Wärmepumpe Grundlagen

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Grundlagen der Wärmepumpe

Wärmepumpe
Wärmepumpe © Moritz, fotolia.com

Rein technisch ausgedrückt handelt es sich bei einer Wärmepumpe um eine Apparatur, die mit Hilfe technischer Arbeit und zugeführter Arbeitsenergie thermische Energie aus einem Medium mit niedrigen Temperaturen gewinnt. Klingt kompliziert, ist es aber gar nicht!

Das simple Prinzip der Wärmepumpe

Die Funktionsweise einer Wärmepumpe ist ein ziemlich einfaches und überdies altbekanntes Prinzip. Allen längst bekannt aus der Kühltechnik, die schon seit den 50er Jahren zur Standardausstattung einer jeden Küche gehört. Lediglich die Verwendung dieser Technik zum Betreiben einer Heizung ist eine andere. Ein Kühlschrank entzieht mit Hilfe eines Wärmetauschers dem Inneren die Wärme, um so Speisen und Getränke schön kühl zu halten. Die entzogene Wärme wird als Abwärme nach Außen abgeführt. Bei der Wärmepumpe ist es ähnlich, nur, dass die entzogene Wärme – in diesem Fall aus dem Inneren der Erde, der Luft oder dem Grundwasser – nicht ungenutzt in die Umgebung abgeführt wird. Sie wird durch die Wärmepumpe genutzt, um damit ein so genanntes Arbeitsmedium auf eine für Heizzwecke nötige Temperatur zu bringen. Eine ökologisch wertvolle und Ressourcen schonende Heiztechnik, denn die Energie (Strom), die zugeführt werden muss, um mit der natürlichen Abwärme auch tatsächlich eine Raumheizung betreiben zu können, ist wesentlich geringer, als die eines herkömmlichen Heizsystems. Hinzu kommt, dass sich auch die finanziellen Aspekte einer Wärmepumpenheizung durchaus sehen lassen – nicht nur in Anbetracht der staatlichen Fördermöglichkeiten, sondern auch durch die Wertsteigerung der jeweiligen Immobilie.

Schema Wärmepumpe
Schema Funktionsweise Wärmepumpe, © Arahan, fotolia.com

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Warum Erdwärme günstig heizt

Angesichts der immer höher kletternden Preise für konventionelle Brennstoffe gewinnen alternative Energiequellen zunehmend an Attraktivität. Wärme aus der Luft, dem Erdreich oder dem Grundwasser stehen dabei in unbegrenztem Maße und zudem kostenlos zur Verfügung. Es liegt auf der Hand: Mit der in Wasser, Luft oder Erde gespeicherten Wärme lässt sich deutlich günstiger heizen, als mit einem herkömmlichen Heizsystem. Zwar kommt der Betrieb einer Wärmepumpe nicht ganz ohne Strom aus, dafür stehen die Stromkosten aber in keinem Verhältnis zu den Kosten, die durch Gas oder Öl für Heizung und Warmwasser aufgewendet werden müssten. Um vier Kilowattstunden Heizenergie zu generieren, benötigt die Wärmepumpe nur etwa eine Kilowattstunde Strom. Und nicht nur sind die Wärmepumpen oftmals günstig, sondern vor allem auch umweltfreundlich.

Wärmepumpe Umweltfreundlichkeit
Vergleich der Co2 Emissionen – Wärmepumpe umweltfreundlich, Bildquelle: Bundesverband Wärmepumpe

Einsatzmöglichkeiten der Wärmepumpe

Um eine Wärmepumpe zu betreiben gibt es verschiedene Wärmequellen, die angezapft werden können.
Zum einen die im Erdreich gespeicherte Wärme, die entweder dicht unter der Erdoberfläche mit Flächenkollektoren oder tief im Inneren der Erde durch Erdsonden gefördert wird. Hier spricht man von so genannten Sole-Wasser-Wärmepumpen, besser bekannt als Erdwärmepumpen, bzw. Erdwärmeheizungen.

Dann gibt es noch die Möglichkeit, die in der Luft gespeicherte Wärme für Heizzwecke nutzbar zu machen. Möglich wird das durch die Ausnutzung der Abwärme, bzw. der „verbrauchten“ Raumluft, die jedoch ein spezielles Lüftungssystem voraussetzt. Daher spricht man hier auch nicht unbedingt von einem Wärmepumpensystem, sondern von einem Lüftungssystem, bzw. einer Luft-Luft-Wärmepumpe. Gängiger ist hingegen die Luft-Wasser-Wärmepumpe, die sich der Außenluft bedient und hiermit das Arbeitsmedium für den Heizkreislauf auf Temperatur bringt.

Auch das Grundwasser hält genügend Wärme bereit, um diese für Heizzwecke zu nutzen. Eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe nutzt die Grundwasserwärme, die mit Hilfe eines speziellen Brunnensystems gefördert wird. In der Regel lassen sich auch bereits bestehende Brunnenanlagen für dieses Wärmepumpensystem nutzen.

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Welche Art der Wärmepumpe

Welche Wärmepumpe sich für den jeweiligen Einsatzzweck eignet, hängt von zahlreichen Faktoren ab. Sowohl die Anschaffungskosten unterscheiden sich bei den verschiedenen Arten der Wärmepumpe teils ganz erheblich voneinander, als auch die Betriebskosten (Wartung, Strom). Während Luftwärmepumpen zwar mit geringeren Anschaffungskosten behaftet sind, trumpfen sie mit honorigen Betriebskosten durch regelmäßige Wartungsarbeiten und hohe Stromkosten auf. Anders sieht es bei den Erdwärmepumpen aus. Hier liegen die Anschaffungskosten deutlich höher, dafür kommen kaum nennenswerte Betriebskosten auf den Betreiber zu. In punkto Genehmigung, Förderung und Anforderung an das Gebäude unterscheiden sich die einzelnen Wärmepumpenarten ebenfalls stark voneinander. Einige Wärmepumpen fordern überhaupt keine Genehmigung, andere sind mit hohen behördlichen Anforderungen behaftet. Auch eine staatliche Förderung ist nicht bei jeder Wärmepumpenvariante gegeben und nicht zuletzt eignet sich längst nicht jede Wärmepumpe für jedes Gebäude!

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