Wärmepumpe

Eine Wärmepumpe funktioniert im Prinzip wie ein Kühlschrank, nur wird die Wärme nicht aus dem Inneren des Kühlschranks entzogen, sondern die Wärme wird dem Erdreich, dem Grundwasser oder der Luft entzogen und über einen Wärmetauscher an den Heizkreislauf weitergegeben. Um die relativ niedrigen Temperaturen auf ein höheres Temperaturniveau anzuheben wird eine Flüssigkeit eingesetzt, die die zugeführte Wärme aus der Luft, Erdreich oder Wasser aufnimmt und schon bei diesen relativ geringen Temperaturen(ca. 10 Grad) anfängt zu sieden und zu verdampfen. Dieser Dampf wird durch einen Kompressor verdichtet, wodurch die Temperatur ansteigt und über einen Wärmetauscher an das Heizsystem abgegeben wird.

Folgende Wärmepumpen Systeme werden unterschieden:

Luft-Wasser Wärmepumpe

Hierbei wird die Wärme aus der Umgebungsluft über Ventilatoren an das Verdampfermittel transportiert. Da aber gerade in der Heizperiode die Lufttemperatur teilweise deutlich unter null Grad ist, werden zusätzliche Wärmeerzeuger benötigt(bivalent). Verwendet werden Luft-Wasser- WP oft in Lüftungsanlagen in Passivhäusern, indem der Abluft über die Wärmepumpe Wärme entzogen wird und dadurch die Zuluft und oft auch noch das Brauchwasser erwärmt wird.

Sole-Wasser Wärmepumpe

Diese WP entzieht dem Erdreich die benötigte Wärme. Da die Temperaturen im Erdreich relativ konstant sind, können diese Anlagen bei richtiger Dimensionierung, fachgerechter Montage und guter allgemeiner Dämmung des Hauses  monovalent ausgereichtet werden, d.h. sie kommen ohne zusätzlichen Wärmeerzeuger aus. Ist das Grundstück groß genug(ca.das doppelte der zu beheizten Fläche) können Flächenkollektoren verwendet werden, die unterhalb der Frostschutzgrenze(ca. 1,5 Meter)verlaufen und ein Frostschutzgemisch(Sole)enthalten. Die Erdwärme wird durch die Sole aufgenommen. Ist das Grundstück nicht groß genug, kann auch eine Erdsonde in eine Tiefenbohrung eingebracht werden, ca.40-100 Meter tief, auch hier mit einem Solegemisch. Eine weitere Möglichkeit ergeben Spiral- oder Grabenkollektoren, die vertikal und horizontal in Gräben eingebracht werden und weniger Platz benötigen als Flächenkollektoren.

Wasser-Wasser Wärmepumpe

Wasser-Wasser WP beziehen ihre Wärme aus dem Grundwasser, das ganzjährig eine relativ konstante Temperatur von ca. 8-10 Grad aufweist. Dazu sind zwei Schächte erforderlich. Über den einen Schacht wird das Wasser in die Wärmepumpe gepumpt(Saugbrunnen) und das abgekühlte Wasser wird über einen 2.Schacht(Schluckbrunnen) wieder aufgenommen. Da mit dem Grundwasser in Berührung gekommen wird, ist in der Regel diese Anlage genehmigungspflichtig. Weiterhin sollte vorher eine Wasseranalyse auf Beschaffenheit und Ergiebigkeit durchgeführt werden. Ist z.B. zu viel Eisen und Mangan im Wasser,  kann dies schädlich für das System sein.

Will man die Leistung verschiedener Systeme am Markt miteinander vergleichen, sind folgende Kennzahlen wichtig.

Bei der Leistungszahl werden Antrieb- und Heizleistung verglichen, d.h. das Verhältnis zwischen abgegebener Heizwärme und aufgenommener elektrischer Energie. Eine Leistungszahl von 4 besagt, dass das Vierfache der eingesetzten elektrischen Energie in Wärmeleistung umgewandelt wird. Da der Energieverbrauch von Hilfsmitteln , wie z.B. Pumpen, nicht mit einbezogen werden und nur niedrige Vorlauftemperaturen zugrunde gelegt werden, bildet dieser Wert nur eine Momentaufnahme ab. Aussagekräftiger ist die Jahresarbeitszahl. Sie berücksichtigt sowohl den Energieverbrauch der Hilfsaggregate als auch die unterschiedlichen Betriebsbedingungen über das gesamte Jahr.

Abschließend kann festgestellt werden, dass sich die Installation einer Wärmepumpe im ungedämmten Altbau nicht lohnt. Geeignet ist die Wärmepumpe für gut gedämmte Neu- und Altbauten, die mit geringen Vorlauftemperaturen auskommen. In diesem Fall und wenn die geologischen Bedingungen gegeben sind, werden die hohen Anschaffungskosten für ein Wärme-Pumpen-System schnell durch die geringen Betriebskosten amortisiert