittel aus dem Strom, den sie aus dem Netz bezieht und den Rest, also ihren größten Anteil, aus der in der Natur vorkommende kostenlosen Wärme. Dies hat nicht nur den Vorteil, dass die Betriebskosten relativ niedrig gehalten werden können, der Betrieb einer Wärmepumpe ist auch besonders umweltschonend.

Wärmepumpe – Arbeitsweise

Eine Wärmepumpe arbeitet nach dem gleichen Prinzip wie ein Kühlschrank, nur umgekehrt. Sie entzieht ihrer Umgebung die Wärme und bringt diese auf ein Temperaturniveau, welches ausreicht, um das Heizwasser entsprechend aufzuheizen. Die Wärme hierfür findet sie entweder in der Außenluft oder im Erdreich.

In den Wärmepumpen befindet sich ein Arbeitsmedium, beispielsweise Propan, CO2 oder auch Ammoniak in einem geschlossenen Rohrkreislauf. Aufgrund seiner physikalischen Eigenschaft ist das Arbeitsmedium zuerst noch flüssig. Dieses wird durch ein Rohrsystem geleitet, welches durch die Wärmequelle, hier beispielsweise das Erdreich, verlegt wurde. Beim Durchlaufen dieses Rohrsystems entzieht das Arbeitsmedium der Umgebung die Wärme und nimmt sie auf. Diese hat die Auswirkung, dass das bis dahin noch flüssige Arbeitsmedium aufgrund seiner höheren Temperatur verdampft. Dieser Dampf wird nun mit Hilfe eines Kompressors verdichtet. Durch den erhöhten Druck steigt auch die Temperatur des jetzt dampfförmigen Arbeitsmediums. Die so erzeugte Wärme kann nun auf das Heizwasser abgegeben werden und dieses auf die Wunschtemperatur erhitzen. Über ein Drosselventil wird anschließend der Druck wieder gemindert und das abgekühlte Arbeitsmedium, welche die Wärme ja wieder abgegeben hat, wird wieder flüssig, so dass der Kreislauf wieder von neuem beginnen kann.

Wärmepumpe – Wärmequelle Erdreich

Im Erdreich wird die Wärme, die entweder durch die direkte Sonneneinstrahlung oder durch die indirekte Zufuhr durch die Luft oder den Regen eindringt, sehr gut gespeichert. Unterhalb der Frostgrenze beträgt diese permanent zwischen 8 und 12 °C. Um jetzt diese Wärme nutzen zu können, gibt es drei Möglichkeiten:

Erdwärmesonden
Je nach Beschaffenheit des Bodens und der benötigen Energie beträgt die einzelnen Länge einer Erdwärmesonde zwischen 40 und 100 Metern. Diese werden meist entweder unterhalb des Hauses oder in dessen direkter Näher senkrecht in den Boden eingelassen, in welchem dann das Arbeitsmedium die Wärme dem Erdreich entziehen kann.

Erdwärmekollektoren
Erdwärmekollektoren gleichen den Heizschlangen für einen Wasserkocher. Sie werden horizontal im angrenzenden Gelände verlegt, so dass hier unter Umständen ein großes Platzangebot zur Verfügung stehen muss.

Energiekörbe
Energiekörbe sind spiralförmige Rohre, die etwa 2 bis 4 Meter tief in das Erdreich mittels Vertikalbohrung oder mit Hilfe von Gräben eingelassen werden.

Wärmepumpe – Wärmequelle Grundwasser

Auch die Temperatur des Grundwassers ist – wie im Erdreich selbst – über das ganze Jahr hin relativ konstant. Es beträgt in der Regel zwischen 7 und 12 °C. Ein Förderbrunnen bringt hier das Wasser zum Verdampfer, an dem direkt dessen Wärme entzogen wird. Das so abgekühlte Wasser wird anschließend über einen Schluckbrunnen wieder in den Boden zurückgeführt.

Wärmepumpe – Wärmequelle Luft

Die Luft ist als Wärmequelle nur bedingt geeignet. Da sie über Außenventilatoren direkt zum Verdampfer gebracht wird, ist eine Entziehung ihrer Wärme nur dann effektiv möglich, wenn die Außentemperatur nicht zu niedrig ist.