Umweltschonend und zugleich kostengünstig heizen? Die Wärmepumpe macht’s möglich. Sie bezieht ihre Energie überwiegend aus der Luft, dem Grundwasser oder der Erde und ist sehr günstig im Verbrauch. Doch welche Wärmepumpe ist die richtige für Ihr Haus, und wie funktioniert die Umweltwärme eigentlich?
Die Wärmepumpe nutzt die Energie, die in der Aussenluft, im Grund- und Oberflächenwasser und im Erdreich permanent vorhanden ist und wandelt sie in brauchbare Heizwärme um. Das Positive bei dieser Art der Nutzenergiegewinnung ist, dass man aus dem Vollen schöpfen kann, ohne der Umwelt zu schaden. Im Erdreich, im Wasser und in der Luft sind grosse Mengen Energie gespeichert. Die Wärmepumpe „pumpt“ Wärme von einem tieferen Temperaturniveau auf ein höheres Temperaturniveau. Sie arbeitet nach dem Funktionsprinzip des Kühlschranks, nur im umgekehrten Sinn. Das flüssige Kältemittel verdampft in einem Wärmetauscher, dem Verdampfer, und entzieht dabei der Wärmequelle Energie. Im strombetriebenen Verdichter wird das gasförmige Kältemittel auf höheren Druck und damit auch auf höhere Temperatur gebracht. Im zweiten Wärmetauscher, dem Verflüssiger, gibt es die Energie an das Heizwasser ab. Dabei wird das Gas abgekühlt und verflüssigt sich. Im Entspannungsventil sinken Druck und Temperatur wieder auf das Ausgangsniveau. Der Kreislauf kann von Neuem beginnen. Aus 1 kWh elektrischer Energie können je nach Wärmequelle bis zu 5 kWh Nutzenergie gewonnen werden.
Sole-Wasser-Wärmepumpe
Sole-Wasser-Wärmepumpen haben sich bisher am meisten verbreitet, weil sie wegen der ganzjährig ausreichend vorhandenen Erdwärme ohne weiteren Wärmeerzeuger betrieben werden können. Das Wärmeträgermedium ist ein Wasser-Frostschutzmittel-Gemisch (Sole). Um die Erdwärme nutzbar machen zu können, werden Erdkollektoren oder Erdsonden (Tiefenbohrung) eingesetzt. Über den Erdkollektor, der in 1,5 Meter Tiefe wie eine Heizschlange verlegt wird, entzieht die Pumpe der Erde Wärme. Als Faustregel gilt, man braucht 2–3 Mal so viel Erdreichfläche wie die zu beheizende Fläche. Die platzsparende Alternative zum Erdkollektor ist die Erdsonde, die bis 100 m tief in den Boden eingesetzt werden kann. Die Entzugsleistung hier ist abhängig von der Bodenbeschaffenheit und liegt zwischen 30 und 100 W pro Meter Erdwärmesonde.
Luft-Wasser-Wärmepumpe
Für ein Haus mit niedrigem Heizwärmebedarf ist die Luft-Wasser-Wärmepumpe genau das Richtige. Bei diesem Wärmepumpentyp wird die Umgebungsluft als Energiequelle genutzt. Luft als Wärmequelle hat allerdings den Nachteil, dass sie dann am kältesten ist, wenn am meisten Heizwärme benötigt wird. Deshalb wird vielfach eine Kombination mit einem zweiten Wärmeerzeuger angestrebt, der während der kurzen besonders kalten Jahreszeit die Heizung unterstützt.
Die Wärmepumpe kann innen und aussen aufgestellt werden. Der Aufwand ist nur gering, denn umfangreiche Erdreicharbeiten oder Brunnenbohrungen entfallen. Aus diesem Grund ist die Anschaffung viel preiswerter als bei anderen Wärmepumpen-Typen.
Wasser-Wasser-Wärmepumpen
- Unter allen Wärmepumpen-Typen erreichen Wasser-Wasser-Wärmepumpen die besten Leistungszahlen. Aufgrund der im gesamten Jahr ausreichend vorhandenen Grundwasserwärme lassen sich Wasser-Wasser-Wärmepumpen monovalent betreiben, also ohne einen weiteren Wärmeerzeuger. Das Grundwasser wird in einem Saugbrunnen bei konstanten acht bis zwölf Grad Celsius gefördert. Ein Schluckbrunnen nimmt das abgekühlte Wasser nach dem Systemdurchlauf wieder auf. Voraussetzung zum Betrieb ist ausreichend verfügbares und chemisch nicht aggressives Grundwasser, das für den Wärmepumpenbetrieb zugänglich ist.
Luft-Luft-Wärmepumpe
Aussenluft als Wärmequelle kann extrem einfach und nahezu überall erschlossen werden – hierfür sind keine Bohrungen notwendig. Daher erfreuen sich Luft-Wärmepumpen zunehmender Beliebtheit. Da keine Erdarbeiten notwendig sind, wird Luft gerne in der Altbausanierung als Wärmequelle eingesetzt.
Vorteile der Wärmepumpe
Die Wärmepumpentechnologie bildet eine Schlüsseltechnologie zur Nutzung erneuerbarer Energiequellen. Deshalb unterstützt das Bundesamt für Energie und die Abteilung Energie des Departementes Bau, Verkehr und Umwelt diese Art der Nutzenergieerzeugung.
Beispiellos umweltfreundlich:
- Eine Wärmepumpe verbraucht nur gerade eine Kilowattstunde Strom, um über vier Kilowattstunden Wärme zu erzeugen.
- Zwei Kilogramm Holzpellets erzeugen zehn Kilowattstunden Wärme und substituieren einen Liter Heizöl.