Warmes Wasser aus den Ressourcen der Natur generieren

Die Umwelt liefert viel Energie, die es nur zu nutzen gilt. Wärme aus der Erde, dem Grundwasser, der Außenluft oder dem eigenen warmen Abwasser kann zu einem erheblichen Teil mit einer Wärmepumpe gewonnen werden. Dazu muss die Quelle keinesfalls wärmer sein als die zu erreichende Temperatur, eine Wärmepumpe funktioniert auch im Winter. Wirtschaftlich sinnvoll kann sie bis -20° C Außentemperatur betrieben werden.

Vorteile einer Wärmepumpe

Die Natur schenkt uns einen Großteil ihrer Energie, die sonst ungenutzt verpuffen würde. Wir können damit einen wesentlichen Beitrag zu Schonung unseres Klimas leisten und sparen gleichzeitig Geld. Dabei ist die Wärmepumpe den konventionellen Lösungen wie Öl- und Gasheizungen mehrfach überlegen. Die Vorteile stellen sich im Überblick wie folgt dar:

Kosten: Die Heizungskosten – für ein Eigenheim oft die höchsten Kosten – können auf die Hälfte reduziert werden. Außerdem werden die Nutzer einer Wärmepumpe unabhängig von den Preissteigerungen, denen fossile Brennstoffe immer wieder ausgesetzt sind. In den kommenden Jahren ist mit einer drastischen Preisspirale zu rechnen. Zum Thema Kosten, informiert zum Beispiel auch der Deutsche Bundestag auf seiner Internetseite.

Wartungsfreiheit: Die Wärmepumpe ist so gut wie wartungsfrei und damit auch sehr zuverlässig. Sie benötigt weder Lagerraum noch Schornstein.

Umwelt: Wer eine wirklich saubere Heizungslösung sucht, entscheidet sich für eine Wärmepumpe. Diese hat möglicherweise das höchste CO2-Einsparpotenzial von allen Energieerzeugern, sie arbeitet komplett ohne Schadstoffausstoß. Wird sie von regenerativem Strom angetrieben – eine der bevorzugten Lösungen -, stellt sie die einzige tatsächliche „Null-Emissionen-Heizung“ dar.

Bei allen genannten Vorteilen bleibt der Fakt bestehen: Eine Wärmepumpe funktioniert auch im Winter.

Der Kreisprozess der Wärmepumpe

Durch den Einbau von zum Beispiel einer Wärmepumpe lassen sich, wie in der Grafik angezeigt, die Ressourcen der Natur nutzen

Die Wärmepumpe benötigt für ihre Funktion ein Kältemittel, das sogenannte Arbeitsmedium. Es verdampft bei niedrigsten Temperaturen. Wenn (auch kältere) Außenluft, Erd-, Grundwasser- oder Abwasserwärme zum Verdampfer geleitet wird, in dem das Arbeitsmedium zirkuliert, entzieht dieses der jeweiligen Wärmequelle die Energie, die für die eigene Verdampfung benötigt wird. Es wird gasförmig und gibt in einem Verdichter beim Verflüssigen die aufgenommene Energie wieder ab – Wärme wird frei. Dass diese Wärme weitaus höhere Temperaturen haben kann als die Außenluft oder das Erdreich, aus dem die Energie stammt, liegt am physikalischen Verhältnis zwischen Temperatur und Druck, das die enthaltene Energie im Verhältnis zu Raum und Zeiteinheit abbildet (die sogenannte Entropie). Höherer Druck beim raschen Verflüssigen kann eine höhere Temperaturdifferenz = Wärme erzeugen, als beim langsamen Verdampfen nötig war.

Arten von Wärmepumpen

Man unterscheidet verschiedene Grundprinzipien und entsprechende Bauarten von Wärmepumpen. Jede dieser Bauarten hat bestimmte Vorzüge, unter anderem hinsichtlich des Platzbedarfs und der Installation sowie der benötigten Energie. Eigenheimbesitzer lassen sich daher vom Fachmann zum optimalsten Modell beraten.

Die Luft-Wasser-Wärmepumpe: Dieses Modell gewinnt die Wärme aus der Außenluft und nutzt sie zur Warmwasseraufbereitung und zum Heizen. Das ist das ganze Jahr über möglich, eine Wärmepumpe funktioniert auch im Winter. Bis zu -20° Celsius Außentemperatur kann die Wärmepumpe noch aus der Außenluft Energie gewinnen.

Eine Sole-Wasser-Wärmepumpe erntet Wärme aus der Erde. Das Erdreich weist auch bei Bodenfrost in einer Tiefe von rund 10 Metern eine Temperatur von etwa 10° Celsius auf, die wiederum für Heizung und Warmwasser genutzt werden kann. Fußbodenheizungen können ausgezeichnet mit diesen Modellen betrieben werden. Im Sommer wird das Wirkprinzip umgedreht, die Wärmepumpe entzieht den Räumen die überschüssige Wärme und funktioniert auf diese Weise als kostengünstige, umweltfreundliche Klimaanlage.

Wasser-Wasser-Wärmepumpe: Hier liefert das Grundwasser die nötige Energie, die Bauart dieses Modells ist sehr eng an die Sole-Wasser-Wärmepumpe angelehnt. Grundwasser bietet nie versiegende Energie, die Erschließung einer Quelle ist relativ einfach mit zwei Brunnenbohrungen möglich. Auch Grundwasser weist ganzjährig eine konstante Temperatur auf, was den Betrieb der Wärmepumpe mit einer permanent hohen Leistungszahl ermöglicht.

Warmwasser-Wärmepumpen holen verbrauchte Energie zurück. Sie liegen in den Anschaffungskosten sehr niedrig und nutzen Wärme aus der Luft von Innenräumen, die sich vorrangig um die Abwasserleitungen stark erwärmt. Die Aufstellung erfolgt in Kellerräumen.