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Wärmepumpe

Als Wärmepumpen bezeichnet man im Allgemeinen die Art von Heizungssystemen, die sich die thermische Energie der Umgebung zu Nutze machen. Dabei können verschiedene Teile der Umgebung als Energiequelle fungieren. Diese beeinflusst die Funktionsweise der Wärmepumpen und macht somit eine Unterscheidung der Systeme notwendig. Technisch gesehen kann man sich Wärmepumpen als einen „umgekehrten Kühlschrank“ vorstellen, bei dem jedoch aus einem verhältnismäßig kühlen Reservoir Energie abtransportiert wird um ein wärmeres Reservoir herzustellen. Dies geschieht mittels Strom und mit Hilfe eines Kältemittels, welches unter bestimmten thermischen Voraussetzungen Wärmemengen transportieren kann. Der relativ komplexe thermodynamische Prozess lässt sich vereinfacht wie folgt darstellen:
Zunächst wird das flüssige Kältemittel innerhalb des Systems unter Zufuhr der Umgebungswärme erhitzt. Das Kältemittel verdampft schon bei relativ niedrigen Temperaturen, sodass keine besonders hohe Umgebungstemperatur nötig ist. Das nun gasförmige Kältemittel wird in einem zweiten Schritt mit Hilfe eines elektrisch betriebenen Kompressors verdichtet und steht nun unter hohem Druck. Dabei erwärmt sich das Kältemittel weiter. Die im Kältemittel enthaltene Wärmeenergie wird in einem weiteren Schritt über einen Wärmetauscher an das entsprechende Heizmedium (Wasser oder Luft) abgegeben. Da das Kältemittel dabei wieder in den flüssigen Zustand zurückkehrt, wird dieses Bauteil des Systems auch als „Kondensator“ bezeichnet. Nachdem die Wärmemenge abgegeben wurde, gelangt das bereits abgekühlte Fluid an eine Rohrverengung, auf die ein wesentlich größerer Rohrdurchmesser folgt, was einen deutlichen Druckabfall mit sich führt. Nun kann das Kältemittel wieder dem Umgebungsmedium zugeführt werden und der Kreislauf schließt sich.
Wie bereits erwähnt unterscheiden sich die Wärmepumpentypen neben systemtechnischen Details hauptsächlich in der Energiequelle. So gibt es die sogenannte Luft-Luft-, Luft-Wasser-, Sole-Wasser- und Wasser-Wasser-Wärmepumpe. Bei dieser Bezeichnungsart steht das erste Medium immer für das Quell-, das Zweite für das Zielmedium, sprich den eigentlichen Wärmeträger innerhalb des Heizungssystems. Einen Überblick über die Funktionsweise der einzelnen Wärmepumpensysteme sowie der Kombinationsmöglichkeiten mit anderen Heizungssystemen bieten wir Ihnen unter dem Stichpunkt Heizungsanlagen oder gerne auch in einer persönlichen Beratung.
Hier eine kleine Übersicht über die einzelnen Wärmepumpenarten:

Die Luft-Luft-Wärmepumpe bezieht die Wärmeenergie aus der Umgebungsluft, die mit Hilfe von Ventilatoren angezogen wird. Innerhalb der Anlage kommt es dann zum Wärmeaustausch zwischen der Luft und dem flüssigen Kältemittel, welches sich an dieser Stelle abgekühlt in einem Rohrsystem befindet. Die Luft-Luft-Wärmepumpe wird in der Regel in eine bestehende Lüftungsanlage integriert, da hier auch die Wärmeenergie der Abluft genutzt werden kann.

Wrmepumpe Luft

Bei der Luft-Wasser-Wärmepumpe wird ebenfalls die Umgebungsluft als Wärmequelle genutzt, jedoch wird hier die erhaltene Wärmeenergie dem Heizungssystem zugeführt, welches meist Wasser als Trägermedium verwendet.

Wrmepumpe Erdkollektoren

Die Sole-Wasser-Wärmepumpe, auch Erdwärmepumpe genannt, nutzt die Umgebungstemperatur des Erdreichs, das ab einer bestimmten Tiefe eine konstante Temperatur aufweist. Die enthaltene Wärmeenergie kann entweder über Erdsonden aufgenommen werden, welche jedoch verhältnismäßig tief ins Erdreich eingeführt werden müssen, oder über Erdkollektoren, die in einer Tiefe von ca. 1-2 Metern flächendeckend verlegt werden müssen. Eine nachträgliche Installation einer solchen Anlage ist mit entsprechend hohen Kosten verbunden.

Zuletzt gibt es die Option der Wasser-Wasser-Wärmepumpe, welche die thermische Energie des Grundwassers nutzt. Hierbei ist die Anschaffung zweier Brunnen, dem sogenannten Förderbrunnen, der das Grundwasser zur Wärmepumpe befördert, sowie dem sogenannten Schluckbrunnen, welcher das kalte Wasser wieder abführt.

Wrmepumpe Grundwasser

Jedes der genannten Systeme hat spezifische Vor- und Nachteile, welche bautechnisch bedingt sind und im Einzelnen auf Wirtschaftlichkeit geprüft werden müssen. Im Allgemeinen lässt sich sagen, dass moderne Wärmepumpen zwar hohe Anschaffungskosten mit sich bringen, jedoch in hohen Maße Betriebskosten senken, da sie wartungsarm sind und nicht den Zukauf von Brennstoffen benötigen. Dadurch wird auch kein Lagerraum für solche Brennstoffe benötigt. Durch den elektrischen Betrieb des Verdichters kommt es allerdings zu einem erhöhten Stromverbrauch.

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