Funktionsweise von Wärmepumpen

Durch Elektro-Wärmepumpen wird die in Luft, im Wasser und im Erdreich schlummernde Energie nutzbar gemacht. Die ausgereifte Technik ermöglicht die umweltschonende Nutzung von kostenlos gespeicherter Sonnenenergie.
Grundlage der Wärmepumpentechnik ist ein Wärmetauscher, der ein Kältemittel durch die Aufnahme von Umweltwärme verdampft. Daraufhin wird es maschinell verdichtet und so auf ein höheres Temperaturniveau gebracht. In einem zweiten Wärmetauscher wird das Kältemittel wieder verflüssigt und gibt dabei die Wärme an den Heizkreislauf ab.

Es werden zwei Arten des Einsatzes von Wärmepumpen unterschieden. Bei der monovalenten Betriebsweise deckt die Pumpe den gesamten Jahresheizwärmebedarf. Bei den Wärmequellen handelt es sich meist um Erdreich und Grundwasser.

Die bivalente Betriebsweise hingegen verwendet bei besonders niedrigen Außentemperaturen einen zweiten Wärmeerzeuger, der bedarfsgesteuert eingesetzt wird. Es wird meist Außenluft als Wärmequelle verwendet.

Wärmequellen:

• Grundwasser speichert Sonnenwärme sehr gut und birgt den Vorteil einer ganzjährig konstanten Temperatur von ca. 10 °C. So lassen sich ganzjährig hohe Arbeitszahlen erzielen. Eine Förderpumpe pumpt das Wasser zum Verdampfer, wo es Energie abgibt, indem es auf bis zu 5 °C abgekühlt wird. Die Brunnen sollten von erfahrenen Brunnenbauern angelegt werden und maximal 15-20 Meter tief sein. Eine entsprechende Erlaubnis der Kreisverwaltungsbehörde ist erforderlich.
  
  Eine weitere Möglichkeit für den Einsatz der Wärmequelle Wasser ist die Nutzung von Oberflächenwasser aus Flüssen und Seen.
  

• Die im Erdreich gespeicherte Wärme wird über Erdwärmetauscher mit horizontal verlegten Erdkollektoren oder vertikal eingebrachten Erdsonden nutzbar gemacht. Die Sonden können mittels eines speziellen Bohrverfahrens mit relativ geringem Aufwand untergebracht werden. Erdkollektoren bestehen aus einem großflächig verlegten Rohrsystem, das in ca. 1,5 Meter Tiefe verlegt wird.
  

• Die Installation von Luft-Wärmepumpen gestaltet sich einfacher, da keine Erdarbeiten durchzuführen sind. Mit den Außentemperaturen schwanken dabei auch die Nutzwerte. Niedrige Außentemperaturen bedeuten also niedrige Energieerträge bei erhöhtem Energiebedarf. Daher werden Außenluft-Wärmepumpen meist mit einer Ergänzungsheizung eingesetzt (bivalenter Betrieb). Aktuelle Untersuchungen zeigen jedoch, dass die meisten Anlagen sehr effizient arbeiten und die Zusatzheizung de facto nur geringfügig benötigt wird.

zurück>>