Wärmepumpen

Im Prinzip funktionieren Wärmepumpen wie ein Kühlschrank mit umgekehrter Zielsetzung: Während dem Kühlgut im Kühlschrankinneren mit Hilfe eines Verdampfers Wärme entzogen und diese durch einen Verflüssiger an der Geräterückseite an die Umgebung abgegeben wird, entziehen Wärmepumpen der Umwelt Wärme und „pumpen“ sie auf ein höheres Energieniveau, um sie für Heizung und Warmwasserbereitung nutzbar zu machen. Im Unterschied zu konventionellen Heizsystemen vollzieht sich in der Wärmepumpe jedoch kein Verbrennungsprozess, sondern ein thermodynamischer Kreisprozess: Aufgrund seines niedrigen Siedepunktes verdampft ein im System zirkulierendes Kältemittel unter dem Einfluss der aufgenommenen Umweltwärme. Die dem System ebenfalls zugeführte Antriebsenergie bewirkt eine Verdichtung des dampfförmigen Kältemittels; durch die Erhöhung des Druck steigt zugleich dessen Temperatur. In einem Kondensator wird das Kältemittel wieder verflüssigt, wobei es sowohl die zugeführte Antriebsenergie als auch die Wärmeenergie aus der Umwelt auf einem höheren Temperaturniveau an das Heizmedium abgibt. Der Kreislauf schließt sich, indem ein nachgeschaltetes Entspannungsventil den Druck wieder vermindert.

Wärmepumpen sind Heizsysteme, die ein Mehrfaches der aufgewendeten Endenergie als Nutzwärme abgeben und dem Bauherren dadurch helfen langfristig viel Geld einzusparen. Grund: Sie nutzen die gespeicherte Sonnenenergie in den Wärmequellen Grundwasser, Außenluft und Erdreich. Auch Prozesswärme aus Abluft, Abwasser und Kühlung, deren Energieinhalt normalerweise nicht genutzt wird, ist eine gute Wärmequelle.

Die Wärmeabgabe erfolgt wie bei jeder Zentralheizung über Heizkörper (Konvektoren, Radiatoren) oder integrierte Heizflächen, wie z. B. eine Fußbodenheizung. Die Fußbodenheizung eignet sich besonders für den Betrieb von Wärmepumpen, da niedrigere Vorlauftemperaturen (30°C bis 40°C) für die Wärmepumpen ideal sind. Aber auch für Vorlauftemperaturen von über 55°C gibt es mittlerweile ausgereifte Geräte. Diese sind besonders für den Ersatz von Heizkesseln bei Sanierungsobjekten interessant, da so die vorhandenen Heizkörper erhalten bleiben.

Die Warmwasserversorgung erfolgt zentral über einen Speicher. Dieser kann auch in Kombination mit einer Solaranlage erhitzt werden.

Ein nicht zu Wohnzwecken verwendeter Raum, wie z. B. ein Kellerraum, ein Abstellraum, ein Hausarbeitsraum oder auch die Garage, können für die Aufstellung einer Grundwasser-Wärmepumpe genutzt werden, wobei eine Luft-Wasser-Wärmepumpe im Außenbereich z. B. neben dem Gebäude aufgestellt wird. Der Platzbedarf ist in der Regel geringer als für einen konventionellen Heizkessel.

Zusätzlicher Platzbedarf ist gegebenenfalls für einen Pufferspeicher und/oder eine Warmwasserspeicher zu berücksichtigen. Für die Außenaufstellung konzipierte Geräte werden vor allem als Luft/Wasser-Wärmepumpe angeboten. Hier ist zu beachten, dass das Gehäuse in ausreichender Form gegen Korrosion geschützt ist.

Die Wärmepumpe ist ein ebenso sparsames wie umweltfreundliches Heizsystem. Es zeigt sich, dass sie in punkto Energieverbrauch und CO2-Ausstoß deutlich besser abschneidet als ein Niedertemperatur-Heizkessel oder auch Brennwerttechnik.

So stehen zum Beispiel in einem Einfamilienhaus von 150qm beheizter Nutzfläche dem Ausstoß von 5,5 Tonnen CO2 und dem Verbrauch von 16.200 kWh Öl und 450 Kwh Strom des Ölkessels 3,4 Tonnen Kohlendioxid und 5.020 kWh Stromverbrauch der Wärmepumpe gegenüber. Und das, obwohl das Gebäude nach der neuen Energiesparverordnung (EnEV) mit Heizölkessel deutlich besser gedämmt werden muss. Das bedeutet: Die Wärmepumpe erspart dem Klima Jahr für Jahr mehr als 2 Tonnen CO2.

Wärmepumpen-Heizungen müssen in der Anschaffung nicht teurer sind als konventionelle Gas- oder Ölheizungen, zeichnen sich jedoch in jedem Fall durch deutlich niedrigere Energie- und Betriebskosten aus und sind somit unter wirtschaftlichen Aspekten attraktiv.