Mittwoch, 10 Mär 2010
 
 
Wärmepumpen

Wärmepumpen nutzen die im Erdreich, der Luft oder im Grundwasser gespeicherte Wärme um diese mit Hilfe von Strom auf ein höheres, für das Heizungssystem relevantes Niveau zu heben. Optimal funktioniert dieses Prinzip, wenn die Temperaturdifferenz zwischen Wärmequelle und Wärmeabnehmer möglichst gering ist.


Die Funktionsweise einer Wärmepumpe entspricht prinzipiell der eines Kühlschranks. Das im System befindliche Arbeitsmittel (Kältemittel) nimmt durch VeWaermepumperdampfen Umweltwärme auf, was daran liegt, dass die Temperatur dieses Kältemittels unter der Temperatur der Wär- mequelle (Erdreich, Grund-wasser, Umgebungsluft) liegt. Ein nachgeschalteter Verdichter erhöht den Druck des Arbeitsmittel-dampfes, wodurch seine Temperatur ansteigt und ein höheres Energieniveau erreicht wird. Ein Kon- densator sorgt dafür, dass die aufgenommene Energie an den Wärmeträger des Nutzungsprozesses abge- geben wird. In einem letzten Schritt muss das Arbeitsmittel wieder auf den Ausgangsdruck ent- spannt werden, was im Expansionsventil geschieht, so dass der Kreislauf von vorne beginnen kann.

Erdwärmepumpen können eine Leistungzahl von >4 erzielen, dass heißt bei 1kWh Elektro-energie werden 4kWh Heizenergie gewonnen. Somit werden für 100% Heizenergie, 75% der Energie aus der Erdwärme und 25% der zugeführten Energie (Strom) eingesetzt.
Es stehen mittlerweile Wärmepumpen in unterschiedlichen technischen Ausführungen bezüglich Heizleistung, Brauchwasservolumen, Abmessungen und Aussehen zur Verfügung.

Einige Wärmepumpen können zum Beispiel auch zur Kühlung eines Gebäudes eingesetzt werden. Dabei kann zwischen zwei unterschiedlichen Methoden unterschieden werden:
  • Umkehrbarer Betrieb: Die Funktionsweise der Wärmepumpe wird umgekehrt und entspricht dann genau der eines Kühlschrankes. Häufig wird diese Art der Kühlung auch als „reversibler“ Betrieb der Wärmepumpe bezeichnet.
  • Direkte Kühlung: Im Sommer sind die Temperaturen im Inneren der Gebäude in der Regel höher als im Erdreich oder im Grundwasser. Dann können die niedrigeren Temperaturen des im Winter als Wärmequelle dienenden Erdreichs bzw. Grundwassers zur direkten natürlichen Kühlung des Gebäudeinneren genutzt werden. Das Kältemittel nimmt die Wärme aus dem im Winter als Heizung dienenden System auf und führt sie nach außen ab. Bei dieser auch als „Natural Cooling“ bezeichneten Funktion ist die Wärmepumpe bis auf Regelung und Umwälzpumpen ausgeschaltet, dadurch ist es eine besonders energiesparende und kostengünstige Methode der Gebäudekühlung.

Wie bereits erwähnt, gibt es mehrere Quellen, aus denen Wärmepumpen ihre Energie beziehen können. Die am häufigsten genutzten in Bezug auf den Bau von Einfamilienhäusern sind:
  • Erdsonden
  • Erdreichkollektoren
  • Grundwasserbrunnen
  • Luft