Wärmepumpen

Wie funktioniert eine Wärmepumpe?

Im Grunde wie ein Kühlschrank, der mit der nach außen offenen Kühlschranktür ins Fenster gestellt wird. Dabei besteht die Wärmepumpe in der Regel aus drei Einheiten: Der Wärmequelle (Luft, Erdreich oder Grundwasser), der eigentlichen Wärmepumpe und der Wärmesenke (= Raumheizung oder Warmwasser).

In einem Wärmetauscher (Verdampfer) wird die Energie von der Wärmequelle auf das Kältemittel übertragen, das dadurch verdampft. Der Kältemitteldampf wird nun zu einem Verdichter/Kompressor weitergeleitet. Durch die Verdichtung wird das gasförmige Kältemittel heißer. In einem weiteren Wärmetauscher, dem so genannten Verflüssiger, wird das unter hohem Druck stehende, heiße Kältemittelgas nun kondensiert, wobei es seine Wärme wieder abgibt. Diese Wärme wird dann zur Wärmesenke weiter transportiert. Das abgekühlte und verflüssigte Kältemittel wird zu einer Drossel geleitet, in der der Druck des Kältemittels wieder verringert wird. Das nun flüssige, entspannte Kältemittel wird schließlich zum Verdampfer zurückgeführt.

Welche Wärmequellen gibt es?

Es gibt drei Hauptwärmequellen für Wärmepumpen: Außenluft, Sole/Erdreich und Grundwasser. Jede dieser Quellen hat spezifische Vor- und Nachteile:

Außenluft (Luft-Wasser-Wärmepumpe)

Vorteile:

• Einfache und kostengünstige Installation

• Geringer Platzbedarf

• Gut geeignet für Nachrüstungen im Altbau

Nachteile:

• Geringere Effizienz im Vergleich zu anderen Systemen

• Höhere Betriebskosten durch erhöhten Stromverbrauch

• Mögliche Lärmbelästigung durch Außeneinheit

Sole/Erdreich (Sole-Wasser-Wärmepumpe)

Vorteile:

• Hoher Wirkungsgrad und Effizienz

• Niedrige Betriebskosten

• Konstante Temperaturen im Erdreich über das ganze Jahr

• Möglichkeit zur passiven Kühlung im Sommer

Nachteile:

• Hohe Investitionskosten

• Aufwändige Erschließung der Wärmequelle (Erdkollektoren oder Erdsonden)

• Große Grundstücksfläche erforderlich (bei Erdkollektoren)

• Genehmigungspflichtige Tiefenbohrungen bei Erdsonden

Grundwasser (Wasser-Wasser-Wärmepumpe)

Vorteile:

• Höchste Effizienz und Jahresarbeitszahl aller Systeme

• Niedrige Betriebskosten durch geringen Stromverbrauch

• Konstante und relativ hohe Wassertemperatur über das Jahr

Nachteile:

• Hohe Investitionskosten

• Komplizierte Installation durch genehmigungspflichtige Brunnenbohrungen

• Spezielle Standortvoraussetzungen (passende Grundwasserspiegelhöhe und Grundwasserzusammensetzung)

• Hohe Erschließungskosten durch Bohrungen und Brunnenbau

Jede Wärmequelle hat ihre spezifischen Einsatzbereiche und eignet sich je nach den örtlichen Gegebenheiten und individuellen Anforderungen. Die Wahl der optimalen Wärmepumpe hängt von Faktoren wie Grundstücksgröße, Bodenbeschaffenheit, Grundwasserverfügbarkeit und Gebäudeeigenschaften ab.

Bildquelle: Pixapay