Die Wärmepumpe ist perfekt, wenn es darum geht, Heizkosten zu sparen und unabhängig von fossilen Brennstoffen umweltschonend Wärme zu erzeugen. Doch wie unterscheiden sie sich- welches Modell passt für welches Haus? Es gibt verschiedene Arten von Wärmepumpen. Die Energie, die die Wärmepumpe nutzt, stammt kostenlos und in unbegrenzter Menge aus der Umwelt. So verringert sie den CO2-Ausstoß und trägt somit zum Klimaschutz bei. Dieser umfassende Ratgeber erläutert alles Wissenswerte zu den verschiedenen Varianten, Voraussetzungen und zur Funktionsweise.
Arten von Wärmepumpen
Luft-, Erd- oder Wasserwärmepumpe
Es ist heute durch den voranschreitenden Klimawandel überaus wichtig, Energie zu sparen. Die Heizung und Warmwasserbereitung machen mit ineffektiven Modellen einen großen Teil der verbrauchten primären Energie aus. Die Verwendung einer zukunftsfähigen Wärmepumpe1 schafft Abhilfe, denn sie nutzt erneuerbare Energie aus:
– Luft
– Erdreich
– Grundwasser
So können Hausbesitzer mit Wärmepumpen aller Modelle unabhängig von fossilen Brennstoffen werden. Die Investitionskosten sind rasch amortisiert und auch im Nachhinein ist die Installation sinnvoll. Die Pumpen unterscheiden sich dadurch, welche Energiequelle sie nutzen, um Heizwärme oder Warmwasser zu erzeugen. Doch nicht jedes Modell passt gleichermaßen zu jeder Immobilie. Die Kombinationsmöglichkeiten, Kosten einer Wärmepumpe, die wichtigsten fünf Fragen und vieles mehr2, dies alles ist bei Thermondo zu lesen.
Die gängigsten Modelle von Wärmepumpen sind:
Luft-Wasser-Wärmepumpe
Bei der Luft-Wasser-Wärmepumpe, der Pumpe, die hierzulande am häufigsten eingesetzt ist, wird ganz ohne fossile Energieträger mit der Wärme aus der Umgebungsluft geheizt, was ein technischer Prozess ermöglicht. Die Luft ist eine unendliche kostenlose und besonders umweltschonende Ressource. Sie lässt sich auch bei niedrigen Temperaturen im Außenbereich gewinnen.
Die Funktionsweise der Luft-Wasser-Wärmepumpe ist mit der eines Kühlschranks vergleichbar, nur umgekehrt. Die Außenluft wird von einem Ventilator in die Pumpe angesaugt. Darin zirkuliert ein Kältemittel. Die aufgenommene Außenluft erwärmt dieses. Es verdampft schrittweise. Der Kältemitteldampf wird mit einem Verdichter komprimiert, wobei Wärme entsteht. Die Energie gelangt danach ins Wasser des Heizkreises. Daraus resultiert die Bezeichnung der Pumpe, mit der man ein Wohnhaus ganzjährig beheizen und auch die Warmwasserversorgung ohne zusätzliches Gerät abdecken kann. Die Wärme des Dampfes wird an den Heizkreislauf abgegeben, während sich das Kältemittel wieder verflüssigt.
Auch bei eisigen Minusgraden im zweistelligen Bereich arbeitet sie zuverlässig. Eine moderne Luft-Wasser-Wärmepumpe kann die Räume nicht nur wärmen, sondern im Sommer auch kühlen, da die Kältemittel ebenso bei Minusgraden verdampfen. In dem Fall nimmt die Pumpe die warme Luft der Zimmer auf und leitet sie nach draußen. Die Luft-Wasser-Wärmepumpe verfügt außerdem meist über einen Heizstab, der bei Bedarf zugeschaltet werden kann. Doch das wird nicht oft nötig sein. Erfolgt der Betrieb der Pumpe mit erneuerbarem Strom3, ist sie völlig umweltfreundlich.
Dank der kompakten Größe lässt sich die Luft-Wasser-Wärmepumpe unkompliziert und flexibel im Alt- und Neubau installieren. Mühsame Erdarbeiten entfallen. Eine Aufstellung ist innen und außen möglich. Ob Alt- oder Neubau, am meisten rentiert sich die Luft-Wasser-Wärmepumpe bei einer gut isolierten Immobilie. Sie verbraucht dann im laufenden Betrieb weniger Strom. Die Anschaffung und Installation sind günstiger als bei anderen Wärmepumpenarten. Beim Einbau müssen zudem weniger Genehmigungen bei den Behörden eingeholt werden, als bei der Erdwärmepumpe. Die staatliche Förderung ist hoch, muss aber vor dem Beginn der Maßnahmen beantragt werden.
Sole-Wasser-Wärmepumpe
Die besonders leistungsstarke Erdwärmepumpe heizt mit der Hilfe der Energie aus dem Erdreich: Die ebenso kostenlos verfügbare Wärme wird aus der Tiefe entzogen. Die Erde ist ein nahezu unerschöpflicher Speicher. Auch hier profitieren Hausbesitzer von diversen Zuschüssen für die Wärmepumpe4. Die Temperatur ist im Erdreich, verglichen mit der Umgebungsluft, die erheblichen Temperaturschwankungen unterliegt, sehr konstant.
