Das Wämepumpen-Prinzip
Die Funktionsweise einer Wärmepumpe ist vergleichbar mit der eines Kühlschranks. Sie entzieht den
Umweltmedien Luft, Wasser oder Erdreich die Wärme und leitet diese an das Heizsystem weiter. Die Umweltenergie (Außenluft,
Wasser oder Erdwärme) wird zum Wärmeaustauscher (Verdampfer) der Wärmepumpe geführt. Hierin be- findet sich das flüssige
Kältemittel (Arbeitsmedium), das nun die Wärme der Wärmequelle aufnimmt und dabei verdampft. Der Verdichter saugt das
gasförmige Arbeitsmedium an und presst es zusammen. Der Druck erhöht sich, und die Temperatur steigt.
Anschließend sorgt ein zweiter Wärmeaustauscher (Verflüssiger) dafür, daß die Wärme in das Umlaufsystem der Heizung
gelangt. Der abschließende Druckabbau erfolgt durch das Expansionsventil. Der Kreislauf beginnt von vorne.
Die Betriebsweisen der Wärmepumpen:
Monovalent
Die Heizwärme im Gebäude wird ausschließlich durch die Wärmepumpe erzeugt. Geeignet für alle Heizsysteme bis max. +65°C
Vorlauftemperatur.
Monoenergetisch
Hauptwärmelieferant ist die Wärmepumpe. Reicht jedoch die Heizleistung der Wärmepumpe bei sehr kalten Außentemperaturen
nicht aus, schaltet sich automatisch eine elektrische Zusatzheizung ein. Beide decken gemeinsam den Heizwärmebedarf
Bivalent
Bei diesem System gibt es zwei verschiedene Wärmeerzeuger. Zum einen die Wärmepumpe, die bis zu einer bestimmten
Außentemperatur allein für die Heizung zuständig ist, und einem zweiten Wärmeerzeuger (z.B. Öl, Gas oder Feststoff), der je
nach Bedarf und damit Betriebsweise zugeschaltet wird.
Energiequellen für die Wämepumpen
Luftwärme
Die Nutzung der Luft als Wärmelieferant ist überall und zu jeder Jahreszeit möglich. Sogar bei harten Minusgraden bis
-18°C entziehen Wärmepumpen der Außenluft noch ausreichende Heizungswärme. Die Energieausbeute ist dann natürlich niedriger
als im Frühjahr oder Sommer. Da aber gerade an den kalten Tagen besonders viel Heizwärme benötigt wird, ist es sinnvoll, die
Wärmepumpe monoenergetisch oder bivalent zu betreiben. Luft/Wasser-Wärmepumpen sind einfach zu installieren -sowohl innen wie
außen -denn Erdarbeiten und Brunnenbohrungen entfallen.

Wasserwärme
Grundwasser ist ein optimaler Wärmespeicher. Selbst in strengen Wintern liegt die Temperatur noch bei +8°C bis +12°C.
Voraussetzungen für die Installation ist die ausreichende Menge und Qualität des Grundwassers. Für die Nutzung des
Grundwassers ist ein Saugbrunnen und ein Schluck- oder Sickerbrunnen erforderlich. Es wird die Wärme des Grundwassers genutzt,
wobei seine Temperatur gesenkt, seine Beschaffenheit jedoch nicht verändert wird. Auch Seen und Flüsse können zur
Wärmegewinnung genutzt werden.

Erdwärme
Wer ein größeres Grundstück besitzt, kann auch das Erdreich als Energiereservoir nutzen. Ein Rohr- schlangen- System
aus Kunststoff wird horizontal im Erdboden verlegt, in dem ein Solegemisch zirkuliert und dabei dem Erdboden die Wärme
entzieht. Erdreichkollektor-Anlagen eignen sich hervorragend für monovalenten Betrieb, ohne daß die darüberliegende Vegetation
wesentlich beinträchtigt wird. Als Grundfläche wird etwa das Zwei- bis Dreifache der zu beheizenden Wohnfläche benötigt. Wenig
Platzbedarf haben vertikale Erdwärme- sonden, die mit Bohrgeräten ins Erdreich eingesetzt werden. Wie bei den
Erdreichkollektoren zirkuliert in dem vertikalen Rohrschlangen-System ein Solegemisch, welches dem Erdboden und dem
Grundwasser indirekt die Wärme entzieht. Der Erdboden hat ab einer Tiefe von 15 m eine relativ konstante und von den
Jahreszeiten unabhängige Temperatur von ca. 10°C - also beste Voraussetzungen, um als effiziente Wärmequelle genutzt zu werden.
Die nebenstehenden Bilder des führenden Herstellers für Wärmepumpen
stellen dar:
Bild 1 : Funktionsweise einer WP
Bild 2 : Luft - Wasser - WP
Bild 3 : Wasser - Wasser - WP
Bild 4 : Sole - Wasser - WP

Auch manche Energieversorger zahlen Zuschüsse und/oder bieten günstige Wärmepumpentarife.
Bild 4 : Beispiel für eine monovalente Wasser-Wasser Wärmepumpe
1. Warmwasserspeicher:
2. Wärmepumpe
3. Pufferspeicher
4. Kompaktverteiler
5. Wärmepumpenregelung
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