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WärmepumpenDie Installation einer Wärmepupe ist eine Möglichkeit, sein Eigenheim unabhängig von fossilen Energien wie Erdöl und –gas zu beheizen, zu kühlen und Warmwasser bereitzustellen. Je nach Typ bezieht sie dabei ihre Energie aus der Luft, dem Erdreich oder dem Wasser.
Ihre Arbeitsweise ist mit dem umgekehrten Prinzip eines Kühlschranks vergleichbar: Der Kühlschrank zieht aus seinem Innenraum Wärme ab und gibt sie an seine Umgebung; bei einer Wärmepumpe wird der Umgebung die Wärme entzogen und dann an die Räume des Hauses abgeführt. Damit macht sich eine Wärmepumpe den sog. „Joule-Thomson-Effekt“ zunutze.

 

Wie ist eine Wärmepumpe technisch aufgebaut?

Jede Wärmepumpenanlage setzt sich aus drei Funktionsbereichen zusammen:

  1. der Wärmequellenanlage
  2. der eigentlichen Wärmepumpe und
  3. dem Wärmeverteil- und Speichersystem

 

Die Wärmequellenanlage einer Wärmepumpe

Die Wärmequellenanlage entnimmt der Umgebung die nötige Energie. Die Anlage ist mit einer frostsicheren Flüssigkeit (Sole) gefüllt, die durch Zirkulation die Wärme aus der Umgebung entnimmt und zur Wärmepumpe transportiert. Nur Luft-Wärmepumpenanlagen arbeiten etwas anders: Sie entnehmen durch das Ansaugen von Luft mithilfe eines Ventilators ihrer Umgebung die Wärme.

 

Die Wärmepumpe

Die Wärmepumpe nutzt ein zirkulierendes Kältemittel als „Transportweg“. Sie verfügt über einen Wärmetauscher (auch: Verdampfer), der die gewonnene Umweltenergie aufnimmt und auf das Kältemittel überträgt. Es kommt zu einer Verdampfung, der Dampf wird dann zu einem Kompressor geleitet und das Kältemittel dort verdichtet. Da durch die Verdichtung ein höherer Druck entsteht, erwärmt sich das Kältemittel. Es wird in einen weiteren Wärmetauscher (auch: Verdichter) geführt, kondensiert dort und gibt auf diese Weise seine Wärme an die Sole ab. Das nun wieder verflüssigte Kältemittel wird zum ersten Wärmetauscher (Verdampfer) zurückgeführt und der Kreislauf beginnt von vorn. Ausnahme: Wenn es sich um eine Luft-Wärmepumpe handelt, wird das Kältemittel durch die Außenluft erwärmt.

 

Das Wärmeverteil- und Speichersystem einer Wärmepumpe

Das Wärmeverteil- und Speichersystem befindet sich im zu beheizenden Gebäude. In diesem System zirkuliert ein Wärmeträger, in der Regel wird hierfür Wasser verwendet. Der Wärmeträger nimmt die Wärme, die das Kältemittel abgegeben hat, auf und leitet sie zu einem Warmwasserspeicher oder in das Verteilersystem (Heizkörper oder Flächenheizungen).

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Einführung zu den Wärmequellen - Arten von Wärmepumpen

Wärmepumpen greifen je nach Bauart auf verschiedene Wärmequellen zurück, die ihnen die benötigte Umweltenergie liefern. Die am häufigsten genutzten Wärmequellen sind das Grundwasser, die Erdwärme und die Luft als Ab- oder Außenluft.
Noch weniger bekannt sind zwei weitere alternative Wärmequellen: der Solar-Eisspeicher sowie das Abwasser.

Alle Arten von Wärmepumpen benötigen Strom, um die gesamte Anlage laufend in Betrieb zu halten. Die Höhe des Stromverbrauchs hängt im Wesentlichen davon ab, wie hoch die Differenz der Temperaturen zwischen der Wärmequelle (Erdreich, Luft, Wasser) und der Wärmesenke (Gebrauchswarmwasser und Heizwarmwasser) ist. Die Wärmepumpe kann am effektivsten betrieben werden, wenn diese Differenz möglichst klein ist. Deshalb ist es sinnvoll, Wand- oder Fußbodenheizungen zu installieren, die auf einem geringen Temperaturniveau funktionieren.

Hinsichtlich der Betriebskosten lässt sich nur schwer sagen, mit welchem jährlichen Betrag gerechnet werden muss: Seit 2007 die Energieversorger von der Verpflichtung entbunden wurden, preisgünstigen Strom für Wärmepumpen anzubieten, ist die Preisschere auseinandergegangen. Vergünstigter Wärmepumpenstrom wird nicht mehr deutschlandweit bereitgestellt, sodass Wärmepumpen-Betreibern nur geraten werden kann, sich z. B. mithilfe von Preisvergleichsportalen im Internet auf dem Laufenden zu halten und ggf. den Stromanbieter zu wechseln.

Inwieweit sich die einzelnen Wärmequellen unterscheiden, wird hier kurz vorgestellt:

 

 

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