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Wärmepumpenheizung - wie funktioniert das? |
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Geschichte mit Höhen und Tiefen
Die noch junge Geschichte der Wärmepumpen ist ein Geschichte mit ausgeprägten Höhen und Tiefen. Nach der Energiekrise in den
späten 70er Jahren waren die Bauherren für alles zu begeistern, was niedrigere Energiekosten versprach. Mit sinkendem
Ölpreisen ließ dann aber auch rasch die Nachfrage wieder nach. Heute sind es vor allem Aspekte des Umweltschutzes, die die
Wärmepumpe als sparsame Alternative zu herkömmlichen Heizungs- und Warmwassersystemen so beliebt macht. |
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Skepsis überwiegt zu Unrecht
Die meisten Leute reagieren allerdings erst einmal skeptisch, wenn sie vom Funktionsprinzip der Wärmepumpen hören, demzufolge ja
scheinbar Kälte in Wärme umgewandelt wird. Dabei ist das Prinzip gar nicht so ungewöhnlich und wird heute in praktisch jedem
Haushalt gerne genutzt: Eine Kühltruhe oder ein Kühlschrank funktionieren beispielsweise genauso. Beim Kühlschrank nämlich
wird Wärme aus dem kühlen Innerern des Gerätes heraus in den Raum "transportiert". Aus dem Temperaturunterschied zwischen - um
beim Beispiel zu bleiben - den Lebensmitteln im Kühlfach wird die Wärme entzogen, die die Kühlrippen des Kühlschranks an
die Raumluft abgeben. Nichts anderes passiert auch in einer Wärmepumpenheizung. |
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| Der Kompressor in meinem Haus |
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| Das Erdreich als Wärmequelle |
Ein Kältemittel (eine Flüssigkeit mit einem sehr viel niedrigeren Siedepunkt als Wasser) zirkuliert durch den geschlossenen
Kreislauf der Wärmepumpe und entzieht einer Wärmequelle in einem sogenannten "Verdampfer" die "überschüssige"
Wärmeenergie. Daß beim Verdampfen eines chemischen Stoffs wirklich Energie (sprich Wärme) eingesetzt werden muß, hat
auch schon jeder erfahren: Tropfen Sie doch etwas Aftershave oder Parfum auf die Hand. Sie werden feststellen, daß die Flüssigkeit
rasch verdampft und gleichzeitig die Haut kalt wird, weil sie Wärme abgegeben hat. Das um ein paar Grad erwärmte,
dampfförmige Kältemittel wird nun in einen Kompressor geleitet, wo es verdichtet wird. Dadurch erhöht sich die Temperatur
stark. Auch dieses "Phänomen" hat wohl jeder schon erlebt: Wenn man Luft in einen Fahrradreifen pumpt, wird die Luft verdichtet und die
Pumpe wird warm. |
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| Kältemittel-Kreislauf |
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| Wärme aus der Luft |
In einem Kondensator schließlich gibt das heiße, dampfförmige, komprimierte Kältemittel die Wärme an ein
Heizsystem ab und wird prompt wieder flüssig. Nach dem Durchfließen eines Expansionsventils hat es seinen ursprünglichen
niedrigen Druck und Temperatur-Werte wieder - und ist auch schon wieder am Ausgangspunkt seiner "Reise", dem Verdampfer,
angekommen. |
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| Welche Wärmequelle nutzen? |
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| Grundwasser liefert Wärme |
Stellt sich die Frage, welche Wärmequelle für eine Wärmepumpenheizung in Frage kommt. Geeignet sind in erster Linie
Grundwasser, Boden oder die Außenluft, die ganzjährig die Aufgaben als Solarkollektor und Solarspeicher übernehmen
können. Die beiden ersten Wärmequellen haben dabei den Nachteil, daß sie zumindest bei einem schon fertigen Haus nur noch
mit relativ großem Aufwand (jede Menge Erdarbeiten) realisiert werden können. Außerdem gilt es, die notwendigen
wasserrechtlichen Genehmigungen der Behörden einzuholen. Andererseits ist speziell das Grundwasser eine ideale Wärmequelle,
denn auch im tiefsten Winter bleibt die Temperatur mit etwa neun Grad konstant. Das gleiche gilt auch für das Erdreich, einmal abgesehen
davon, daß man eine relativ große Grundstücksfläche benötigt, um der Erde mit Rohrschlangen die Wärme
abzuzapfen. |
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Die Nachteile von Luft
Am einfachsten ist also die Verwendung von Luft als Wärmequelle, aber auch hier gibt es einen gravierenden Nachteil: Da die Temperatur
der Atemluft nicht gerade konstant ist und im Winter selbst in unseren gemäßigten Breiten schon einmal deutlich unter die
O-Grad-Celsius-Marke sinken kann, sinkt der Wirkungsgrad der Wärmepumpe. Das kann man zwar durch eine kleine zusätzliche
elektrische Heizanlage ausgleichen, dabei steckt man ja zusätzliche Energie in das System, obwohl man ja eigentlich Verbrauch senken
wollte. |
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Ökologisch wertvoll
In jedem Fall ist es bei einer Wärmepumpe, anders als beispielsweise bei einer Ölheizung, nicht damit getan, daß
Gerät in den Keller zu stellen und anzuschließen. Teure Erdarbeiten müssen ebenfalls einkalkuliert werden - ebenso wie
Zuschüsse, die sowohl die Bundesregierung, als auch verschiedene Energieerzeuger (z.B. das RWE) gewähren. Auf der anderen Seite
steht die ökologische Bewertung der Systeme, wobei die Emission von Kohlendioxid in die Atmosphäre natürlich der
entscheidende Wert ist. Dabei schneiden moderne, von seriösen Herstellern exakt an ein Haus angepaßte Wärmepumpenheizungen
normalerweise deutlich besser ab, als Öl- bzw. Gasheizungen. Sogar die vielgepriesene Brennwerttechnik kommt da nicht mehr mit. Die
Zeiten, in denen ineffiziente Wärmepumpenheizungen zum Groschengrab wurden, sind jedenfalls vorbei. |
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