Wer sich mit den Themen Heizungsmodernisierung und Energiesparen beschäftigt, trifft früher oder später auf den Begriff „Wärmepumpe“.
Bei einer Wärmepumpe handelt es sich um die moderne Form der Elektroheizung, die einen Großteil der zu erzeugenden Wärmeenergie aus regenerativen Quellen bezieht. Dies macht Wärmepumpen hocheffizient und sparsam im Verbrauch.
Wärmepumpen – ein Überblick
Bauartbedingt unterscheidet man Wärmepumpen meist anhand ihrer primären Energiequelle. Im Folgenden stellen wir die gebräuchlichsten Varianten vor:
Luft-Luft-Wärmepumpen / Luft-Wasser-Wärmepumpen
Diese Art der Wärmepumpe nutzt die in der Außenluft vorhandene Energie und überträgt sie entweder über ein Belüftungssystem direkt in die Innenräume (Luft-Luft-Wärmepumpen) oder speichert die Wärme in einem Wasserkreislauf zum Betrieb an Konvektionsheizkörpern bzw. Flächenheizungen (Luft-Wasser-Wärmepumpen).
Bei Luft-Wasser-Wärmepumpen spielt die erzeugbare Vorlauftemperatur eine große Rolle, also die Temperatur des Brauchwassers, welches durch die Heizkörper fließt. Je größer die Oberfläche der Heizkörper, desto niedriger kann die Vorlauftemperatur gewählt werden:
- Konvektionsheizkörper, Radiatoren: 50 °C bis 75 °C
- Flächenheizungen (z.B. Wandheizungen, Fußbodenheizungen): 25 °C bis 35 °C
[Alle Angaben sind Richtwerte.]
Wärmepumpen mit Wasser als Medium zur Wärmeübertragung und Vorlauftemperaturen von größer 45 °C werden oft als Hochtemperatur-Wärmepumpen bezeichnet. Diese bieten sich vor allem für die Sanierung von Bestandsgebäuden an.
Luft-Luft-Wärmepumpen geben die erzeugte Wärme über einen Wärmetauscher direkt in den Raum ab, ohne den Umweg über ein weiteres Übertragungsmedium zu nehmen.
Zu den Luft-Luft-Wärmepumpen zählen auch Split-Klimageräte, die abhängig vom zu beheizenden Gebäude eine interessante dezentrale Alternative zur Zentralheizung darstellen. Mehr über Split-Klimageräte als günstige Heizungslösung lesen Sie in diesem Artikel…
Sole-Wasser-Wärmepumpen
Ab einer bestimmten Tiefe liegen die Temperaturen im Erdreich in weiten Teilen Europas das ganze Jahr über ungefähr zwischen sechs und 14 °C, selbst im kältesten Winter. Diesen Umstand nutzen Sole-Wasser-Wärmepumpen zur Energiegewinnung:
Es gibt Systeme, welche die Wärme aus tieferen Erdschichten zwischen 30 Metern und über 100 Metern beziehen. Dabei werden mehrere entsprechend tiefe Schächte gebohrt und mit Leitungen versehen, durch welche eine Flüssigkeit zur Wärmeübertragung fließt (meist ein Gemisch aus Wasser und Glykol).
Solche Sole-Wasserwärmepumpen mit Erdsonden erfordern nur wenig Platz und arbeiten sehr energieeffizient. Sie müssen aber in vielen Regionen umfangreiche Genehmigungsverfahren durchlaufen (z.B. Bergbaurecht, Schutz des Grundwassers) und sind zudem relativ teuer im Bau.
Alternativ kann über ein ungefähr zwei Meter tiefes, horizontal verlegtes Leitungssystem (sogenannte Kollektoren) Energie gewonnen werden. In Mitteleuropa betragen die Bodentemperaturen in diesen Tiefen zwischen ca 4 °C Anfang Februar und ca. 20 °C im August.
Von Nachteil ist hier vor allem der enorme Platzbedarf, je nach gewünschter Heizleistung. Meist benötigt man das anderthalb bis zweifache der zu beheizenden Fläche. Bei einem Haus mit 120 Quadratmetern also ein ca. 240 Quadratmeter großes, unbebautes und gut zugängliches Areal.
(Grund-)Wasser-Wasser-Wärmepumpen
Vergleichbar arbeiten Wasser-Wasser-Wärmepumpen. Sie beziehen die Wärme entweder aus einem fließenden oder stehenden Gewässer, meist jedoch aus einem vorhandenen Grundwasser-Reservoir.
Die Temperaturen von Grundwasser liegen im Jahresmittel deutschlandweit relativ stabil zwischen 7 °C und 11 °C. Bei Oberflächengewässern sind die Temperaturen hingegen stark witterungsabhängig.
Ob die Nutzung von Energie aus Grundwasser überhaupt möglich ist, hängt maßgeblich von der geologischen Beschaffenheit des Untergrunds und der Wasserqualität ab.
Oberflächengewässer sollten in räumlicher Nähe zum beheizten Gebäude liegen und ausreichend groß sein bzw. über eine ausreichende Strömungsgeschwindigkeit und ganzjährig stabile Wassermenge verfügen.
In den meisten Fällen sind bei beiden Varianten komplexe Genehmigungsverfahren zu durchlaufen. Außerdem besteht das (äußerst geringe) Risiko einer Verunreinigung des Wassers durch die verwendete Flüssigkeit zur Energieübertragung.
Autor: Tobias Eichner | Datum der Veröffentlichung: Juli 2022
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