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Wärmepumpe – Prinzip und Nutzen

Wärmepumpen für Haushalt und Firma

Wärmepumpen für Energie-Bewusste

Wer sich unabhängig vom teuren Öl und Gas machen will, ist mit einer Wärmepumpe gut dran.

Wärmepumpen stellen eine recht interessante Alternative zu konventionellen Heizungen dar. Sie machen einen relativ unabhängig von den großen Energieversorgern und sparen jede Menge an Energie-Kosten.

Die umweltschonenden Wärmepumpen nutzen die Wärme aus der Umgebungsluft, dem Grundwasser oder dem Erdreich und liefern ganzjährig Warmwasser für die Heizung und den Verbrauch.

Das Prinzip einer Wärmepumpe ist so einfach wie genial und funktioniert auch noch bei Außentemperaturen von bis zu -20°C.

Das Prinzip einer Wärmepumpe

Egal ob die Wärmepumpe das Medium Luft, Wasser oder Erdreich nutzt, zunächst entzieht sie die dort gespeicherte Wärme mithilfe eines Wärmetauschersystems und hebt die Temperatur über ein Wärmepumpenkreislauf auf ein nutzbares Niveau an. Damit wird die kostenlos zur Verfügung stehende Umweltenergie genutzt.

Es ist aber auch Strom notwendig, um die Pumpe zum Laufen zu bringen. Daher sollte man mit etwa 25 % Fremdenergie rechnen. Wer diesen Strom ebenfalls umweltschonend produzieren will, kann die Wärmepumpe wunderbar mit einer Solaranlage kombinieren und so zum absoluten Nulltarif heizen.

Das von der Wärmepumpe genutzte physikalische Prinzip nennt man übrigens den Joule-Thomson-Effekt. Er wird – genau anders herum – auch im Kühlschrank genutzt. Aber auch eine Wärmepumpe kann bei entsprechender Ausstattung zur Kühlung genutzt werden. Dazu später mehr. Jetzt wollen wir erst einmal einen Blick auf die verschiedenen Arten von Wärmepumpen werfen.

Drei Arten von Wärmepumpen

Wärmepumpe

Wärmepumpe weiß

Je nach genutztem Medium gibt es Luftwärmepumpen, Erdwärmepumpen sowie Wasserwärmepumpen. Die Erdwärmepumpen von Stiebel Eltron zeichnen sich beispielsweise dadurch aus, dass sie die im Erdreich gespeicherte Wärme durch vertikale oder horizontale Sonden nutzen. Bei der horizontalen Nutzung sind die Sonden ähnlich wie bei einer Fußbodenheizung großflächig und gewunden auf dem Grundstück verteilt.

Dies setzt natürlich ein entsprechend großes Grundstück voraus. Die dafür notwendigen Arbeiten können von Hobbyhandwerkern aber auch selbst übernommen werden. Reicht die Grundstücksgröße nicht aus, müssen vertikale Sonden tief ins Erdreich gebohrt werden. Dafür braucht man in der Regel eine Genehmigung und einen erfahrenen Fachbetrieb.

Ähnlich sieht dies bei der Nutzung einer Wasserwärmepumpe aus. Hier müssen zwei Brunnen gebohrt und Genehmigungen eingeholt werden. Das Grundwasser besitzt ganzjährig eine Temperatur von 10 bis 12 °C und ist damit ein idealer Energieträger. Auch wenn die Wasserwärmepumpe zu den effektivsten gehören, sind sie nicht so stark verbreitet, da zunächst geprüft werden muss, ob genügend Grundwasser vorhanden ist.

Bei Luftwärmepumpen benötigt man dagegen keine Sonden oder Brunnen. Sie saugen einfach die Umgebungsluft an, erzeugen damit allerdings auch einen gewissen Geräuschpegel. Der Ventilator benötigt zudem auch etwas Platz und ist nicht – wie die anderen Sonden – unterirdisch versteckt.

Wärmepumpen effektiv nutzen

Um die Wärmepumpen effektiv nutzen zu können, sollte das Eigenheim gut gedämmt sein. Nur so werden unnötige Wärmeverluste vermieden. Da es in besonders kalten Wintern vorkommen kann, das eine Wärmepumpe allein nicht genügend Wärme erzielt, ist eine Kombination mit anderen Heizsystemen günstig.

Besonders interessant ist eine Kombination mit Solarthermieanlagen, die – anders als Photovoltaikanlagen – besonders günstig sind und einfach auf dem Dach installiert werden können.

Bei Passiv- oder Nullenergiehäusern reicht eine Wärmepumpe in der Regel aus. Hier kann man auch eine Luft-Luft-Wärmepumpe nutzen. Sie verwendet kein Kältemittel zur Übertragung der Wärme, sondern realisiert den Wärmeaustausch von einem Luftkreislauf direkt auf einen anderen.

So erwärmt die Abluft die neue Frischluft und bei Gebäuden mit einer kontrollierten Wohnraumlüftung kann auf diese Art sogar eine Warmwasseraufbereitung erreicht werden.

Wie erwähnt können Wärmepumpen im Sommer auch zum Kühlen genutzt werden. Beim passiven Kühlen wird das kühlere Grundwasser und Erdreich genutzt, während das aktive Kühlen den Prozess in der Wärmepumpe einfach umgekehrt. So kann durch die passive Kühlung die Temperatur um etwa zwei bis drei Grad abgesenkt werden.

Mit der aktiven Kühlung aber deutlich mehr. Allerdings ist dies auch mit erheblichen Mehrkosten verbunden. In jedem Fall werden die vorhandenen Heizflächen als Kühlflächen genutzt und senken so die Raumtemperatur.

Bildquellen:
Wärmepumpe @ stiebel-eltron.de

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