Tiefe Grabungen sind nicht nötig. Bereits ab 0,8 bis 1,5 Meter Tiefe ist die Frostgrenze unterschritten. Es herrschen ganzjährig sieben bis zwölf Grad Celsius. Das macht die Erdwärmepumpe überaus effizient. Auch bei einer vereisten oberen Erdschicht bleiben die tieferen Regionen davon unberührt. Die Funktionsfähigkeit der Sole-Wasser-Wärmepumpe ist damit immer sichergestellt.
Zum Entziehen der Wärme aus dem Erdreich kommen Erdsonden oder -kollektoren zum Einsatz. Erstere entnehmen sie in tieferen Schichten und werden durch eine Bohrung in die Erde eingelassen. Bei einer Tiefenbohrung ist die Zulassung durch die Behörde nötig. Erdkollektoren entziehen die Energie aus dem oberflächennahen Bereich und werden unterirdisch verlegt. Für die Installation des Kollektors wird auf dem Grundstück eine Fläche benötigt, die mindestens die doppelte Größe wie die zu beheizende Wohnfläche hat. Eine weitere Möglichkeit ist neben dem Erd- der Grabenkollektor. Das Rohrsystem der Kollektoren wird hier senkrecht in den Erdboden eingelassen. Dies spart viel Fläche.
Im Verdampfer, in den die entzogene Wärme geleitet wird, befindet sich ein Kältemittel. Der entstehende Wasserdampf wird im Anschluss verdichtet. Druck und Temperatur steigen dabei an. So wird die kostenlose Wärme aus der Umwelt in Heizwärme umgewandelt, an das Verteilsystem abgegeben und für den Haushalt bereitgestellt. Das verflüssigte Kältemittel wird in den Verdampfer zurückgeleitet, sodass der Kreislauf neu beginnen kann. Die Sole-Wasser-Wärmepumpe bietet sowohl bei einem Neu- als auch Altbau ein hohes Effizienzpotenzial.
Wasser-Wasser-Wärmepumpe
Mit den unterirdischen Vorkommen an Grundwasser kann man auch Häuser beheizen und die Temperatur des Brauchwassers erhöhen. Ein Vorteil ist die relativ konstante Temperatur, die sich durchschnittlich auf acht bis zwölf Grad Celsius beläuft. Das macht sich die Wasser-Wasser-Wärmepumpe zunutze zum:
– Aufwärmen von Brauchwasser
– Erwärmung von Heizwasser
– Kühlen im Sommer
Die Energiequelle ist das Grundwasser. Die Pumpe liefert, ob Sommer oder Winter, eine hohe Heizleistung. Aufgrund des aufwändigeren Baus der Anlage sind Genehmigungen nötig. Daneben sind zwei Brunnen erforderlich:
– Förderbrunnen
– Schluckbrunnen
Damit bezieht sie ihre thermische Energie aus dem Grundwasser. Über den Förderbrunnen und eine Pumpe gelangt es zur Erdoberfläche, durch Rohre zum Kältemittelkreislauf der Pumpe und hier erfolgt der Austausch der Energie. Die Wärme des jetzt gasförmigen Kältemittels wird über den Wärmetauscher an das Heizungswasser abgegeben. Der Schluckbrunnen dient dazu, es abgekühlt wieder in den Wasserkreislauf einzubringen, um das Grundwasservorkommen im Erdreich zu erhalten. Der Kreislauf startet danach erneut damit, dass das Kältemittel Wärme dem Förderbrunnen entnimmt.
Der Abstand zwischen den zwei Grundwasserbrunnen muss mindestens 15 Meter betragen, der Förderbrunnen in der Fließrichtung des Schluckbrunnens liegen und das Bohrloch großzügig sein. Die Bohrtiefe hängt von der Höhe des Grundwasserspiegels ab.
Fazit
Die Luft-Wasser-Wärmepumpe entzieht die Energie aus der Luft, die Erdwärmepumpe nutzt das Erdreich als zuverlässige Energiequelle und die Wasser-Wasser-Wärmepumpe bezieht die Wärme aus dem Grundwasser, das sie sich mittels Brunnen zugänglich macht. Die Luft-Wasser-Wärmepumpe ist in den meisten Fällen die richtige Wahl, denn sie erfordert keine Erdarbeiten oder Tiefenbohrungen sowie kaum Genehmigungen. Doch jede der drei Bauarten hat ihre Vorteile. Die Jahresarbeits- und Leistungszahl stehen für die Leistungsfähigkeit. Beide Kennzahlen sind wichtig für die Effizienz. Wer sich für eine Wärmepumpe entscheidet, profitiert von attraktiven Fördermitteln.
Verlinkte Quellen:
1 Verwendung einer zukunftsfähigen Wärmepumpe – siehe auch „Wann macht eine Wärmepumpe Sinn“: Beitrag in der Rubrik Energiesparen bei wohnung-jetzt.de
2 Kosten einer Wärmepumpe, die wichtigsten fünf Fragen und vieles mehr – siehe auch: Rat Wärmepumpe – Wärmepumpe Arten bei thermondo.de
3 Betrieb der Pumpe mit erneuerbarem Strom – siehe auch: „Was sind die Vorteile von erneuerbarem Strom bei der Wärmepumpennutzung“ bei e3-energie.de
4 Zuschüsse für die Wärmepumpe – siehe auch: „So viel bekommen Sie von Vater Staat wenn Sie eine Wärmepumpe einbauen“ bei Focus.de