Die Nutzung ´´ regenerativer Energien ´´ gewinnt immer mehr an Bedeutung. Denn das Umweltbewusstsein steigt, und natürliche Ressourcen stehen nicht mehr unbegrenzt zur Verfügung. Der wachsende Wunsch nach nach wirtschaftlicher und zukunftssicherer Heiztechnik stellt auch uns vor wachsende Herausforderungen.
Auf grund der gleichmäßigen Temperaturen im Erdboden und Grundwasser ist der Wärmepumpenbetrieb weitgehend unabhängig von der Außentemperatur und kann auch in kalten Tagen die gesamte Heizleistung erbringen. Bei der Nutzung der Wärme aus der Außenluft kann auch an kalten Tagen ein zweiter Wärmeerzeuger zugeschaltet werden.
Wie funktioniert die Wärmepumpe?
Funktionsschema
Die Wärmepumpe nutzt die in der Umwelt gespeicherte Sonnenwärme und heizt damit Ihr Haus. Das Prinzip ist einfach, da eine Wärmepumpe nach dem gleichen Prinzip arbeitet wie ein Kühlschrank, nur umgekehrt. Ein Kühlschrank gibt die beim Kühlen entstehende Innenwärme an seine Umgebung ab – eine Wärmepumpe dagegen nimmt die Umweltwärme auf und wandelt diese in Heizenergie um.
Die Umweltwärme kann der Erde, dem Grundwasser oder der Luft entnommen werden.
Wärmequelle Erdreich
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Sonnenenergie wird vom Erdreich entweder direkt in Form von Einstrahlung oder indirekt in Form von Wärme aus Regen und Luft aufgenommen. Die Temperatur unterhalb der Frostgrenze ist relativ konstant und beträgt das ganze Jahr über zwischen 8 und 12 °C. Erdwärmesonden werden senkrecht in den Boden eingelassen. Die Sondentiefe wird bereits bei der Planung festgelegt. Die Länge der einzelnen Erdwärmesonden beträgt in der Regel zwischen 40 und 100 Meter. |
Erdwärmekollektoren werden horizontal ca. 20 cm unterhalb der Forstgrenze verlegt. In der Praxis sind dies meist ca. 1,0 bis 1,4 m Tiefe. Wie groß ein Erdwärmekollektor sein muss, hängt vom Wärmebedarf des Gebäudes und den Speichereigenschaften des Erdreichs ab, aber darum kümmert sich der Fachmann. Erdwärmesonden, Energiekörbe und Erdwärmekollektoren haben eine fast unbegrenzte Lebensdauer. |
Die Temperatur von Grundwasser beträgt selbst an kältesten Tage zwischen 7 und 12 °C. Über einen Förderbrunnen wird das Grundwasser entnommen und dem Verdampfer der Wärmepumpe zugeführt, der dem Wasser die Wärme entzieht. Das um ca. 5 °C abgekühlte Wasser wird anschließend in einen Schluckbrunnen zurückgeführt. Wichtig ist, dass die Wasserqualität den Erfordernissen genügt. Zwischen beiden Brunnen sollte ein Abstand von etwa 10 bis 15 Metern eingehalten werden. |
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Betriebsweise
Die richtige Betriebsweise entscheidet über die Wirtschaftlichkeit der Wärmepumpenanlage.
Folgende Betriebsweisen sind möglich:
Monovalent
Hier heizt ausschließlich die Wärmepumpe. Selbst bei tiefsten Außentemperaturen liefert die monovalente Wärmepumpe ausreichend Wärmeenergie. Wärmepumpen, die Erdreich und Grundwasser als Wärmequellen nutzen, werden in der Regel monovalent betrieben.
Monoenergetisch
Dies ist die übliche Betriebsweise bei Luft/Wasser-Wärmepumpen. Die Wärmepumpe wird nach Bedarf von einem elektrischen Heizstab unterstützt. Die Regelung der Wärmepumpe stellt sicher, dass diese Art der Zusatzheizung nicht länger als unbedingt erforderlich in Betrieb ist, also nur an extrem kalten Tagen.
Bivalent
Neben der Wärmepumpe gibt es noch einen zweiten Wärmeerzeuger, der bei tieferen Außentemperaturen die Beheizung des Hauses unterstützt. Dies kann bei der Heizungsmodernisierung der alte Brennstoffkessel sein.
Welche Betriebsweise gewählt wird, hängt auch von der Wärmequelle ab. Egal, welches Heizsystem eingesetzt wird, es sollte zunächst immer ein Optimum an Wärmedämmung vorgenommen werden. Denn je besser gedämmt wird, um so kleinere Geräte können installiert werden. Die bedeutet für Sie niedrigere Investitionskosten und niedrigere Heizkosten.
