Wärmepumpen

Umweltfreundliche Energie nutzen

Wir wissen, dass die Sonne 10.000 mal mehr Energie liefert als die gesamte Menschheit im gleichen Zeitraum verbraucht. Diese Sonnenenergie ist nicht nur direkt nutzbar, sondern auch indirekt mit ausgereifter Wärmepumpentechnologie.

Ein Wärmepumpenheizsystem verwendet diese umweltfreundliche Energie für Ihr Gebäude - gespeicherte Solarenergie aus dem Boden Ihres Grundstücks, aus dem Wasser oder der Luft. Das Herzstück dieser Heizung - die Wärmepumpe - realisiert ganzjährig die direkte Umwandlung der kostbaren und dennoch kostenlosen Umweltwärme zur Nutzung für die Heizung und die Brauchwassererwärmung - zuverlässig und ohne jede Zusatzheizung.

Die Energiequelle ist sozusagen unerschöpflich. Ausreichender Energienachschub ist durch Sonneneinstrahlung, Schmelz- und Regenwasser gegeben - bei jeder Witterung.

Der Einsatz von Erdwärmesonden zur Wärmegewinnung wird in Zeiten der Verknappung der fossilen Energieträger immer mehr zu einer anerkannten Alternative zu konventionellen Heizungssystemen.

Schon lange werden Wärmepumpen als eine hervorragende Möglichkeit gesehen, Primärenergie einzusparen und so den CO2-Ausstoß und den Treibhauseffekt zu vermindern.

Historisches
Nach den beiden Ölpreiskrisen der 70er und 80er Jahre erlebten Wärmepumpenheizungen eine kurze Blütezeit, die sehr schnell zu Ende war. Die Preise für die fossilen Energieträger entwickelten sich nicht so nach oben, wie dies in der Krisenzeit prognostiziert wurde. Neben dem Rückgang der Öl- und Gaspreise zeigte sich aber ebenfalls, dass der Rückgang der Wärmepumpen auch hausgemachte Ursachen hatte. Neben der Vielzahl von Wärmepumpenherstellern, die teilweise mit wenig ausgereifter Technik auf den Markt drängten, war auch die nach deutschem Handwerksrecht geforderte strikte Trennung von Gewerken ein Grund dafür, dass der Wärmepumpen-Euphorie die Ernüchterung der Praxis folgte. Der Kunde musste nämlich bei der Errichtung, Wartung und Reparatur solcher Anlagen gleich mit mehreren Handwerkern wie Heizungsbauern, Elektrikern, Kältetechnikern und bei Luft/Wasser-Wärmepumpen zusätzlich mit Lüftungstechnikern auseinander setzen, was für ihn nicht nur lästig, sondern auch kostspielig war. So brauchte man sich nicht zu wundern, dass Wärmepumpen sehr schnell grundlegend geändert.

Prinzip
Wärmepumpen nutzen Umweltwärme aus Luft, Wasser und Erde und benötigen dafür nur die Antriebsenergie. Außenluft und oberflächennahe Wärmequellen haben aber meist den Nachteil, dass sie genau dann, wenn der höchste Wärmebedarf erforderlich wird, die niedrigsten Temperaturen aufweisen. Die Wärmepumpe muss dann hohe Drücke für die Überwindung der hohen Temperaturdifferenz aufbringen, wodurch sich die Leistungsziffer verschlechtert, obwohl die Jahresarbeitszahl immer noch relativ gute Werte bringt. Eine Wärmequelle, die von den Temperaturen auf der Erdoberfläche unabhängig ist, bietet die Erde. Ab ca. 15m Tiefe bleibt die Temperatur im Sommer und im Winter immer bei etwa 10°C konstant und steigt sogar mit 3°C pro - 100m kontinuierlich an.

Verbreitung
Diese günstigen Voraussetzungen legen nahe, die Erdwärme durch senkrecht in den Boden eingebrachte Sonden für Wärmepumpen zu nutzen. Diese Überlegung ist nicht neu. In der Schweiz und in Österreich werden Erdwärmesonden schon seit rund 2 Jahrzehnten als sinnvolle Wärmequelle für Wärmepumpen eingesetzt. So wird in der Schweiz inzwischen jeder 3. Neubau mit Wärmepumpen beheizt und auch im Altbaubereich kommen verstärkt Wärmepumpen zum Einsatz.

Funktionsweise Erdwärmesonden
In die Bohrungen, deren Tiefe zwar auch von den geologischen Verhältnissen, aber im Wesentlichen vom Wärmebedarf des zu beheizenden Objektes abhängig ist, werden U-förmige Doppelsonden eingebracht, die fest mit dem umgebenden Erdreich durch eine eingepresste Suspension verbunden sind. Durch die Sonden wird Wasser gepumpt. Aus Frostschutzgründen wird dem Wasser eine Glykollösung beigemischt. Die aus dem Heizsystem kommende Sole ist kälter als die Rohrwandung bzw. als das die Sonde umgebende Erdreich. Beim Herunterpumpen und Aufsteigen entzieht sie dem Erdreich Wärme und Soletemperatur steigt an.

