Wärmepumpen
Wirtschaftlichkeit und Umweltschutz – das sind die entscheidenden Kriterien beim modernen Hausbau. Nur mit innovativen Ideen und Technologien für die Energiegewinnung ist es heute möglich, verantwortungs- und kostenbewusst zu bauen.
In Deutschland entfällt nahezu die Hälfte der gesamten verbrauchten Energie auf die privaten Haushalte. Den Hauptanteil bildet dabei die Erzeugung von Heizungswärme und Warmwasser. Gerade hier sind Lösungen gefragt, bei denen die Umwelt geschont wird und Kosten minimiert werden.
Bewährte Technik – neue Funktion
Effiziente Energiegewinnung: Um 100 % Heizungsenergie zu erzeugen, sind lediglich 25 % Antriebsenergie nötig – die restlichen 75 % werden aus der in der Umwelt gespeicherten Sonnenenergie gewonnen. Was auf den ersten Blick unglaublich klingt, basiert auf einem altbekannten Prinzip. Die Wärmepumpe arbeitet wie ein Kühlschrank, aber in umgekehrter Richtung: Der Kühlschrank entzieht seinem Innenraum die Wärme und gibt diese nach außen ab. Die Wärmepumpe dagegen entzieht der Umwelt die Wärme und gibt sie an das Heizsystem des Hauses ab.
Als Wärmequellen werden Erdreich, Grundwasser und Luft genutzt. In einem Kreisprozess (Carnot Prozess) wird die der Umwelt entzogene Wärme auf ein höheres Temperaturniveau gebracht und so für Heizzwecke nutzbar gemacht.
Das Erdreich ist eine ergiebige Wärmequelle. In Tiefen von 1,2 - 1,5 m herrschen das ganze Jahr über relativ konstante Temperaturen von 5 - 15°. Zur Wärmeaufnahme werden entweder horizontal verlegte Flächenkollektoren oder vertikal verlegte Erdsonden verwendet. Als Wärmetransportmedium wird frostgeschütztes Wasser (Sole) eingesetzt.
Kollektorarten
Horizontalkollektor
Wärme aus dem Garten
Der Horizontalkollektor besteht aus einem Rohrsystem, das großflächig in einem Schlangensystem ca. 20 cm unterhalb der Frostgrenze verlegt wird. Dieser Kollektor eignet sich besonders für Neubauten mit einer ausreichend großen Grundstücksfläche. Die Wärmeentzugsleistung ist abhängig von der Bodenbeschaffenheit. Je feuchter der Boden, desto höher ist diese Leistung. Für ein Einfamilienhaus mit 150 m² Wohnfläche und einem Heizleistungsbedarf von 9 kW werden etwa 250 m² Grundstücksfläche benötigt.
Vertikalkollektor (Erdsonde)
Wärme auf kleinster Fläche
Das Rohrsystem des Vertikalkollektors (Erdsonde) wird über Tiefenbohrungen bis zu ca. 100 m senkrecht in den Boden eingebracht. Dieser Kollektor ist besonders für kleine Grundstücksflächen geeignet, auf denen nicht genügend Platz für die Installation eines Flächenkollektors vorhanden ist.
Für ein Einfamilienhaus mit 150 m² Wohnfläche und einem Heizleistungsbedarf von 9 kW wird eine Erdsonde von ca. 110 m benötigt. Bei Bedarf kann die Sonden länge auf mehrere Bohrungen aufgeteilt werden.
Für das Einbringen von Erdsonden wird eine Genehmigung der Unteren Wasserbehörde (D) bzw. der Wasserrechtsbehörde (AT) benötigt, da häufig Grundwasser führende Schichten von der Bohrung betroffen sind.
Grundwasser
Fließende Wärmeversorgung
Grundwasser ist die ergiebigste Wärmequelle. Durch die über das Jahr konstante Temperatur von 8-10 °C lassen sich die im Vergleich aller Systeme höchsten Wärmeentzugsleistungen erzielen.
Über einen Saugbrunnen wird das Grundwasser mit Hilfe einer Förderpumpe der Wärmepumpe zugeführt und über einen Schluckbrunnen wieder in den Boden eingebracht. Die Installation einer Grundwasser-Wärmepumpe erfordert eine besonders gründliche Planung. Ein ausreichendes Grundwasservorkommen in einer Tiefe von maximal 15 m ist durch Probebohrungen sicherzustellen.
Die maximal entnehmbare Wassermenge und die Qualität des Grundwassers sind ebenfalls von entscheidender Bedeutung. Die Nutzung von Grundwasserwärme muss grundsätzlich durch die Untere Wasserbehörde (D) bzw. Wasserrechtsbehörde (AT) genehmigt werden.
Wärmepumpenarten
Sole/Wasser
Sole/Wasser-Wärmepumpe
- Nutzung der Erdwärme durch Erdkollektoren
- Leistung von 5 bis 70 kW
- Geeignet für Ein- und Mehrfamilienhäuser
Wasser/Wasser
Wasser/Wasser-Wärmepumpe
- Nutzung von Grundwasser
- Kombinierbar mit Pufferspeicher
- Ausgereifte Regelfunktionen
- Leistung von 12 bis 90 kW
Luft/Wasser
Luft/Wasser-Wärmepumpe
- Ausnutzung der in der Luft gespeicherten Sonnenenergie
- Innen- und Außenaufstellung möglich
- Geringer baulicher Aufwand
- Leistung von 5 bis 21 kW
Quelle: Vaillant und Buderus