Wohnungslüftung mit Wärmerückgewinnung und Wärmepu
Aufgrund des immer geringer werdenden Jahresheizenergieverbrauches durch Verbesserung der Wärmedämmung und der Gebäudedichtheit ist ein ausreichender natürlicher kontrollierter Luftwechsel nicht mehr gewährleistet.
Durch die Wärmerückgewinnungseinheit wird der verbrauchten Luft Wärme entzogen, die sonst ungenutzt ins Freie abgeführt würde. Ein Wärmeaustauscher führt die Wärme der in den Raum strömenden gefilterten frischen Außenluft zu. Bei einer Luft/Luft-Wärmepumpe wird die Wärme aus der Abwärme der frischen Zuluft auf höherem Temperaturniveau wieder zugeführt. Bei der Luft/Wasser-Wärmepumpe wir die Wärme an das Heizsystem und/oder an den Warmwasserspeicher abgegeben. Auf diese Weise sinkt der Heizenergieverbauch und es können kleinere Heizanlagen installiert werden. Der Einsatz einer Wärmepumpe ist daher hier ganz besonders vorteilhaft, weil diese Wärme durch die Wärmepumpe neben der Umweltwärme zum Heizen und Warmwasserbereiten eingesetzt werden kann.
Je nach Baukörper und Wohnungsgrundriss kann das Gerät im Keller, auf dem Dachboden oder in Küche, Bad oder Abstellraum aufgestellt werden. Durch die richtige Wahl des Aufstellungsortes sind möglichst kurze Luftleitungslängen zu realisieren.
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Durch den Einsatz von Anlagen zur zentralen Wohnungslüftung mit Wärmerückgewinnung und Wärmepumpe findet in allen Räumen ständig ein Luftaustausch statt. Es gelangt frische, gefilterte Außenluft in die Wohnung. Geruchs- und Schadstoffe werden nach außen abgeführt. Zu hohe Raumluftfeuchte und Schadstoffkonzentration werden vermieden. Außerdem werden in erheblichem Umfang Heiz- und Primärenergie und dadurch Kohlendioxid-Emissionen (CO2eingespart. |
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Dezentrale Wohnungslüftungsgeräte be- und entlüften jeweils einzelne Räume. |
Heizungsmodernisierung mit der Wärmepumpe
Nicht nur die niedrigen Heizenergiekosten sprechen für die Wärmepumpe, sondern auch der günstige Primärenergiebedarf sowie die hervorragende Umweltbilanz, daher bietet sich diese Heiztechnologie auch für den Altbau bzw. die Heizungsmodernisierung an.
Wenn die alte Heizungsanlage mit Vorlauftemperaturen von 50 bis 60 °C auskommt, ist sie gut für den Einbau einer Wärmepumpe geeignet. Weil früher die Heizkörper meist überdimensioniert wurden, können diese oft mit der Wärmepumpe betrieben werden. Sehr gut ist, wie im Neubau, die Kombination mit Niedertemperaturheizsystemen, also Fußboden- oder Wandheizungen.
Da die veraltete Heizung mit möglichst geringem baulichen Aufwand modernisiert werden soll, wird im Altbau bevorzugt die Wärmequelle Luft genutzt. Es gibt Geräte für die Außen- und die Innenaufstellung.
Neu entwickelte Luft/Wasser-Wärmepumpen mit Vorlauftemperaturen bis zu 75 °C ersetzen problemlos und vor allem umweltschonend den alten Öl- oder Gaskessel. Diese Hochtemperatur-Wärmepumpen wurden speziell für die Heizungssanierung entwickelt. Vorteil: die vorhandenen Heizkörper können in den meisten Fällen weiter genutzt werden. Dadurch reduzieren sich die Modernisierungskosten. Die Wärmepumpen der neuen Generation beheizen zuverlässig und komfortabel Ein- und Mehrfamilienhäuser mit Wohnflächen bis zu 250 qm.
Natürlich können für den Altbau auch die Wärmequellen Erdreich, hier bevorzugt über Erdwärmesonden, und Grundwasser für die Heizung erschlossen werden.
Aufgrund des immer geringer werdenden Jahresheizenergieverbrauches durch Verbesserung der Wärmedämmung und der Gebäudedichtheit ist ein ausreichender natürlicher kontrollierter Luftwechsel nicht mehr gewährleistet.
Alle Vorteile auf einen Blick Wärmepumpen...
| - nutzen ganzjährig die kostenlose Umweltwärme |
| - sind zuverlässig, langlebig und sehr wartungsarm |
| - benötigen keinen Schornstein und keine Brennstoffbevorratung |
| - reduzieren den Schadstoff- und CO2 Ausstoß und sind vor Ort emissionsfrei |
| - sind unabhängig von steigenden Öl- und Gaspreisen |
| - können die Warmwasserversorgung übernehmen |
| - lassen sich effizient mit Lüftungsanlagen kombinieren |