Eco2Haus: Wärmepumpentechnik

Unbegrenzter Zugriff auf kostenlose Energie

Wärmepumpen gehören zu den effektivsten Heiz- und Warmwassersystemen. Denn unabhängig von der Jahreszeit nutzen sie die im Grundwasser, im Erdreich oder in der Umgebungsluft gespeicherte Sonnenwärme, die kostenlos und unbegrenzt zur Verfügung steht. So sorgen sie für einen Energie sparenden und die Umwelt schonenden Heiz- und Warmwasserbetrieb.

Wie funktioniert das überhaupt?

75% Sonnenwärme + 25% Antriebsenergie = 100% Heizwärme

Eigentlich arbeitet die Wärmepumpe wie ein Kühlschrank. D. h. mit gleicher Technik, aber mit umgekehrtem Nutzen:

Wärmepumpen nehmen die in der Umwelt gespeicherte Sonnenenergie auf und machen diese für das Heizsystem nutzbar. Ein in einem geschlossenen Kreislauf zirkulierendes Arbeitsmedium übernimmt den Transport der Wärme, indem es bei niedrigen Temperaturen verdampft und dabei der Umwelt die Wärme entzieht. Anschließend wird das Arbeitsmedium durch den Verdichter der Wärmepumpe auf eine zum Heizen geeignete Temperatur gebracht.

Die kostenlos aufgenommene Sonnenwärme und die elektrische Antriebsenergie, die zum Verdichten des Arbeitsmediums benötigt wird, ergeben die Heizwärme.

Welche Wärmepumpen gibt es:

Luft/Wasser

Der Luft/Wasser-Wärmepumpe dient Außenluft als Energiequelle und das ganzjährig bei Temperaturen von +35°C bis –25°C.

Luft/Wasser-Wärmepumpen für Außenaufstellung können auch weiter entfernt vom Gebäude auf dem Grundstück aufgestellt werden.

Luft/Wasser-Wärmepumpen zur Innenaufstellung entziehen der Wärmequelle über Lüftungskanäle oder Luftschläuche die Wärme.

Zusätzlich zur Raumheizung, Warmwasserbereitung und Schwimmbaderwärmung kann die Wärmepumpe auch zur passiven Kühlung des Gebäudes über die Flächenheizung oder Gebläsekonvektoren eingesetzt werden.

Dabei wird die Funktion der Wärmepumpe umgekehrt: Die „Wärme“ wird jetzt dem Heizungswasser entzogen und an die Umgebung abgegeben. Genauso wie die Funktion einer Außeneinheit bei Klimaanlagen.

Sole/Wasser

Sole/Wasser-Wärmepumpen entziehen dem Erdreich über Erdkollektoren oder Erdsonden ganzjährig Heizwärme mit hoher Wärmeleistung.

Auch mit der Sole/Wasser-Wärmepumpe kann im Sommer über die Flächenheizung oder Gebläsekonvektoren leicht gekühlt werden. Hierbei wird allerdings, nicht wie bei der Luft/Wasser-Wärmepumpe der Kältekreislauf umgekehrt, sondern die relativ kühle Sole (ein Gemisch aus Wasser und Frostschutzmittel) an der Wärmepumpe vorbei, über einen Wärmetauscher zum Heizkreis geführt. Über eine Wärmetauscher wird die „Kälte“ an das Heizsystem abgegeben.

Wasser/Wasser

Die Wasser/Wasser-Wärmepumpe schöpft die Heizwärme aus dem konstant temperierten Grundwasser, das auch im Winter Temperaturen von +7°C bis +12°C liefert. Wenn es in ausreichender Menge und Qualität vorhanden ist, ist Grundwasser die effizienteste, aber auch eine sensible Wärmequelle.

Warum sich für eine Wärmepumpe entscheiden?

Wärmepumpen arbeiten äußerst günstig, da sie im Vergleich zu anderen Wärmeerzeugern geringere Betriebskosten aufweisen. Neben niedrigen Energiekosten fallen deutlich geringere Wartungskosten an, denn die Wärmepumpe gehört zu den zuverlässigsten und sichersten Wärmeerzeugern. Auch bei den Investitionskosten schneidet die Wärmepumpe gut ab. Schließlich entstehen hier weder Kosten für Kamin oder Gasanschluss noch für die Bevorratung des Brennstoffes

Herkömmliche Heizsysteme beruhen auf der Verbrennung von fossilen Brennstoffen wie Öl oder Gas. Und bei jeder Verbrennung entsteht CO2!

Da die Wärmepumpe 3/4 der Heizenergie direkt aus der Umwelt bezieht, können ca. 25 % dieser CO2-Emissionen eingespart werden. Damit fällt ihre Umweltbilanz wesentlich günstiger aus. So leistet sie einen für alle spürbaren Beitrag zu mehr Klimaschutz, der auch noch den Geldbeutel schont.

Hier eine Beispielrechnung:

Vergleich der Betriebskosten einer Luft/Wasser- und einer Soe/Wasser-Wärmepumpe mit einer modernen Gas- oder Ölheizung, und elektrischer Speicherheizung.

Hier Luft/Wasser-Wärmepumpe:

Gebäudedaten und Wärmebedarf

Normaußentemperatur: -14 °C, Bivalenzpunkt: -5 °C, Jahresvollbenutzungsstunden: 1859
Gebäudehülle: gut gedämmt (Heizgrenztemperatur 12 °C), 150 m² beheizte Wohnfläche mit Flächenheizung 35 °C
Berechneter Wärmebedarf: 6.8 kW (spezifischer Wärmebedarf: 45.33 W/m²)
Jahresenergiebedarf für Heizung: 12.641 kWh
Warmwasserbereitung für 4 Person(en) mit 45 l / Person mit Zirkulationsleitung
Thermische Desinfektion: wöchentlich (Jahresenergiebedarf Thermische Desinfektion: 157 kWh)
Warmwasserbereitung: Heizungs-Wärmepumpe mit Flanschheizung

Hier Sole/Wasser-Wärmepumpe: