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Heizen mit Wärmepumpe


Mit der Nutzung des Brennwertes ist die Technik konventioneller Heizsysteme ausgereizt. Physikalisch betrachtet ist es zudem sehr unbefriedigend, Temperaturen von ca. 1000°C erzeugen zu müssen, um die Raumtemperatur auf 20°C zu halten. Wärmepumpen dagegen entziehen der Umwelt zwischengespeicherte Sonnenenergie und wandeln diese in nutzbare Heizwärme um. Außerdem sind die Werte für Schadstoffemissionen und Energieverbrauch entschieden geringer.

Der besondere Vorteil der Wärmepumpe gegenüber konventionellen Wärmeerzeugern ist die kostenlos zur Verfügung stehende, unbegrenzt verfügbare Umweltwärme. Die Funktion einer Wärmepumpe entspricht der eines Kühlschrankes. Beim Kühlschrank wird dem Kühlgut Wärme entzogen und über den Verflüssiger an die Raumluft abgegeben. Die Wärmepumpe entzieht der Umwelt die Wärme und gibt sie über ein Arbeitsmittel an ein Wasserheizsystem ab. Sie selbst wird durch einen Elektromotor angetrieben, wobei je nach Wärmequelle aus 1 kWh (Kilowattstunde) elektrischer Energie bis zu 5 kWh Nutzenergie erzeugt werden. Dieses Verhältnis von zugeführter zu nutzbarer Energie wird als Leistungszahl bezeichnet; 3 kWh nutzbare Energie bei 1 kWh zugeführter elektrischer Energie entspricht z.B. Leistungszahl 3.

Das Heizsystem Wärmepumpe wird, in Abhängigkeit von nutzerspezifischen oder klimatischen Bedingungen, in verschiedenen Betriebsweisen eingesetzt:
Monovalent, d.h. die Heizwärme wird ausschließlich durch die Wärmepumpe erzeugt; gängig ist die Kombination mit einer elektrischen Zusatzheizung im Wasserspeicher.
Bivalent: Das Heizsystem besteht neben der Wärmepumpe aus einem weiteren Wärmeerzeuger (z.B. eine Brennwertheizung)

Als Wärmequelle nutzen Wärmepumpen die Umgebungsluft (Luft/Wasser-Wärmepumpe), Grundwasser (Wasser/Wasser-Wärmepumpe) oder Erdwärme (Sole/Wasser-Wärmepumpe). Die größte Temperaturkonstanz als Wärmequelle bietet Grundwasser. Wasser/Wasser-Wärmepumpen nutzen Grundwasser in einer Tiefe von 5 – 15m; hier gewährleisten gleichmäßige Temperaturen von 8° - 12°C den größten mit Wärmepumpen zu erreichenden Energiegewinn: Leistungszahl 5. Die Nutzung einer Grundwasser-Wärmepumpe erfordert eine ausreichend große Menge Grundwasser und die Erlaubnis der Unteren Wasserwirtschaftsbehörde.

Erdwärme wird gewöhnlich über Erdreichkollektoren (ein Rohrschlangensystem in ca. 1,50m Tiefe) dem Erdreich entzogen und über einen Solekreislauf der Wärmepumpe zugeführt. Die Leistungszahl liegt hier bei 4. Welche Wärme aber tatsächlich dem Erdreich entzogen werden kann, hängt von der Beschaffenheit des Erdreichs ab: Lehmboden wäre optimal, sandiger Boden der schlechten Wärmeleitung wegen eher ungeeignet. Der Erdreichkollektor braucht Platz: Ca. das zwei bis dreifache der zu beheizenden Wohnfläche sollte als unbebautes Grundstück für den Kollektor zur Verfügung stehen Im Vergleich zu Erdwärme und Grundwasser ist die Heizwärmeerzeugung aus Außenluft technisch einfach.

Bei Innenaufstellung führen wenige Meter lange Luftkanäle die Außenluft in die Wärmepumpe. Bei Außenaufstellung wird die Luft direkt angesaugt und der Vor- und Rücklauf führt über kurze hochgedämmte Leitungen ins Haus. Bei einer Leistungszahl von 3 wird die Luft/Wasser-Wärmepumpe meist bivalent betrieben.






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