Wärmepumpen - Wärme aus der Natur

Die Wärmepumpe stellt eine der effizientesten Technologien zur Erzeugung von Heizenergie dar. Bis zu 75 Prozent der erforderlichen Heizenergie bezieht die Wärmepumpe aus der Umwelt. Sie nutzt die kostenlose Umweltenergie aus Luft, Erdreich oder Grundwasser, um die gewonnene Wärme zum Heizen und zur Warmwasserbereitung einzusetzen. Die Wärmequelle Erdreich wird durch Sole/Wasser-Wärmepumpen nutzbar gemacht. Für die Modernisierung eignen sich vor allem Luft/Wasser Wärmepumpen, die Außenluft als Wärmequelle nutzen. Sie lassen sich ohne größeren baulichen Aufwand nachträglich installieren. Wärmepumpen sind beispielsweise eine sinnvolle Alternative gerade bei der Modernisierung. Mit ihr können Hausbesitzer bedenkenlos den Energiepreis-Entwicklungen der nächsten Jahre trotzen

Wärmequelle Luft

Durch die Sonne erwärmte Luft ist überall vorhanden. Wärmepumpen holen selbst bei -20° C noch Wärme aus der Außenluft. Luft als Wärmequelle hat allerdings den Nachteil, dass sie dann am kältesten ist, wenn am meisten Heizwärme benötigt wird. Es gelingt zwar, ihr noch bei bei -20° C Wärme zu entziehen, die Leistungszahl der Wärmepumpe geht jedoch mit der Außentemperatur zurück. Deshalb wird vielfach eine Kombination mit einem zweiten Wärmeerzeuger angestrebt, der während der kurzen, besonders kalten Zeit im Jahr, die Heizung unterstützt. Ein besonderer Vorteil ist die einfache Installation der Luft-Wasser-Wärmepumpe, denn umfangreiche Erdreicharbeiten oder Brunnenbohrungen entfallen

Wärmequelle Wasser

Grundwasser ist ein guter Speicher für Sonnenwärme. Selbst an kältesten Wintertagen hält es eine konstante Temperatur von +7°C bis +12°C.Darin liegt der Vorteil. Aufgrund des gleichbleibenden Temperaturniveaus der Wärmequelle ist die Leistungszahl der Wärmepumpe das ganze Jahr über günstig. Leider steht Grundwasser nicht überall ausreichend und in geeigneter Qualität zur Verfügung. Aber dort, wo es möglich ist, lohnt sich der Einsatz. Die Nutzung von Grundwasser muss durch die zuständige Behörde (im Allgemeinen das Wasserwirtschaftsamt) genehmigt werden. Für die Wärmenutzung ist ein Saugbrunnen und ein Schluck- oder Sickerbrunnen zu erstellen. Über die Möglichkeit der Wassernutzung geben die Unteren Wasserbehörden Auskunft.

Wärmequelle Erdreich mit Erdreichkollektor

In Tiefen-von 1,20 bis 1,50 m bleibt die Erde auch an kalten Tagen warm genug, um Wärmepumpen wirtschaftlich betreiben zu können. Voraussetzung ist allerdings, dass ein entsprechend großes Grundstück zur Verfügung steht, um ein Rohrsystem zu verlegen, dass die Erdreichwärme aufnimmt. Die Entzugsleistung des Kollektors liegt zwischen 10 bis 15 W/qm bei trockenem, sandigem Boden und bis zu 40 W/qm bei Grundwasser führendem Boden. Durch die Rohre fließt ein umweltfreundliches Solegemisch, das nicht einfrieren kann und die aufgenommene Wärme zum Verdampfer der Wärmepumpe leitet. Als Faustregel gilt, man braucht zwei- bis dreimal soviel Erdreichfläche wie die zu beheizende Fläche. Wenn Sie über ein genügend großes Grundstück verfügen, haben Sie eine unerschöpfliche Energiereserve und die idealen Voraussetzungen für eine Sole-Wasser-Wärmepumpe.

Wärmequelle Erdreich mit Erdwärmesonde

Weniger Platz benötigen vertikale Erdwärmesonden, die mit einem Bohrgerät bis zu 100 Meter tief ins Erdreich eingesetzt werden. Erdwärmesonden bestehen aus einem Sondenfuß und endlosen, vertikalen Sondenrohren aus Kunststoff. Wie bei dem Erdreichkollektor zirkuliert in dem Kunststoff-Rohrsystem ein Solegemisch, welches dem Erdboden die Wärme entzieht. Die Entzugsleistung ist abhängig von der Bodenbeschaffenheit und liegt zwischen30 und 100 W pro Meter Erdwärmesonde. Je nach Wärmepumpe und Bodenbeschaffenheit werden mehrere Erdwärmesonden zu einer Anlage zusammengeschaltet. Die Anlagen sind anzuzeigen und ggf. bei der Unteren Wasserbehörde zu genehmigen.

Prinzip einer Wärmepumpe

Den wichtigsten Beitrag für das Funktionieren einer Wärmepumpe leistet das Kältemittel, nachfolgend auch Arbeitsmedium genannt. Es hat die Eigenschaft, bei niedrigsten Temperaturen zu verdampfen. Leitet man nun Außenluft oder Wasser zu einem Wärmeaustauscher (Verdampfer), in dem das Arbeitsmedium zirkuliert, entzieht es dieser Wärmequelle die notwendige Verdampfungswärme und geht vom flüssigen in den gasförmigen Zustand über. Die Wärmequelle kühlt sich dabei um einige Grad ab. Ein Verdichter saugt das gasförmige Arbeitsmedium an und presst es zusammen. Durch die Druckerhöhung steigt auch die Temperatur - das Arbeitsmedium wird auf ein höheres Temperaturniveau "gepumpt". Hierzu ist elektrische Energie notwendig. Da es sich um einen sauggasgekühlten Verdichter handelt, geht die Energie (Motor-Wärme) nicht verloren, sondern gelangt mit dem verdichteten Arbeitsmedium in den nachgeschalteten Verflüssiger. Hier gibt das Arbeitsmedium seine gewonnene Wärme an das Umlaufsystem der Warmwasserheizung ab, indem es sich verflüssigt. Anschließend wird mit Hilfe eines Expansionsventils der noch immer vorhandene Druck abgebaut und der Kreisprozess beginnt erneut.

„Als Club 95 Partner der Telekom Baskets Bonn wünschen wir eine erfolgreiche Saison"

Klaus Lehmann