Die Wärme der Natur: Erde, Wasser, Luft
Mit Wärmepumpen heizen

Wärmepumpen - CO2SPARHAUS

Immer mehr Modernisierer setzen auf die umweltfreundliche Wärmepumpentechnik. Das Prinzip der Erwärmung des Heizwassers in einem Gebäude ist jeweils dieselbe, die Energiequelle unterscheidet sich jedoch: Wärme aus dem Erdreich (Sole), aus dem Grundwasser oder Wärme aus der Luft. Der Einbau einer Wärmepumpe sollte beim Neubau Standard sein, bei der Altbausanierung sind eine gut gedämmte Gebäudehülle und eine Fußbodenheizung optimal. Die Geothermie, oder Erdwärme, ist die in dem oberen (zugänglichen) Teil der Erdkruste gespeicherte Wärme. Sie zählt zu den regenerativen Energien.
 
Sole-Wasser-Wärmepumpe
Die Sole-Wasser-Wärmepumpe entzieht dem Erdreich Wärmeenergie zum Heizen. Dafür werden entweder Erdsonden (senkrechte Bohrung, besonders für kleine Gärten geeignet) oder Kollektoren (waagerecht oder per Fächerbohrung) ins Erdreich eingebracht.
Durch die Kunststoff- oder Stahlrohre der Sonden beziehungsweise Kollektoren fließt in einem geschlossenen System ein spezielles Kühlmittel, das die Wärme der Erde annimmt. Der Verdichter der Wärmepumpe im Gebäude erzielt durch Druck auf das Kältemittel Temperaturen von bis zu 75°C und gibt die Energie mittels eines Metall-Wärmetauschers an das geschlossene System des Heizkreislaufs ab. Die wieder abgekühlte Flüssigkeit fließt nun wieder ins Erdreich zurück, wo sie erneut die Erdwärme aufnimmt.

Sole-Wasser-Wärmepumpe mit CO2SPARHAUS
Ideal für Neubauten: Erdwärme wird durch bis 100 Meter tief ins Erdreich eingebrachte Sonden oder durch Erdkollektoren (zirka 180 m2 für die Beheizung von 150 m2 Wohnfläche erforderlich) gewonnen.

 
Auf 1 Teil Strom aus dem Stromnetz, den man benötigt, um die Wärmepumpe anzutreiben, gewinnt man durch die Erdwärmetechnik bis 4 Teile Wärme aus der Natur (Leistungsverhältnis 1 : 4, entspricht einer JAZ von 4). Das Erdwärmesystem funktioniert bis -20°C Außentemperatur und bedarf nach der einmaligen Bohrung keiner speziellen Wartung mehr. Die Vorteile sind: umweltfreundlich, äußerst wirtschaftlich, sehr geringe Heizkosten, angenehmes Raumklima durch die Fußbodenheizung, keine Kosten für Gas-Hausanschluss, Schornsteinanlage, Brennstofflieferungen und keine Geräusche im Haus durch Außenbetrieb.

Wasser-Wasser-Wärmepumpe mit CO2SPARHAUS
Wasserwärmepumpe: links der Schluckbrunnen, rechts der Förderbrunnen.

Wasser-Wasser Wärmepumpe
Eine weitere Energiequelle stellt das Grundwasser dar. Man benötigt in diesem Kreislauf, der an den Wärmetauscher mit dem Trink- und Nutzwasserkreislauf gekoppelt ist, lediglich 2 Brunnen – einen Förderbrunnen für das benötigte Wasser aus der Grundwassertiefe des Erdreichs, und einen Schluckbrunnen, durch den das erkaltete Wasser dem Erdreich wieder zugeführt wird. Diese Wärmepumpe ist die effektivste (1 : 5 Ausbeute an Heizleistung), da das Grundwasser mit 5° - 10° Celsius eine optimale Temperatur aufweist und damit die beste Entzugsleistung sichert.
 
Die Wasserwärmepumpe ist ideal für ländliche Gegenden mit hohem Grundwasserspiegel. Für eisen- oder kalkhaltiges Grundwasser ist sie nicht geeignet. Die Anschaffung lohnt sich erst ab einer Größe von 50 KW.

Die Luft Wärmepumpe
Die Luft-Wasser-Wärmepumpe entzieht der Luft Wärmeenergie und erwärmt damit Wasser, das zum Heizen oder für die Warmwasserversorgung verwendet werden kann. Die Anlagen können innen (im Keller) oder außerhalb des Gebäudes installiert werden. Allerdings: Luft-Wasser Wärmepumpen arbeiten nicht ganz so effizient wie Anlagen, die dem Erdreich oder dem Grundwasser die Energie entziehen (JAZ 3,0). Es gibt aber auch Vorteile: Die Anlagen sind nicht genehmigungspflichtig, sie sind preiswerter (weil keine aufwändigen Erdarbeiten anfallen) und Luft ist überall verfügbar.

Luft-Wärmepumpe
Ideal für gut gedämmte Gebäude oder Passivhäuser: die Luftwärmepumpe

Oft eignen sie sich auch für den nachträglichen Einbau. Im Sommer ist die Warmwasserbereitung besonders effizient, weil die Außenluft eine hohe Temperatur hat. Ideal zu kombinieren ist die Luft-Wasser-Wärmepumpe mit einem kontrollierten Be- und Entlüftungssystem. Denn hier ist Luft nicht nur die Energiequelle, sondern auch Träger für den Wärmetransport (Wärmerückgewinnung). Anstatt die verbrauchte warme Luft beim Lüften nach außen zu lassen, wird ihre Wärme dazu verwendet, frische Außenluft aufzuheizen. 

Beim Altbau gilt die Regel: Je niedriger die Vorlauftemperatur Ihrer Heizung ist, desto weniger Strom benötigt die Wärmepumpe, um Ihr Haus zu beheizen. Optimale Voraussetzungen sind 35°C im Vorlauf und selbstverständlich eine optimal gedämmte Gebäudehülle. Sellbst bei Heizkörpern und bei höheren Vorlauftemperaturen bis zu 75°C kann die Wärmepumpe noch wirtschaftlich sein!

Rechenbeispiel Einfamilienhaus
     Zu Grunde gelegt wurde ein Wärmebedarf von 30.000 kWh/Jahr = 2.100 € Heizkosten pro Jahr.
Dank der Umstellung auf eine umweltfreundliche Wärmepumpe mit 100m tief eingebrachten Sonden (Sole/Wasser) und bei einer Vorlauftemperatur von 35°C konnte folgendermaßen kalkuliert werden: (JAZ 4,0) 30.000 : 4 = 7.500 kWh x 0,14 € Strom = 1050 €.
Ersparnis = 50%!

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