Heizen mit Erd- und Umgebungswärme

Das Funktionsprinzip

Das Funktionsprinzip der Wärmepumpentechnik ist gut vergleichbar mit dem des Kühlschranks, der den Lebensmitteln in seinem Inneren Wärme entzieht, um diese auf seiner Rückseite an den Raum abzugeben. Die Wärmepumpe entzieht also ihrer Umgebung (Luft, Wasser oder Erdreich) Wärme, die über einen Verdichter von einem niedrigen Temperaturniveau auf Vorlauftemperaturen bis zu 65 °C gebracht und damit für Heizzwecke und Warmwasserbereitung nutzbar gemacht wird.

Bereits 1852 wurde das Funktionsprinzip der Wärmepumpe vom Physiker William Thompson entdeckt, 1932 wurde die erste einsetzbare Wärmepumpe installiert. In den letzten 25 Jahren ist eine zuverlässige und ausgereifte Serientechnik entstanden, die allen nur denkbaren Komfort gewährt. So lassen sich heutzutage die unterschiedlichsten Anforderungen im Bereich der Heiztechnik bequem und ökonomisch erfüllen.

Wärmepumpenanlagen

Eine Wärmepumpenanlage kann sogar noch bei Außentemperaturen von –20 °C betrieben werden. Auf das Jahr hochgerechnet lassen sich mit einer Wärmepumpe bis zur Hälfte der bei einer alten Standardheizungsanlage anfallenden Heizkosten einsparen. Besonders effizient arbeiten Wärmepumpen bei niedrigen Heizwassertemperaturen, z. B. beim Einsatz von Fußboden- oder Wandheizungen

Der in der Fachliteratur verwendete Leistungsindex„Coefficient of Performance“, abgekürzt COP, ist bei diesen Heizsystemenam höchsten. Der COP-Wert steigt mit geringer werdendemTemperaturunterschied zwischen Wärmequelle und Heizungsvorlauftemperatur.

Sole/Wasser-Wärmepumpen

Sole/Wasser-Wärmepumpen sind Wärmepumpen, welche die Erde mittels Solekreislauf als Wärmequelle nutzen. Das Erdreich ist ein guter Wärmespeicher, da die Temperatur im
Boden ganzjährig relativ konstant ist. Durch horizontal (als Flächenkollektoren) oder vertikal (als Sonden) in die Erde eingebaute Rohre wird dem Erdreich Wärme entzogen. Die
Temperatur der Sole bewegt sich im Bereich zwischen 0 und 12 °C, daher liegt die Energieeffizienz hier zwischen der von Wasser/Wasser-Wärmepumpe und Luft/Wasser-Wärmepumpe. Die Gesamtsondenlängen sind abhängig von Fläche und Baustandard. Für ein Einfamilienhaus sind Bohrlochtiefen bis 100 m ausreichend. Je nach Heizlast sind mehrere Sonden mit einer Länge von bis zu 100 m nötig.

Quelle: Novelan

Solare Wärmepumpen

Solargestützte Wärmepumpen kombinieren nahezu perfekt die Vorteile von Solaranlagen und Wärmepumpen. In den Sommermonaten sorgt die Solaranlage für die Warmwasserbereitung. Überschüssige Energie kann in der Erde zwischengespeichert werden. So kommt die Solaranlage nie zum Stillstand und die Schädigung der Sole ist ausgeschlossen. In der Übergangszeit kann die Solaranlage oft große Anteile der Heizlast abdecken, im Winter dient sie zur Anhebung der Quelltemperatur für die Wärmepumpe. Auf diese Weise kann der Flächenverbrauch reduziert werden, die spezifische Entzugsleistung wird maximiert und die Wärmepumpe läuft mit dem höchsten COP-Wert. Darüber hinaus vervielfacht sich der solare Nutzen.

Quelle: Thermosolar

Luft/Wasser-Wärmepumpen

Für diese Art der Wärmegewinnung ist keine Erschließung von Wärmequellen erforderlich. Energielieferant ist die Außenluft, die von der Wärmepumpe angesaugt wird. Dies ist bei Außentemperaturen von bis zu -20 °C möglich. Da die Temperatur der Energiequelle Luft nicht konstant ist, erzeugt die Luft/Wasser-Wärmepumpe bei gleichem Stromverbrauch mehr oder weniger Wärme: Je kälter die Außenluft, umso größer ist die Stromaufnahme. Dafür ist die Installation der Anlage wesentlich einfacher und kostenintensive Erdbohrungsarbeiten entfallen. Seit Kurzem sind auch Split-Varianten mit einer Aufteilung in Außen- und Innenteil sowie sich an den Wärmebedarf selbstständig anpassende Wärmepumpen verfügbar.

Quelle: Novelan