Heizen mit Umweltwärme

Prinzip der Wärmepumpe

Denken Sie bei dem Wort Wärmepumpe auch automatisch an eine Wasserpumpe? Das ist gar nicht so falsch. Ähnlich wie Wasser von allein nur bergab fließt, so fließt Wärme von selbst nur in Richtung fallender Temperatur. Wollen Sie Wasser auf höheres Niveau bringen, brauchen Sie eine Pumpe, die angetrieben werden muss. Ähnlich ist es bei der Wärmepumpe.

So funktioniert's

Die grundlegende Arbeitsweise der Wärmepumpe beruht auf einem einfachen physikalischen Prinzip, dass jeder selbst ganz einfach ausprobieren kann.

Nehmen Sie eine Deo-Spraydose und sprühen etwas vom Inhalt auf die Haut. Sie werden feststellen, dass sich die Haut abkühlt. Ursache hierfür ist die Verdunstungskälte. Der beim Zerstäuben entstandene Dampf nimmt Wärme aus der Umgebung auf. Der Prozess lässt sich umkehren, wenn man nun das entwichene Spray auffängt und unter hohem Druck in die Dose zurückpumt. Dabei gibt das Arbeitsmittel (also in unserem Falle das Spray) wieder Wärme an die etwas kältere Umgebung ab. Der Kreislauf ist geschlossen.

Wärmepumpe

Wie man sieht, ist aber für die Kompression und die Zirkulation des Arbeitsmittels Energie notwendig. Für den Antrieb des Verdichters wird ein Elektromotor verwendet.

Wärmequelle Erdreich

Als Wärmereservoir für die Wärmepumpe sind Luft, Grundwasser und Erdreich denkbar. Das Erdreich ist ein guter Wärmespeicher, um eine Wärmepumpe wirtschaftlich zu betreiben, da die Temperatur ab einer gewissen Tiefe das ganze Jahr über relativ konstant ist. Allerdings muss ein entsprechend großes Grundstück vorhanden sein. Ein Rohrschlangensystem wird ca. 20 cm unterhalb der Frostgrenze verlegt. In 1,5 m Tiefe weist das Erdreich ganzjährig etwa eine Temperatur von 8 bis 12 C auf, die zum Betreiben der Wärmepumpe bereits ausreicht. Durch die Rohre fließt ein frostsicheres Arbeitsmittel (Sole), das die aufgenommen Erdwärme an den Verdampfer der Wärmepumpe weiterleitet.

Die im Erdreich gespeicherte Sonnenenergie fließt nahezu ausschließlich über die Erdoberfläche zu. Die wesentlichen Energielieferanten sind Sonneneinstrahlung und Niederschläge. Zur Nutzung der Wärmequelle Erdreich benötigen Sie etwa das 1 bis 2 fache der zu beheizenden Wohnfläche an Grundstücksfläche.

Reicht die Grundstücksfläche nicht aus, können Erdsonden verwendet werden, durch die ebenfalls ein frostsicheres Arbeitsmittel fließt. Sie werden senkrecht durch ein Ramm- oder Bohrverfahren in den Boden eingelasseen. Erdsonden bieten sich bei kleinen Grunsstücken oder bereits bestehenden Gebäuden an.

Die richtige Heizung

Wärmepumpen werden zweckmäßigerweise mit einer Niedrigtemperaturheizung gekoppelt. Besonders vorteilhaft sind Fußboden- oder Wandheizungen, da sie aufgrund ihrer großen Heizfläche nur eine relativ geringe Vorlauftemperatur benötigen. Die Vorlauftemperatur, d.h. die Temperatur, die das Heizungswasser nach dem Aufheizen im Wärmetauscher besitzt, sollte 50 C möglichst nicht überschreiten. Je niedriger die Vorlauftemperatur, desto sparsamer arbeitet die Wärmepumpe. Bei einer Raumtemperatur von 23 C genügt bereits eine Vorlauftemperatur von 35 C.


Quelle: nach Informationsmaterial "Initiativkreis Wärmepumpe"