Das Prinzip der Wärmepumpe

Wenn es darum geht, wie man für Heizwärme und Warmwasser sorgen kann, wird als Alternative immer öfter die Wärmepumpe mit erwähnt. Gerade in der heutigen Zeit, wo man zunehmend darauf bedacht ist, auch umweltfreundlichere Energiequellen zu finden. Vielleicht können sich aber darunter immer noch einige nichts Konkretes vorstellen. Die Frage also könnte sein, was ist und was bringt so eine Wärmepumpe?

Mit einer Wärmepumpe hat man eine gut geeignete, umweltfreundliche und wartungsarme Heizanlage für viele Gebäude. Zum Heizen wird dafür die gespeicherte Energie aus der Umwelt genutzt. Diese wird entweder aus der Erde, aus Wasser oder auch aus der Luft bezogen. Wer ein Haus bauen möchte oder auch schon eins besitzt, kann mit einer Wärmepumpe durchaus einiges an Geld sparen. Wie schon erwähnt, können die Wärmepumpen mit verschiedenen Energiequellen betrieben werden. Aber sie funktionieren trotzdem alle nach demselben Prinzip. Um es erst einmal einfach auszudrücken, könnte man sagen, dass eine Wärmepumpe ähnlich wie ein Kühlschrank arbeitet. Der Kühlschrank entzieht nur den Nahrungsmitteln die Wärme und gibt diese nach außen ab, die Wärmepumpe entzieht der Umwelt die Wärme und gibt sie innen, in das Haus ab.

Wie funktioniert die Wärmepumpe?

Da es unterschiedliche Arten von Wärmepumpen gibt, wird die Energie auch unterschiedlich gewonnen. Entweder sie kommt aus dem Erboden, aus der Luft oder eben aus dem Grundwasser. Verteilt wird die Wärme normalerweise mithilfe von Wasser. Das Wasser nimmt die Wärme auf und transportiert sie so in die Flächenheizung im Haus oder in die Heizkörper. Mithilfe desselben Prinzips könnte aber auch die erhaltene Wärme zum Aufheizen des Warmwasserspeichers genutzt werden. Wenn es dazu kommen sollte, dass zu viel Wärme zustande kommt, kann das warme Wasser zwischengelagert werden. Das wird dann meistens in großen Tanks (Pufferspeicher) gemacht, die wärmeisoliert sind. Das ermöglicht es, dass das Wasser erst bei Bedarf abgegeben werden kann. Wer übrigens darüber hinaus noch mehr Informationen zum Thema Wärmepumpenheizung benötigt, kann dazu auch ergänzend viel Wissenswertes auf der Seite von STIBEL ELTRON nachlesen.

In drei Schritten erfolgt dabei die Wärmegewinnung:

Erster Schritt ist, die Energie aus der Umwelt beziehen
Mithilfe der Wärmequellenanlage wird die Wärmepumpe mit der Energiequelle (Luft, Erde oder Wasser) verbunden. Die Energiequelle ist der Wärmelieferant. Wenn die Wärmequellenanlage die Wärme aufgenommen hat, wird diese weiter an die Wärmepumpe abgegeben.
Der zweite Schritt ist, die Energie nutzbar machen
In der Wärmepumpe befindet sich ein Kältemittel. Das nimmt die gewonnenene Energie auf und verdampft dann dadurch. Dieser Dampf wird weiter zu einem Kompressor geleitet und dabei verdichtet, weshalb die Temperatur dann steigt. Danach wird er wieder verflüssigt. Dabei wird die Wärme abgegeben.
Der dritter Schritt bedeutet, die gewonnene Wärme zu verteilen Die erhaltene Wärme wird im Anschluss mit dem Wärmeverteil- und Speichersystem überall ins Haus verteilt. Meistens erfolgt die Verteilung mit der Hilfe von Wasser, wie schon weiter oben bereits erwähnt.

Verschiedene Möglichkeiten bei den Wärmpumpen

Wenn schon die Wärmeverteilung mithilfe verschiedener Wärmepumpen meist nach dem gleichen Prinzip funktioniert, gibt es aber Unterschiede bei den möglichen Temperaturbereichen. Man unterscheidet hier zwischen:

Niedertemperatur-Wärmepumpe: Höchsttemperatur 55 Grad
Mitteltemperatur-Wärmepumpe: Höchsttemperatur 65 Grad
Hochtemperatur-Wärmepumpe: Höchsttemperatur 75 Grad

Hier sollte beachtet werden, dass, wenn ein Haus gut gedämmt ist, eine Niedertemperatur-Wärmepumpe eingesetzt werden kann. Das geht deswegen, weil nur wenig Wärme über das Haus verloren geht. Wenn es sich aber um nur mittelmäßig gedämmte Häuser handelt, wird wohl eher eine Hochtemperatur-Wärmepumpe benötigt. Die Wärmepumpen unterscheiden sich aber noch unabhängig von den Temperaturbereichen durch die Art der Energiequelle. Die möglichen Wärmepumpenanlagen lassen sich generell in vier verschiedene Systeme unterteilen, welche sich teils auch mit modernen Konzepten des Smarthomes (Infos) perfekt ergänzen.

Die vier verschiedenen Systeme

Zum Ersten gibt es hier die Sole-Wasser-Wärmepumpe mit Erdkollektoren. Diese Wärmepumpe nutzt als Energiequelle das Erdreich und entzieht diesem über die Erdkollektoren die Wärmeenergie. Das Grundstück sollte hierfür über ausreichend Freifläche verfügen. Die Bodenqualität ist dafür auch entscheidend.

Zum Zweiten lässt sich mit Erdsonden die Wärme mit einer Sole-Wasser-Wärmepumpe aus dem Erdreich entziehen. Hierbei ist der deutlich geringere Platzbedarf von Vorteil. Der Nachteil wäre aber, dass für die Erdsonden sehr tief gebohrt werden muss und die Erschließungskosten dementsprechend teurer sind.

Zum Dritten kann die Wasser-Wasser-Wärmepumpe das Grundwasser als Energiequelle nutzen. Hierfür müssen zwei Brunnen gebohrt werden. Mit einem wird das Grundwasser nach oben in die Wärmepumpe gefördert (Förderbrunnen) und über den anderen (Schluckbrunnen) wird das Wasser in den Grundwasserpool zurückgegeben.

Zum Vierten kann die Luft-Wärmepumpe die benötigte Wärmeenergie aus der Außen- oder Raumluft beziehen. Hier gilt, um so besser das Gebäude energetisch saniert wurde, um so besser kann die Luft-Wärmepumpe auch arbeiten. Man kann diese als Luft-Wasser- oder als Luft-Luft-Wärmepumpen erhalten.