Wärmepumpentechnik

Grundlagen

Eine Wärmepumpe ist eine Maschine, die Wärme von einem niedrigen in ein höheres Temperaturniveau umwandelt. Bei der Wärmepumpe wird die auf dem hohen Temperaturniveau anfallende Verflüssigungswärme zum Beispiel zum Heizen genutzt (Wärmepumpenheizung). Dagegen wird bei der Kältemaschine die Abkühlung eines Kältemittels beim Entspannen und Verdampfen genutzt, um ein Medium abzukühlen.

Eine Flüssigkeit nimmt beim Übergang vom flüssigen Zustand in den gasförmigen Zustand Wärme von der Umgebung auf (Verdunstungskälte). Das Gas nimmt dabei eine entsprechende Wärmeenergie, die Verdampfungswärme, auf. Umgekehrt wird bei der Kondensation eines Gases zu einer Flüssigkeit Wärme frei (Kondensationswärme). Eine Wärmepumpe funktioniert ähnlich wie ein Kühlschrank. Im Erdreich ab 10 Meter Tiefe beträgt die Temperatur – auch in der kalten Jahreszeit – etwa 10°C.

Der Außenluft, dem Erdboden, dem Abwasser oder dem Grundwasser kann Wärme durch Einsatz einer Wärmepumpe entzogen werden. Diesen Zweck erfüllen Niedertemperaturheizungen. Häufig wird die Wärme im Wohnraum durch eine Fußbodenheizung abgegeben. Je nach Auslegung des Systems kann der Heizenergieaufwand um ca. 30 bis 50 % reduziert werden.

Ein Maß für die Effizienz einer Wärmepumpe ist die Jahresarbeitszahl. Sie beschreibt das Verhältnis der Nutzenergie in Form von Wärme zur aufgewendeten Verdichterenergie in Form von Strom. Bei guten Anlagen ist dieser Wert größer als 3,5. Ein Nachteil der Wärmepumpe ist der deutlich höhere apparative Aufwand. Besonders kostenintensiv sind wirkungsvolle Verdampfer (Erdwärmesonden, erdverlegte Flächenverdampfer).

Zu unterscheiden wären 3 Anlagebauformen:

1. Luft-Wasser Wärmepumpe
2. Erdwärmepumpe mit Kollektor
3. Erdwärmepumpe mit Sonden
4. Wasser-Wasser Wärmepumpe
5. Luft-Luft Wärmepumpe

Wirtschaftlichkeit

Die Investitionen gegenüber einem konventionellen Gas- oder Heizölbrenner sind höher. Dafür ist der regelmäßige Aufwand für Wartung und Instandhaltung deutlich geringer (keine Reinigungs- bzw. Schornsteinfegerkosten).

Nach einem VDEW-Vergleich verbrauchen Wärmepumpen gegenüber Gasbrennwert oder Öl-Niedertemperatur- Kesseln bis zu 40 % weniger Energie, der CO2-Ausstoß liegt sogar bis zu 50 % niedriger. 

Die meisten Energieversorgungsunternehmen bieten für Erdwärmepumpen günstige Sondertarife an oder sogar Fördermaßnahmen an. Es lohnt sich bei seinem zuständigen Versorger einmal nach zu fragen. Hierfür wird ein zweiter Zähler eingebaut. Die Sondertarife liegen für Heizung und Warmwasserbereitung dann weit unter den üblichen Strompreisen.

Die Kosten für eine Wärmepumpe sind von der benötigten Heizleistung abhängig. Geht man von einer beheizten Fläche von ca. 180 m² aus, benötigt man eine Heizleistung von ca. 8-9 kW (Neubau mit ca. 40 W/qm). Durchschnittliche Anlagenlistenpreise inkl. Regelung, Pufferspeicher und Umwälzpumpe ergeben sich.
Nicht im Preis enthalten sind Erschließung der Wärmequelle und Wärmeverteilsystem.

Achtung! Bei den Angaben handelt es sich um Durchschnittswerte. Diese Daten sollten als Richtwerte betrachtet werden, Abweichungen sind möglich, z. B. durch die örtlichen geologischen Bedingungen.

Auf den ersten Blick sind die Anschaffungskosten für eine komplette Erdwärmepumpen-Heizungsanlage etwas höher als für konventionelle Heizsysteme, dabei darf man nicht vergessen, dass sich ab dem ersten Tag die Heizenergiekosten nahezu halbieren, weil mit einem sehr großen Anteil kostenloser gespeicherter Solarenergie aus der Umwelt geheizt wird.
Egal was Öl oder Gas kosten, mit der Wärmepumpe heizen Sie dank kostenloser Sonnenenergie immer günstiger.