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Wärmepumpen

Heizung

Eine Wärmepumpe arbeitet wie ein umgekehrter Kühlschrank: Der Nutzen des Kühlschranks liegt darin, dass dem Kühlgut im Innern des Kühlschranks Wärme entzogen wird, die dann bei höherer Temperatur auf der Rückseite an die Umgebung abgegeben wird. Bei einer Wärmepumpe zu Heizzwecken strömt dagegen das Arbeitsmedium z. B. durch einen im Erdreich großflächig verlegten Wärmetauscher und nimmt bei niedriger Temperatur (ca. 10° C) Wärme auf. Die Wärmepumpe bringt diese auf ein höheres Temperaturniveau (z.B. 35° C) und speist sie in ein Heizsystem ein. Im Gegensatz zum Kühlschrank liegt hier der Nutzen nicht in der Abkühlung, sondern in der bei höherer Temperatur abgegebenen Wärme.
Wärmepumpen können dem Erdreich, dem Grundwasser oder der Luft Wärmeenergie entziehen und für Heizzwecke genutzt werden
Funktionsweise:
Die Wärme kann auf verschiedene Weise gewonnen werden: Über einen Erdwärmekollektor, also eine im Erdreich in ca. ein bis zwei Meter Tiefe verlegte Rohrleitung, mittels einer Erdwärmesonde, die in ein ca. 100 Meter tiefes Bohrloch eingeführt wird; aus dem Grundwasser oder aus der Luft. Weil kalte Winterluft nur wenig Wärme liefern kann und Grundwasser nicht überall verfügbar ist, arbeitet die Mehrzahl aller Wärmepumpen im privaten Wohnungsbau mit Erdwärmetauschern. Der Energiebedarf einer Wärmepumpe ist umso größer, je höher der Temperaturunterschied zwischen Eingang (Temperatur der Wärmequelle, z.B. des Erdreichs) und Ausgang (Temperatur, die die Wärmepumpe für das Heizsystem oder die Warmwasserbereitung liefert) ist. Daher sind für Wärmepumpensysteme besonders große Heizflächen (z.B. Fußbodenheizung) erforderlich, damit mit niedrigen Vorlauftemperaturen gearbeitet werden kann. Um das Temperaturniveau anzuheben benötigt die Wärmepumpe eine Antriebsenergie (W), die deutlich geringer ist als die von der Anlage gelieferte Heizenergie (Q). Das Verhältnis Q/W wird als Arbeitszahl bezeichnet. Eine Jahresarbeitszahl von 3 bedeutet also, dass die Wärmepumpe im Jahr dreimal so viel Heizwärme liefert wie sie an Antriebsenergie verbraucht.