Die Wärmepumpe

Je nach Standort Ihres Gebäudes kann die Umgebungsenergie für eine Wärmepumpe aus unterschiedlichen Quellen bezogen werden. Die thermische Energie kann bezogen werden aus:

• Luft
• Boden
• Grundwasser

Darüber hinaus gibt es spezielle Anlagen wie Abwasserwärmepumpen, die sogar thermische Energie aus Abwasser gewinnen können.

Thermische Energie aus der Luft als Energiequelle

Luft ist die einfachste Umgebungsenergiequelle, die mit einer Wärmepumpe genutzt werden kann. Denn dazu wird lediglich eine Vorrichtung zum Ansaugen und Abführen von Außenluft benötigt. Wenn im Gebäude eine Luft/Wasser-Wärmepumpe installiert werden soll, kann die Heizung zu den Lüftungsgittern an den Außenwänden geführt werden. Bei Außenaufstellung kann auch bei Wegfall dieser Kanäle die Wärmeenergie der Luft direkt der Umgebung entzogen werden.

Besonderheiten: Beim Energieträger Luft ist zu berücksichtigen, dass diese im Winter – der Zeit des größten Heizbedarfs – meist nur bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt zur Verfügung steht. Deshalb muss der Wärmetauscher, durch den die kalte Außenluft strömt, immer frostfrei gehalten werden.

Folge: Der Wirkungsgrad der Wärmepumpe sinkt.

Mit Erdwärme heizen und wie das funktioniert

Wie in der Luft ist auch im Erdreich thermische Energie gespeichert, die Sie mit einer Sole-wasser-Wärmepumpe erwärmen können. Dies wird durch im Boden verlegte Rohre erreicht, die das Wasser-Frostschutz-Gemisch zirkulieren lassen. Diese Flüssigkeit, Sole genannt, entzieht der Erde Wärme und leitet sie an eine Wärmepumpe weiter.

Je nach Platz- und Bodenverhältnissen können beispielsweise Leitungen in Form von Erdwärmesonden oder Flachkollektoren installiert werden. Beim Bohren der Sonde wird ein Kunststoffrohr (Sonde) in ein bis zu 100 Meter tiefes Bohrloch eingebaut. Während etwa 50 Watt thermische Energie pro Meter Erdreich entnommen werden können, bräuchte man zur Beheizung eines modernen Gebäudes, das sich in mehrere Bohrlöcher aufteilen lässt, eine Tiefe von etwa 150 Metern. Ist eine Erkundungsbohrung aus technischen oder rechtlichen Gründen nicht möglich, können Sie die Wärmeenergie der Erde auch direkt unter der Erdoberfläche gewinnen – mit Oberflächenkollektoren. Ähnlich wie bei einer Fußbodenheizung werden Rohre bis zu einer Tiefe von etwa 1,50 Metern verlegt. Während jeder Quadratmeter etwa 25 Watt aus dem Boden verbraucht, benötigen Sie insgesamt etwa 350 Quadratmeter, um ein modernes Einfamilienhaus zu beheizen.

Besonderheiten: Im Vergleich zur Luft kann Wärme ganzjährig bei höheren Temperaturen aus dem Erdreich gewonnen werden. Das erhöht die Effizienz der Wärmepumpe und reduziert die entstehenden Heizkosten. Tiefbohrungen sind jedoch genehmigungspflichtig und nicht überall erlaubt.

Die Energie aus dem Grundwasser nutzen

Wie in Luft oder im Erdreich ist auch im Grundwasser thermische Energie gespeichert. Sie können es durch zwei Brunnen nutzen, die Wasser aus der Tiefe zu einer Wasser-Wasser-Wärmepumpe und zurück in den Boden transportieren. Es ist wichtig, dass die Brunnen in einem Mindestabstand zur Grundwasserströmungsrichtung installiert werden. Nur so kann sichergestellt werden, dass abgekühltes Grundwasser nicht wieder zum Heizgerät gelangt. Ob die Wärmepumpenheizung direkt Grundwasser nutzen kann, wird nach Prüfung der Wasserqualität festgestellt. Denn die verschiedenen chemischen Komponenten setzen den Wärmetauscher stark unter Druck und schränken seine Funktion ein.

Besonderheiten: Die im Grundwasser gespeicherte Wärmeenergie ist im Vergleich zu Luft und Erde aufgrund der ganzjährig konstanten Temperatur eine der effizientesten Quellen von Wärmepumpen. Die Nutzung erfordert jedoch eine Lizenz und ist nicht überall erlaubt.