Wärmepumpen

Wärmepumpen der verschiedenen Systeme. Eine regenerative Energiequelle die funktioniert!

Funktionsweise der Wärmepumpe

Die Wärmepumpe

Eine Wärmepumpe funktioniert im Prinzip wie ein Kühlschrank, nur mit umgekehrtem Nutzen. Die Wärmeaufnahme und deren Transport übernimmt ein Arbeitsmittel, das sich in einem geschlossenn Kreislauf bewegt und nacheinander verschiedene Zustandsänderungen erfährt. Es wird verdampft, verdichtet, verflüssigt und entspannt. Die Wärmepumpe wandelt so Wärme niedriger Temperatur (z.B. 7 °C) in Wärme hoher Temperatur (z.B. 23°C) um.

Drei Viertel der zum Heizen und Warmwasserbereiten benötigten Energie entzieht die Wärmepumpe der Umwelt – gespeicherte Sonnenwärme in Erdreich, Wasser und Luft. Durch Einsatz dieser kostenlosen Umweltwärme und rund einem Viertel Antriebsenergie für den Verdichter ist die Wärmepumpe problemlos in der Lage Ein- und Mehrfamilienhäuser zu beheizen.

Unterschieden wird auch zwischen folgenden Betriebsweisen:

  • monovalenter Betrieb:
    Betriebsweise, bei der der Wärmeleistungsbedarf des Gebäudes allein durch die Wärmepumpe gedeckt wird. Die Dimensionierung der Wärmepumpenanlage ist auf den kältesten Tag bezogen.
  • monoenergetischer Betrieb:
    Hierbei wird das Gebäude mittels einem Energieträger beheizt, üblicherweise Elektrizität. Beim erreichen des Bivlenzpunktes (Grenztemperatur bei Luft/Wasser WP meistens -5°C) wird über einen Heizstab elektrisch nachgeheizt. - bivalenter Betrieb: Bei dieser Betriebsweise übernimmt die Wärmepumpe den Heizbetrieb bis zu einer eingestellten min. Temperatur (Bivalenzpunkt z.B. 5°C) fällt die Temperatur unter den Bivalenzpunkt schaltet sich ein zweiter Wärmeerzeuger (meist konventioneller) ein und die Wärmepumpe schaltet ab.
  • bivalent-paralleler Betrieb:
    Diese Betriebsweise funktioniert mit zwei Wärmeerzeugern, d.h. die Wärmepumpe deckt den Wärmeleistungsbedarf bis zur ermittelten Grenztemperatur (in der Regel 0°C) und wird dann parallel durch einen zweiten Wärmeerzeuger unterstützt. 

Luft/Wasser Wärmepumpe für Außensaufstellung

Intelligenter und wirtschaftlicher kann man Umweltenergie nicht einsetzen und das sogar das ganze Jahr. Selbst im Winter, wenn eisige Temperaturen herrschen.

Die Luft/Wasser-Wärmepumpen gewinnen die Wärme, die in der Außenluft vorhanden ist, und nutzen diese zum Heizen und zur Warmwassererwärmung. Die Luft/Wasser-Wärmepumpen benötigen trotz ihres hohen Leistungsvermögen überraschend wenig Platz. So findet sich beispielsweise schnell ein geeigneter Platz im Garten oder ähnlich. 

Auch bei sehr geringen Aussentemperaturen kann die Luft/Wasser Wärmepumpe noch die komplette Heizarbeit alleine leisten. Erst spät wird die integrierte elektrische Zusatzheizung automatisch dazugeschaltet. Bei einer optimalen Auslegung der Anlage kann die Wärmepumpe so mehr als 95 Prozent der Jahresheizarbeit erbringen. 

Auch die Warmwasserbereitung erfolgt über die Wärmepumpe. Sie gibt die gewonnene Wärme der Außenluft an das Wasser im Speicher ab und heizt es auf. Die speziellen Wärmepumpen-Speicher verfügen über extra große Wärmetauscher und lassen einen effizienten Wärmepumpenbetrieb zu. 

Die Wärmeübertragung an das Gebäude erfolgt über Flächenheizung wie z.B. Fußbodenheizung oder Heizkörper. 

Luft/Wasser Wärmepumpe für die Innenaufstellung

Die Leistung und Funktion ist der der Luft/Wasser Wärmepumpe für die Aussenaufstellung gleich.

Allerdings steht diese im Gebäudeinneren und die Luft wird über Wärmegedämmte Luftleitungen zum Gerät geführt.

Sole/Wasser Wärmepumpe

Für die monovalente Betriebsweise bietet sich die Sole/Wasser-Wärmepumpen oder Wasser/Wasser-Wärmepumpen an.

Abhängig von den örtlichen Begebenheiten wählt man zwischen der Energiequelle Erdreich und Grundwasser. Die komplette Wohnraumbeheizung sowie die Warmwassererwärmung wird mit der aus der Umweltenergie zurückgewonnenen Wärme abgedeckt.

In dieser als Beispiel angegebenen Grafik wird durch eine Erdwärmesonde die Wärme des Erdreichs an die Wärmepumpe weitergegeben. Dank der platzsparenden Bauweise und der optimalen Schalldämmung kann die Wärmepumpe nicht nur im Keller, sondern beispielsweise im Hobby- oder Hauswirtschaftsraum einen geeigneten Platz finden.

Die Wärmepumpe sorgt das ganze Jahr über im gesamten Haus für wohlige Wärme. Sogar im Winter, wenn draußen eisige Temperaturen herrschen. Bis zu 350 Quadratmeter Wohnraum können so auf umweltschonende Weise kostengünstig und effizient beheizt werden. Die Wärme wird über Fußboden- oder Radiatorenheizungen im Haus verteilt werden.

Auch die Warmwasserbereitung erfolgt über die Wärmepumpe. Sie gibt die gewonnene Wärme des Erdreiches (bzw. Grundwassers) an das Wasser im Speicher ab und heizt es auf. Die speziellen Wärmepumpen-Speicher verfügen über extra große Wärmetauscher und lassen einen effizienten Wärmepumpenbetrieb zu. Die Wärme wird über Fußboden- oder Radiatorenheizungen im Haus verteilt werden.

Sole/Wasser Wärmepumpe mit Erdflächenkollektor

Von der Funktionsweise und Leistung ist Sole/Wasser Wärmpepumpe mit Erdreichflächenkollektor gleich der vorher beschriebenen Sole(Wasser)/Wasser Wärmepumpe mit Tiefenbohrung.

Allerdings wird hier durch ein Wärmeträgermittel (Sole) die Wärme dem Erdreich über einen Flächenkollektor entzogen. Dieser sollte mindestens in 1,2 m tiefe liegen. Als Faustformel für die Fläche des Kollektors kann man mit ca. dem 2-3 fachen der Grundfläche des Hauses rechnen.
(Fläche des Kollektors ist z.B. auch abhängig von der Bodenart)