Wärmepumpen
Aktueller denn je sind Alternativen zu Öl und Gas wichtiger als zuvor. Wärmepumpen haben den Vorteil das sie keinerlei Co² Emissionen verursachen.
Wärmepumpen nutzen die Wärmequellen aus ihrer unmittelbaren Umgebung. Das Prinzip ist dem eines Kühlschrankes ähnlich. In diesem wird durch ein Kältemittel die Wärme innerhalb des Kühlschrank nach außen in einen Kühler abgeführt.
Im Fall der Wärmepumpe entspricht dieser Kühler dem Heizkörper.
Grundsätzlich sind vom Aufbau her alle Typen von Wärmepumpen gleich.
Durch das verdampfen des Kältemittel entzieht dieses der Umgebung Wärmeenergie. Durch die Beschaffenheit des Kältemittels kann dieses auch bei niedrigen Temperaturen der Umwelt Wärme entziehen.
Durch das anschließende komprimieren erhöht sich der Druck des Kältemittels und gibt die Wärme über den Verflüssiger an das Heizsystem ab.
Wärmepumpen gibt es in verschiedenen Varianten. Im Hinblick auf Kosten und Effizienz sind im mitteleuropäischen Raum drei Methoden der Wärmegewinnung mittels Wärmepumpe zu empfehlen:
- Grundwasser Wärmepumpe
- Erdwärme Pumpe
- Luftwärmepumpe
Kosten
Anschaffung:
Grundwasserwärmepumpe ca. 7.000,- bis 14.000,-
Erdwärmewärmepumpe ca. 10.000,- bis 13.000,-
Außenluftwärmepumpe ca. 5.000,- bis 13.000,-
Installation:
Grundwasserwärmepumpe ca. 15.000,- bis 25.000,-
Erdwärmewärmepumpe ca. 2.000,- bis 15.000,-
Außenluftwärmepumpe ca. 3.000,- bis 6.000,-
Genauere und aktuellere Zahlen erfragen Sie bitte den Fachbetrieben für die installation von Wärmepumpen.
Unterhalt (Strom Wartung):
Grundlage EFH
Grundwasserwärmepumpe ca. 1.400,- jährlich
Erdwärmewärmepumpe ca. 1.900,- jährlich
Außenluftwärmepumpe ca. 2.600,- jährlich
Wirkungsweisen:
Grundwasser (Wasser-Wasser) Wärmepumpen haben den Vorteil das das Grundwasser über das Jahr hinweg konstante Temperaturen hat.
In Fließrichtung des Grundwassers werden zwei Brunnen gebohrt.
Im ersten Brunnen wird über einen Wärmetauscher dem Grundwasser Wärme entzogen und das abgekühlte Wasser wird im zweiten Brunnen dem Grundwasser wieder zugeführt.
Damit das zuvor abgekühlte Wasser nicht erneut über den Wärmetauscher geführt wird muss der zweite Brunnen mit einem Mindestabstand zum ersten Brunnen in Fließrichtung des Grundwasserst angelegt werden.
Die Verwendung von Grundwasser Wärmepumpen ist abhängig von der Qualität des Grundwassers. Manche Bestandteile des Grundwassers können den Wärmetauscher belasten oder gar beschädigen.
Der Einsatz von Grundwasser Wärmepumpen muss zuvor genehmigt werden. Entsprechende Informationen hält das zuständige Landratsamt bereit.
Erdwärme (Sole-Wasser) Wärmepumpe
Um Erdwärme nutzen zu können werden Rohrleitungen in die Erde eingeführt. Die Sole, ein Gemisch aus Frostschutzmittel und Wasser nimmt die Wärme der Erde auf und dann zum Heizen oder die Warmwasser Zubereitung verwendet.
Man unterscheidet bei Erdwärmepumpen zwischen Flächenkollektoren und Erdwärmesonden.
Flächenkollektoren werden in 1–2 Meter Tiefe verlegt und können der Erde pro Quadratmeter etwa 25 Watt Heizleistung entziehen.
Der Wärmebedarf eines Einfamilienhauses (Baujahr ab 2000) beträgt etwa 55W/m²
Auch wenn in den letzten Jahren im Hinblick auf Energieeffizienz deutlich mehr Wert auf Isolation usw. gelegt wird, gilt noch immer die Faustformel
Wohnfläche in m² X 2
Damit sollte man immer auf der sicheren Seite sein.
Erdwärmesonden bieten sich an wenn nicht genug Grundfläche für Flächenkollektoren zur Verfügung stehen.
Die Tiefe der Bohrung für eine Erdwärmesonde hängt vom Energiebedarf ab. Bei einer Tiefe von 100 m liefert eine Erdwärmesonde ca 50W thermischer Energie pro Tiefenmeter
Tiefer als 100 m sollte nicht gebohrt werden, sondern die benötigte Gesamttiefe durch eine weitere Bohrung erzielt werden.
Tiefenbohrungen bis 100 m bedürfen einer Genehmigung durch das Landratsamt. Darüber hinaus gehende Bohrungen brauchen eine Genehmigung nach dem Bundesbergbaugesetz.
Außenluft (Luft-Wasser) Wärmepumpe
Die Außenwärmepumpe ist sowohl bei der Anschaffung als auch in den Installationskosten vergleichsweise günstig.
Diese entnimmt die Energie der Außenluft.
Kommt dem Prinzip des Kühlschrankes an nächsten. Wobei der Innenraum in diesem Fall die Rolle der Außenluft übernimmt.
Der Nachteil dieser Form der Energiegewinnung ist die Tatsache das im Winter die Außenluft auch schon mal unter den Gefrierpunkt fällt. Wichtig ist, dass dann die Wärmeüberträger nicht einfrieren. Ggfs. müssen diese beheizt werden.
Gerade dann, wenn der Heizbedarf am höchsten ist, ist die Effizienz am niedrigsten.
Möglicherweise muss dann noch elektrische Energie zusätzlich hinzugeführt werden um auf das benötigte Energieniveau zu gelangen.
Wirtschaftlichkeit
Die Anschaffungskosten einer Wärmepumpe ist zunächst recht hoch. Doch sind sie nahezu Wartungsfrei über sichern so über einen langen Zeitraum günstige Wärmenergie.
Bei einer Wärmepumpe handelt es nicht um ein Perpetuum Mobile.
Es muss auf jeden Fall noch weitere Energie zugeführt werden.
Kombination Wärmepumpe und Solarenergie
Neben der Photovoltaik bietet auch die Solarthermie Vorteile, welche die Schwächen einer Wärmepumpe als alleinige Energiequelle stark mindert.
So kann die Nutzung teuren Netzstroms durch den Einsatz einer sogenannten Solaranlage, eigentlich Photovoltaikanlage, stark dazu beitragen die Heizkosten zu senken.
Die Kosten für die Warmwasserbereitung kann durch den Einsatz von Solarthermie deutlich reduziert werden.
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Vorteile |
Nachteile |
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Niedrige Betriebskosten |
Hohe Anschaffungskosten |
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Teilweise Genehmigungspflichtig |
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Von Öl und Gas unabhängig |
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Keine CO² Emissionen |
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Teilweise zum kühlen geeignet |
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Empfehlung:
Wärmepumpen eignen sich ideal als Flächenheizung. Bei einem Einsatz als Wand oder Fußbodenheizung wird Vergleich zu einem gewöhnlichen Heizkörper eine viel geringere Vorlauftemperatur benötigt.
Aus diesem Grund muss das Wasser nicht so hoch erhitzt werden und die Wärmeverluste sind entsprechend niedriger.