Unterschiede und Arten der Wärmepumpen

Unterscheidungsmöglichkeiten der Wärmepumpe sind in der Bauform und der Art der Energiegewinnung zu sehen. Die Kompressionswärmepumpe basiert auf der Nutzung der Verdampfungswärme. Der Kompressor ist dafür verantwortlich, dass die Zirkulation des Kältemittels (aus ökologischer Sicht ist CO² das ideale Kältemittel) funktioniert. Hierbei kann man beobachten dass sich der Aggregatzustand des Kältemittels von flüssig in gasförmig und umgekehrt, ständig wandelt. Bei der Nutzung einer Absorptionswärmepumpe kommen ein Lösungsmittel (Wasser) und ein Kältemittel (Arbeitsgase) zum Einsatz. Die Reaktionswärme, welche durch die Mischung der Flüssigkeit und des Gases entsteht, ist das zu nutzende Ergebnis. Zur Energiegewinnung kommen folgende Wärmequellen in Betracht:

• die Erde
• die Luft
• das Wasser

 

Nutzungsvoraussetzungen

Nutzt man Wasser als Wärmequelle, ist eine konstante Wassertemperatur von ca. 7-12 Grad erforderlich. In eine Grundwasser-Wärmepumpe wird das richtig temperierte Grundwasser gepumpt. Der Kreislauf schließt sich, indem das abgekühlte Wasser, in einen Schluckbrunnen, eingespeist wird. Diese Art der Nutzung bedarf einer Genehmigung der zuständigen Behörde. Zudem ist darauf zu achten, dass die Qualität des Wassers den Grenzwerten der Hersteller von Grundwasser-Wärmepumpen, entspricht.
Nutzt man die Wärmequelle der Luft, ist dies mit dem geringsten Aufwand verbunden. Selbst bei einer Außentemperatur von unter minus 20 Grad, funktioniert der Kreislauf der Wärmepumpe. Die durch einen Kanal angesaugte Außenluft wird im Verdampfer der Wärmepumpe abgekühlt und wieder an Umgebung abgegeben. Allerdings wird bei solchen extrem niedrigen Außentemperaturen eine elektrische Zusatzheizung benötigt. Nur so kann die erforderliche Temperatur erreicht werden.
Vorwiegend in Passivhäusern wird die Abluft als Wärmequelle genutzt. Obwohl die Restwärme von den Wohnräumen unzureichend ist, ist es effektiv eine Wärmepumpe einzusetzen, welche durch eine zusätzliche Heizung (z.B. elektrisch) ergänzt wird. Nutzt man die Erde als Wärmequelle, findet man zwei Optionen vor. Als Erstes kommt die Erdsonde in Betracht. Die zweite Möglichkeit ist der Erdwärme-Flächenkollektor. Genehmigungspflichtig sind Bohrungen, wenn eine Erdsonde verwendet wird. Bohrungen sollten auch bei einer Tiefe von nur 100 m, von einer Fachfirma ausgeführt werden. Sie und auch die Geologen kennen sich mit den Bodenbeschaffenheiten aus. Beachtet werden müssen die Schichtfolgen, der Bodenwiderstand und auch das Wissen, um die Fließrichtung des Grund- bzw. Schichtwassers. Liegen optimale Bedingungen vor, kann die Erdsonde in die Bohröffnungen eingesetzt werden. Ein Erd- bzw. Flächenkollektor hingegen wird horizontal in einer Tiefe von ca. 1,5 m im Erdreich genutzt. Die Erdkollektorrohre, die somit frostsicher verlegt sind, können ausreichend Erdwärme gewinnen. Das Sohle Rohr sollte sich nicht in der Nähe von zu tief wurzelnden Pflanzen befinden. Je nach den Bodenbeschaffenheiten ergeben sich die Speichereigenschaften und die Leitfähigkeit. Im Idealfall können bis zu 75% der benötigten Wärme durch Wärmepumpen aus der Natur genutzt bzw. gewonnen werden.

Einsatzgebiete der Wärmepumpen

Sowohl in den Privathaushalten als auch industriell wird das Prinzip der Wärmepumpen genutzt. In den privaten Haushalten dienen die Wärmepumpen vorwiegend zu Warmwasserbereitung. Da die Energie meist nicht ausreicht, um den gesamten Heizbedarf des Hauses zu decken, wird entweder eine Ölheizung oder einer Gasheizung, zusätzlich betrieben. Dieses System der Heizung nennt man bivalent (zweiwertige Heizungssysteme).

Laut “Fokus” vom 08.10.2012 hat schon jeder dritte Neubau eine Wärmepumpe. Das beruht auf der Tatsache, dass die Kosten für Gas und Heizöl ständig steigen. Zudem überzeugen die Kunden, die geringen Wartungskosten und den Aspekt, die Umwelt zu schonen, den Einbau einer Wärmepumpe. Das Nachrüsten von Altbauten erweist sich auch als rentabel, da die veralteten und teuren Nachtspeicherheizungen durch die Luft-Wasser-Wärmepumpen ersetzt werden können.