Wärmepumpen
Eine Wärmepumpe
ist eine Heizung, welche die in der Umwelt gespeicherte thermische Energie nutzt, um Gebäude zu erwärmen. Anders als bei Holz-, Öl- oder Gasheizungen, funktioniert das jedoch nicht durch eine Verbrennung, sondern über einen komplizierten technischen Prozess. Wie in einem Kühlschrank kommt es dabei darauf an, thermische Energie mit geringen Temperaturen, auf ein höheres Niveau anzuheben. Während das im Kühlschrank dazu führt, dass das Innere angenehm kühl bleibt, ermöglicht der Prozess in der Wärmepumpe, dass die Umweltwärme im Heizungssystem verwendet werden kann. Je nachdem, in welcher Region sich Ihr Gebäude befindet, kann die Umweltenergie der Wärmepumpe aus verschiedenen Quellen gewonnen werden. Zur Auswahl steht dabei die Nutzung der thermischen Energie aus
- der Luft
- dem Erdreich
- dem Grundwasser
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Thermische Energie aus der Luft
ist eine Sonnenanlage, mit der die kostenfreie solare Strahlung aufgefangen und in Wärme umgewandelt wird. Die Luft ist die Umweltenergiequelle, die Sie mit einer Wärmepumpe am einfachsten anzapfen können. Denn alles, was dafür nötig ist, ist eine Vorrichtung zum Ansaugen und Ausblasen der Außenluft. Soll die Luft-Wärmepumpe im Inneren des Gebäudes aufgestellt werden, funktioniert das zum Beispiel über Kanäle, die das Heizgerät mit Lüftungsgittern in der Außenwand verbinden. Mit einem Gerät zur Außenaufstellung entfallen sogar diese Kanäle und die thermische Energie der Luft kann direkt aus der Umgebung gewonnen werden.
Ein Nachteil der Energiequelle Luft ist allerdings, dass diese im Winter – in der Zeit in der die Heizung am meisten gebraucht wird – oft nur mit Temperaturen von unter dem Gefrierpunkt vorhanden ist. Dadurch müssen die Wärmeüberträger, über die die kalte Außenluft geleitet wird, immer frostfrei gehalten werden und die Effizienz der Wärmepumpe sinkt.
Die Solarthermie – Energiequelle Erde
Wie in der Luft ist auch in der Erde thermische Energie gespeichert, die Sie mit Sole-Wasser-Wärmepumpen zum Heizen nutzen können. Möglich wird das über in das Erdreich eingebrachte Rohrleitungen, durch die ein Gemisch aus Wasser und Frostschutzmittel zirkuliert. Diese Sole genannte Flüssigkeit entzieht der Erde Wärme und transportiert sie zur Wärmepumpe. Je nach Platz und Bodenbeschaffenheit können die Leitungen zum Beispiel in Form von Tiefenbohrungen oder Flachkollektoren eingebracht werden. Bei Tiefenbohrungen werden die Kunststoffrohre (Sonden) in bis zu 100 Meter tiefen Bohrlöchern installiert. Während jeder Meter dem Erdreich dabei eine thermische Energie von etwa 50 Watt entziehen kann, benötigen Sie zur Beheizung eines modernen Gebäudes ca. 150 Tiefen-Meter, die auf mehrere Bohrungen aufgeteilt werden können.
Sind Sondenbohrungen aus technischen oder rechtlichen Gründen nicht möglich, können Sie die thermische Energie der Erde auch direkt unter der Oberfläche gewinnen. So ähnlich wie bei einer Fußbodenheizung, werden die Rohre dabei in einer Tiefe von etwa 1,50 Metern verlegt. Während jeder Quadratmeter dem Boden etwa 25 Watt entzieht, benötigen Sie zum Beheizen eines modernen Einfamilienhauses eine Gesamtfläche von rund 350 Quadratmetern. Eine besondere Form der Sole-Wärmepumpe ist das Heizen mit dem Eisspeicher.
Im Vergleich zur Luft kann die thermische Energie aus dem Erdreich ganzjährig mit höheren Temperaturen gewonnen werden. Das erhöht die Effizienz der Wärmepumpe und senkt die anfallenden Heizkosten. Vor allem Tiefenbohrungen sind genehmigungspflichtig und nicht überall zulässig. Auskunft bekommen Sie in der Regel bei Ihrem Landratsamt.
Thermische Energie im Grundwasser
Wie in der Luft oder dem Erdreich ist thermische Energie auch im Grundwasser gespeichert. Nutzen können Sie diese über zwei Brunnen, die das Wasser aus der Tiefe zur Wasser-Wärmepumpe und zurück in das Erdreich transportieren. Wichtig dabei ist, dass die Brunnen in Fließrichtung des Grundwassers mit einem Mindestabstand installiert werden. Denn nur so kann gewährleistet werden, dass bereits abgekühltes Grundwasser nicht noch einmal zum Heizgerät transportiert wird.
Ob eine Wärmepumpe ohne Weiteres mit dem Grundwasser eingesetzt werden kann, entscheidet sich nach einer Prüfung der Wasserqualität. Denn verschiedene chemische Inhaltsstoffe können den Wärmeüberträger stark belasten und die Funktion einschränken. Im Vergleich zu Luft und Erde zählt die im Grundwasser gespeicherte thermische Energie durch ganzjährig konstante Temperaturen zu einer der effizientesten Quellen für Wärmepumpen. Die Nutzung ist jedoch genehmigungspflichtig und nicht überall erlaubt. Ob eine Wasser-Wärmepumpe in Ihrer Region zulässig ist, erfahren Sie bei Ihrem Landratsamt.
3 Fotos oben © viessmann.de