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Wärmepumpen - Die Wärme aus der Natur effizient nutzen

Eine Wärmepumpe funktioniert wie ein Kühlschrank, nur im umgekehrten Sinne. Ein Kühlschrank erzeugt aus der Umgebungswärme Kälte. Eine Wärmepumpe nutzt Energie, die in Luft, Wasser und Erde permanent vorhanden ist, wandeln diese über den Wärmetauscher um, und gibt sie als Heizenergie ans Haus wieder ab. Und nicht nur das – in Kombination mit einem Warmwasserspeicher kann zusätzlich die Warmwasserversorgung sichergestellt werden. Abhängig davon, od die Wärmepumpe Energie aus der Erde , dem Wasser oder der Luft nutzt, ergeben sich unterschiedliche Arten der Erschliessung.
Nachfolgend finden Sie eine Übersicht der grundlegenden Funktionen und der unterschiedlichen Typen von Wärmepumpen.

Funktionsprinzip einer Wärmepumpe

Den wichtigsten Beitrag für die Funktion einer Wärmepumpe leistet das Arbeitsmedium (Kältemittel). Das Arbeitsmedium hat die Eigenschaft, bei niedrigsten Temperaturen zu verdampfen. Wird Außenluft oder Wasser über einen Wärmeübertrager in dem das Arbeitsmedium zirkuliert geführt, entzieht dieses der Wärmequelle Wärme. Bei diesem Prozess geht das Arbeitsmedium vom flüssigen in den gasförmigen Zustand über. Die Wärmequelle kühlt sich dabei um einige Grad ab.

Ein Verdichter saugt das gasförmige Arbeitsmedium an und verdichtet es. Durch die Druckerhöhung steigt auch die Temperatur – das Arbeitsmedium wird auf ein höheres  Temperaturniveau „gepumpt“. Hierzu ist elektrische Energie notwendig. Bei sauggasgekühlten Verdichtern geht die Motorwärme nicht verloren. Die Motorwärme wird mit dem verdichteten Arbeitsmedium in den nachgeschalteten Verflüssiger geleitet. Hier gibt das Arbeitsmedium seine gewonnene Wärme an das Umlaufsystem der Warmwasser-Heizung ab, indem es sich verflüssigt. Der vorhandene Druck des Arbeitsmediums wird mit einem Expansionsventil abgebaut und der Kreisprozess beginnt erneut.

Die unterschiedlichen Typen

Luft-Wasser-Wärmepumpe

Um das Haus zu heizen nutzt eine Luft-Wasser-Wärmepumpe die Energie aus der Umgebungsluft. Durch die Sonneneinstrahlung erwärmt sich die Luft fortlaufend neu. Die Wärmepumpe nimmt diese Energie auf einem niedrigen Temperaturniveau auf und bringt sie auf ein höheres Niveau. Die Luft-Wasser-Wärmepumpe kann relativ einfach installiert werden und ist zudem sehr preiswert.

Luft-Wasser-Wärmepumpen können aussen sowie innen aufgestellt werden. Wirtschaftlich sind beide Lösungen gleichwertig.

  • Innenaufstellung – Hier ist die Luft-Wasser-Wärmepumpe in einem Kellerraum aufgestellt. Der vollständige Kreislauf befindet sich im Haus, lediglich der Be- und Abzug der Luft erfolgt über den Aussenbereich.
    Vor- und Nachteile:
    + keine Aussenaufstellung  /  – Platzbedarf
    + kaum Lärmbelastung  /  – Luftleitungen durch Hauswand

  • Aussenaufstellung – Die häufigste Aufstellungsvariante. Hier werden kompakte Wärmepumpen verwendet, welche im Aussengerät Wärme erzeugen und diese über den Speicher im Heizraum weiterleiten.
    Vor- und Nachteile:
    + einfach nachrüstbar  /  – Optik durch Aufstellung im Aussenbereich
    + minimale Durchdringungen der Gebäudehülle  /  – leichte Geräuschemissionen
    + ideale Aufstellung, wenn direkt am Gebäude möglich  /  – aussenliegende Leitungen

  • Split-Gerät – Bei diesem Typ von Wärmepumpe wird der Kreislauf aufgeteilt, indem der Verdampfer aussen und der Verflüssiger im Haus aufgestellt wird.
    Vor- und Nachteile:
    + geringe Platzanforderung im Innenbereich  /  – aussenliegende Leitungen (Kühlmittel) 

Sole-Wasser-Wärmepumpe (Erdsonde)

Im Volksmund auch Erdsonde genannt – heizen mit Erdwärme. Es gibt zwei Möglichkeiten, die Wärme aus der Erde zu nutzen, entweder mit Erdwärmesonden oder mit Erdkollektoren, die unter der Erdoberfläche verlegt werden.
Wegen der konstanten Wärme der Erde haben Erdsonden einen hohen Wirkungsgrad, ziehen aber höhere Investitionskosten mit sich. Für die Verlegung benötigt es eine Genehmigung Ihrer Gemeinde. ZIMMERLI Haustechnik unterstützt Sie bei der komplette Gesuchstellung in Ihrer Gemeinde.

Wasser-Wasser-Wärmepumpe

Das Grundwasser wird als Wärmequelle genutzt, denn selbst an kalten Tagen speichert das Grundwasser die Energie der Sonne. Die Energiegewinnung wird durch einen Saug- und Schluckbrunnen unterstützt. Bei guter Qualität des Grundwassers können auch bestehende Brunnen verwendet werden. Für die Nutzung des Grundwassers braucht es, wie bei der Erdsonde, eine Genehmigung Ihrer Gemeinde.

Die Grafik (oben) zeigt den Aufbau unterschiedlicher Typen von Wärmepumpen-Heizungen, welche der Luft, Erde und Wasser die Wärme entziehen. Foto:
© arahan – Fotolia.com

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