Die Doppelsonden werden über Verteiler für den Vorlauf (niedrigere Temperatur) und den Rücklauf (höhere Temperatur) angeschlossen (Bild 5). Die Verteiler haben u.a. die Aufgaben, eine gleichmäßige Belastung der Sonden durch den Volumenstrom zu gewährleisten. Von den Vor- und Rücklaufverteilern wird jeweils ein Rohr zum Eingang (Kalte Seite) der Wärmepumpe geführt . In diesen Kreislauf ist eine Umwälzpumpe eingebaut, die ihn in Gang hält und der Wärmepume je nach Anforderung mehr oder weniger Wärmeenergie zuführt. Da es sich hierbei um einen geschlossen Kreislauf handelt , sind zusätzlich verschiedene Sicherheitseinrichtungen wie Ausdehnungsgefäß, Überdruckventil, Lecksicherung und Befüllungseinrichtungen angeordnet.

Funktionsweise Wärmepumpen
Eine Wärmepumpe funktioniert im Prinzip wie ein Kühlschrank. In diesem wird die Wärme des Innenraums nach außen transportiert, wodurch sich die Temperatur im Innenraum erniedrigt. Bei der Wärmepumpe wird einem Medium der Umwelt (Luft, Wasser, Erde) Wärme entzogen und an ein anderes Medium weitergegeben, wodurch sich dessen Temperatur erhöht.

Die Wärmepumpe besteht im Wesentlichen aus vier Bauteilen: Verdampfer, Verflüssiger (auch Kondensator genannt), Expansionsventil und Kompressor, die in einem Kreislauf miteinander verbunden sind. Dieser Kreislauf von einem Medium (Kältemittel) durchströmt, das bei jedem Umlauf zweimal seinen Aggregatzustand, seine Temperaturen und Drücke verändert und dabei Wärme aus der Umgebung aufnimmt bzw. an diese abgibt.

Der Vorteil: Nur zum Antrieb des Kompressors und damit zur Aufrechterhaltung des Kreisprozesses wird Energie benötigt. Der Wärmeübergang von der Sole (oder einem anderen Medium) zum Heizungswasser erfolgt ohne externe Energiezufuhr, so dass mir einer Einheit an Antriebsenergie zusätzliche Einheiten kostenlos aus der Umwelt gewonnen werden. Die Arbeitszahl der Wärmepumpe ist um so größer, je niedriger die Heizungsvorlauftemperatur ist. Es kommen daher nur Niedertemperatursysteme mit einer maximalen Vorlauftemperatur von 30 bis 35°C zur Anwendung.

Weiter Informationen zur Funktionsweis und Kosten von Wärmepumpen finden Sie auf unserer Seite unter:

• Wärmepumpe, wie funktioniert das?
• Wärmepumpe, was kostest das?

Haben wir Ihr Interesse geweckt? Wollen Sie ihr Haus künftig mit Alternativenergie beheizen? Kontaktieren Sie uns unter 071 351 39 12 oder senden Sie uns ein Email heizung@neuweilerag.ch!

Wir beraten Sie gerne, kompetent und umfassend!

Beispiel Elcotherm aquatop

Die Sole-Wasser-Wärmepumpe mit Gratisenergie aus Wasser oder Erde
Die Sole-Wasser- und Wasser-Wasser-Wärmepumpe aquatop erreicht bei einem hohen Wirkungsgrad Vorlauftemperaturen bis zu 63 °C. Dies erlaubt nebst der Anwendung im Bodenheizungsbereich auch den Anschluss an neue und bedingt auch an bestehende Radiatorenheizungen. Je nach Ausrüstung kann die aquatop Wärmepumpe Energie aus Wasser oder Erdreich nutzen. Für Niedrigenergiehäuser stehen Modelle ab 4,9 kW Heizleistung zur Verfügung. Die äusserst geringe Stromaufnahme von lediglich 1,2 kW entspricht der Leistung eines kleinen, tragbaren Heizlüfters. Für Sanierungen stehen Modelle mit bis zu 22 kW Heizleistung zur Verfügung. Mit einer entsprechenden Bewilligung kann Energie sowohl stehenden und fliessenden Gewässern als auch dem Grundwasser entnommen werden. Die Grundwasserentnahme erfordert einen Förder- und Schluckbrunnen von ca. 5-15 m Tiefe. Eine Grundwassertemperatur von lediglich 8-12 °C reicht aus, um während allen Jahreszeiten mit lediglich 1 kW Stromverbrauch etwa 5 kW Heizenergie zu erzeugen.

Wenn weder Grund- noch Oberflächenwasser zur Verfügung stehen, werden Erdwärmesonden Bis zu 300 m tief in den Boden gebohrt. Selbst im Winter betragen die mittleren Temperaturen um die Sonde mindestens 9 °C, wodurch für 4 kW Heizleistung nur 1 kW Strom verbraucht wird. aquatop - die Wärmepumpe mit Gratisenergie aus Wasser oder Erde.

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