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Die verschiedenen Wärmepumpe-Arten im Überblick
Durch den Klimawandel ist es heute extrem wichtig, Energie zu sparen. Wusstest du, dass Heizung und Warmwasserbereitung privater Haushalte ungefähr ein Drittel der in Deutschland verbrauchten Primärenergie ausmachen? Das liegt hauptsächlich daran, dass in vielen Ein- und Zweifamilienhäusern noch alte, ineffektive Öl- oder Gasheizungen in Betrieb sind. Damit sich dies möglichst schnell ändert, wird die Verwendung von Wärmepumpen an verschiedenen Stellen gefördert.
Die Wärmepumpe benötigt keine fossilen Brennstoffe, sondern nur etwas Strom. Aber welche Wärmepumpe-Arten gibt es überhaupt und welche Vor- und Nachteile haben sie? Können sie überall verwendet werden? Diese Fragen werden wir im Folgenden klären.
Diese Wärmepumpe-Arten gibt es
Folgende Wärmepumpen werden zurzeit hauptsächlich für die Heizung und Warmwasserbereitung in Gebäuden verwendet:
- Sole-Wasser-Wärmepumpe
- Wasser-Wasser-Wärmepumpe
- Luft-Wasser-Wärmepumpe
- Luft-Luft-Wärmepumpe
Allen Wärmepumpe-Arten ist gemein, dass sie die Umgebung (Luft, Grundwasser, Erdreich) als Wärmequelle nutzen.
Die Sole-Wasser-Wärmepumpe
Sie wird meist nur Erdwärmepumpe genannt. Diese Wärmepumpe nutzt die Wärme, die im Erdreich ständig vorhanden ist. Es gibt 2 prinzipiell verschiedene Arten der Erdwärmepumpe: Die eine Version arbeitet mit Erdkollektoren, die andere mit Erdsonden.
Erdkollektoren werden in verschiedenen Ausprägungen hergestellt. Charakteristisch sind ihre relativ große Fläche und die Tatsache, dass sie nur 1 bis 2 Meter unterhalb der Erdoberfläche verlegt werden. Dort schwankt die Temperatur aber noch je nach Jahreszeit.
Erdsonden hingegen haben die Form eines Doppel-U-Rohrs. Sie werden bis zu 100 Meter tief in der Erde versenkt. Das hat den Vorteil, dass in dieser Tiefe eine konstante Temperatur von ungefähr 17 Grad Celsius herrscht.
Die eigentliche Wärmepumpe befindet sich oberirdisch, meist im Keller des Gebäudes. Sie besteht im Prinzip aus einem Verdampfer, einem Verdichter und einem Verflüssiger. Dem Verdampfer wird das Kühlmittel aus den Kollektoren oder die Sole aus der Erdsonde zugeführt und bei geringen Temperaturen verdampft. Im Verdichter wird dieses Gas nun komprimiert, wobei seine Temperatur steigt. Über einen Wärmetauscher im Verflüssiger gibt das heiße Gas seine Wärme an das Wasser der Heizung ab, kühlt dabei herunter und wird wieder flüssig. Innerhalb des Kreislaufs wird es nun zurückgeführt und der Prozess beginnt erneut.
Die Erdwärmepumpe, die sich der Geothermie bedient, ist besonders effektiv. Allerdings ist sie auch die teuerste Version der Wärmepumpe. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass du für die Tiefenbohrung eine Genehmigung brauchst.
Die Wasser-Wasser-Wärmepumpe
Die Wasser-Wasser-Wärmepumpe nutzt als Wärmequelle das Grundwasser, dessen Temperatur das ganze Jahr über bei ungefähr 10 bis 12 Grad Celsius liegt. Hierzu müssen 2 Brunnen gebohrt werden. Durch den Ansaugbrunnen wird das Wasser nach oben gepumpt, durch den Sickerbrunnen fließt es zurück. Über einen Wärmetauscher gibt das Grundwasser seine Wärme an ein Kältemittel ab, das dadurch verdampft. Es wird durch einen Kompressor verdichtet, wodurch seine Temperatur steigt. Diese höhere Temperatur überträgt es in einem zweiten Wärmetauscher an das Heizungswasser, kühlt dabei ab und wird wieder flüssig.
Die Wasser-Wasser-Wärmepumpe ist ebenfalls sehr effektiv. Durch die notwendigen Brunnenbohrungen ist sie aber auch vergleichsweise teuer. Außerdem hat sie den Nachteil, dass für die Nutzung des Grundwassers eine Genehmigung erforderlich ist, die du nicht überall bekommst.
Die Luft-Wasser-Wärmepumpe
Meist wird diese Wärmepumpen-Art nur Luftwärmepumpe genannt. Sie nutzt die in der Umgebungsluft enthaltene Wärme zum Heizen. Diese Wärme wird über einen Wärmetauscher auf ein Kühlmittel übertragen, das schon bei sehr geringen Temperaturen verdampft. Ein Kompressor verdichtet das Gas, das so eine wesentlich höhere Temperatur annimmt. Dieses warme Gas erwärmt über einen zweiten Wärmetauscher das Wasser der Heizung. Dabei kühlt es ab und wird wieder flüssig. Der Kreislauf kann dann erneut von vorn beginnen.
Diese Wärmepumpe ist relativ klein – sie hat ungefähr die Größe eines Kühlschranks. Du kannst sie entweder im Haus oder beispielsweise im angrenzenden Garten aufstellen. Die Luft-Wasser-Wärmepumpe hat den großen Vorteil, dass für ihre Installation keine Erdarbeiten oder Bohrungen erforderlich sind. Das macht sie auch günstiger in der Anschaffung. Allerdings ist sie auch nicht so effektiv wie Erdwärmepumpen oder Wasser-Wasser-Wärmepumpen.
Die Luft-Luft-Wärmepumpe
Diese Art der Wärmepumpe wird auch Luftwärmepumpe genannt, obwohl sie streng genommen gar keine Wärmepumpe ist. Sie arbeitet nicht wie die anderen Wärmepumpe-Arten mit einem flüssigen Kühlmittel, sondern mit einem Plattenwärmetauscher. Die Luft-Luft-Wärmepumpe saugt in 2 getrennten Zweigen die warme Abluft und kalte Frischluft an. Über den Plattenwärmetauscher wird die Frischluft mit der Wärme der Abluft aufgewärmt und in das Gebäude geleitet.
Da es hierbei keinen großen Wärmegewinn gibt, eignet sich diese Art der Wärmepumpe nur für Gebäude mit einer absolut dichten Gebäudehülle und einem entsprechenden Lüftungssystem. Für die Sanierung von Bestandsbauten ist sie daher in der Regel ungeeignet.
Die Wärmepumpe sollte auf deine eigenen Bedürfnisse abgestimmt werde
Die unkomplizierteste Art, einen Bestandsbau mit einer Wärmepumpe auszustatten, ist die Luft-Wasser-Wärmepumpe. Da keine Erdarbeiten oder Tiefenbohrungen erforderlich sind, benötigst du keine Genehmigung. Außerdem lässt sie sich – beispielsweise in einem schlecht isolierten Gebäude – gut mit einer Gasheizung kombinieren. Das nennt man dann Hybridheizung. Bei einem Neubau kannst du auch eine andere Wärmepumpe-Art installieren. Diese sind zwar etwas teurer, aber auch effizienter.
