Wärmepumpen - Wirkprinzip, Nutzen & Wärmequelle
Effiziente Wärmepumpentechnik und wie sie funktioniert
Wirkprinzip
Das Wirkprinzip einer Wärmepumpe ist das gleiche wie bei einem Kühlschrank, nur mit dem Unterschied, dass anstelle von Lebensmitteln hier die Umwelt abgekühlt wird, und die beim Kühlschrank an der Rückseite in den Aufstellungsraum abgegebene Wärme wird bei der Wärmepumpe in den Heizkreis abgegeben.
Die Wärmepumpe wandelt also Wärme niedriger Temperatur (auch im Winter bei weit unter 0°C) in Wärme hoher Temperatur um. Dies geschieht durch einen geschlossenen Kreisprozess durch ständiges Ändern des Aggregatzustandes des Arbeitsmittels (Verdampfen, Komprimieren, Verflüssigen, Expandieren). Die Wärmepumpe entzieht dabei der Umgebung des Hauses - Erdreich, Wasser oder Luft - gespeicherte Sonnenwärme und gibt diese in Form von Wärme an den Heiz- und Warmwasserkreislauf ab (siehe Kreisprozess).
Wärmepumpen werden so bemessen, daß Ein-, Zwei- und Mehrfamilienhäuser ganzjährig voll beheizt werden können - und das ohne Öl oder Gas!
Nutzen
Im Gegensatz zu herkömmlichen Heizungsanlagen, bei denen fossile Energieträger durch Verbrennung unwiederbringlich verlorengehen, nutzt die Wärmepumpe erneuerbare Energie. Das Verhältnis von nutzbarer Heizenergie zu aufgewendeter Elektroenergie (für Verdichter und Pumpen) wird als Leistungszahl bezeichnet. Abhängig von den Umgebungsbedingungen werden Leistungszahlen von 4 bis über 5 erzielt. Bei einer Leistungszahl von 4 werden aus 1 kWh Elektroenergie 4 kWh Heizenergie gewonnen.
Wärmequelle
Für die Wärmepumpen kann man verschiedene Wärme- bzw. Energiequellen nutzen. Unter Anderem gibt es folgende Möglichkeiten:
| A | Luftwärme (Abluft; Aussenluft...) |
| B | Gewässerwärme (Sonden werden in offenen Gewässern ausgelegt) |
| C | Erdwärmesonde (je nach Bodenbeschaffenheit genügt meist eine Tiefenbohrung) |
| D | Grundwasserbrunnen (Saug- und Schluckbrunnen) |
| E | Flächiger Erdwärmekollektor (waagrecht verlegtes Rohrschlangensystem) |
| 1 | Der Betriebsraum der Wärmepumpen-Anlage benötigt wenig Platz (Keller nicht nötig) |
| 2 | Fussbodenheizung für eine ausgewogene Heizung oder Kühlung (dient als Pufferspeicher) |
| 3 | Als Variante möglich: Eine Decken- oder Wandkühlung |
| 4 | Heizen und Kühlen durch Gebläsekonvektoren |
| 5 | Die Beheizung kleiner Räume mit Funktionselementen (z.b. Handtuchtrockner im Bad, usw) |
| 6 | Nutzung des im Prozess erwärmten Wassers |
| 7 | Überleitung in Aussenbereiche: Beheizung des Schwimmbades... |