Was sind und wie arbeiten Wärmepumpen?
Hier günstige Angebote für eine Wärmepumpe erhalten
In unseren Breiten erleben wir jährlich 4 Jahreszeiten. In mindestens einer davon sind wir unbedingt darauf angewiesen, unsere Wohnungen beheizen zu müssen. Für die Nutzung von Warmwasser nutzen wir externe Wärmequellen sogar ganzjährig.
In sehr vielen, wenn nicht sogar der überwiegenden Zahl der Fälle waren wir dafür bisher auf die Nutzung von fossilen Brennstoffen angewiesen, z. B. auf Öl oder Gas.
Was gegenüber der Nutzung von Kohle zur Energiegewinnung vor geraumer Zeit als fortschrittlich und wesentlich umweltfreundlicher angesehen wurde, ist es in Wirklichkeit nicht und war es auch nie. Der Krieg gegen die Ukraine hat darüber hinaus die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen aufgezeigt, die Preise für Öl und Gas in die Höhe getrieben. Somit wurde es notwendig, neben den klimatechnischen Gesichtspunkten hier schnell und dringlicher als vielleicht geplant, umzusteuern.
Schon aus Klimaschutzgründen ist die Nutzung von fossilen Brennstoffen ein absolutes Auslaufmodell, doch wodurch können wir Öl- und Gasheizungen ersetzen und die Preise für die Anschaffung des dazugehörigen Equipments auch bezahlen?
Schon seit geraumer Zeit bietet hier die Bundesregierung Programme und Finanzierung zur Förderung des Ausbaus solcher effizienten Heizmöglichkeiten an. Diese Förderung soll die Kunden bei den Preisen für die Anschaffung unterstützen. Sie ist jedoch zeitlich limitiert.
Eine Möglichkeit, die bereits seit Jahren auf dem Markt ist und die in Form von Subventionen auch diese Förderung nutzen kann, sind Wärmepumpen.
Auch technisch klingt das Prinzip verlockend. Statt fossile Brennstoffe aus dem Boden zu holen und durch deren Verbrennung Energie zum Heizen, Koch oder für Warmwasser zu nutzen und dabei ständig zusätzlich das Klima zu schädigen, bieten diese Wärmepumpen die Möglichkeit, Energie, die ohnehin bereits da ist und die nur noch sinnvoll und nachhaltig nutzbar gemacht werden braucht, umweltfreundlich zu verwenden.
Was genau sind Wärmepumpen?
Kluge Köpfe haben sich ein Prinzip angeschaut, das es in unserem Alltag bereits gibt: den Kühlschrank. Bei ihm funktioniert es so, dass er dem Teil, der sein Fassungsvermögen darstellt, also seinem Innenraum, Wärme entzieht und außerhalb des Gerätes abgibt, wodurch er kühlt. Bei einer Wärmepumpe gilt das umgekehrte Prinzip. Sie nimmt Wärme aus dem Außenbereich, um sie dann dem Gebäude als Energie fürs Heizen, Kochen, Duschen etc. zur Verfügung zu stellen.
Die Wärmepumpen nutzen bereits eine in der Umwelt vorhandene, frei verfügbare Wärmequelle, die so genannte Umweltwärme, die sich in der Luft sowie in der Erde oder im Grundwasser befindet.
Mit Hilfe dieser Wärmepumpen werden folglich aus dem Erdreich, aus der Luft oder dem Grundwasser Wärme entzogen. Diese Umweltenergie wird über einen so genannten Kältekreislauf als Wärmequelle für die Haushalte nutzbar gemacht, um sie für die genannten Bereiche nutzen zu können.
Es sind Geräte, die der Umgebung gezielt Wärme entziehen und als Haushaltsenergie zur Verfügung stellen.
Wie arbeiten diese Wärmepumpen?
Diese Geräte bedienen sich für ihre Arbeit eines Kompressors. Dieser wird mit Strom betrieben. Mit Hilfe einer Wärmepumpe wird Umweltwärme nutzbar gemacht, indem die gewonnene Wärme zunächst auf ein internes Kältemittel übergeht. Das verdampft sehr schnell, und zwar bereits bei ganz geringen Temperaturen. Die dabei frei werdende Energie wird dann durch die Erhöhung des Druckes dieses Dampfes verdichtet, wodurch die Temperatur des Dampfes stark erhöht wird. Die so entstehende Wärme wird dann auf das Heizsystem der Wärmepumpe übertragen und steht uns als Wärmequelle zur Verfügung, die wir zum Heizen unserer Räume, aber auch für die Herstellung von Warmwasser oder zum Kochen verwenden können.
Diese Wärmepumpen arbeiten also auf der Basis eines Kältekreislaufes. Ihr Anwendungsprinzip wurde dabei stets verbessert. Zwischenzeitlich arbeiten sie ziemlich leise und vibrationsarm und auch ihre Lebensdauer konnte signifikant erhöht werden, da ihre Komponenten mit Hilfe von hervorragender Ingenieurskunst weiter optimiert werden konnten.
Effektivität der Wärmepumpen durch das Kreislaufsystem:
Wie erwähnt, nutzen Wärmepumpen das umgekehrte System der Kühlmethode von Kühlschränken. Und sie arbeiten sehr effektiv, weil der Kreislauf immer wieder von vorn beginnt. Dafür wird ein Wärmetauscher eingesetzt, der die Wärme aus dem erwärmten Kältemittel auf das Heizelement überträgt und als Wohnwärme, zum Duschen und Baden oder zum Kochen bereit stellt.
Bei diesem Vorgang wird das Kältemittel, dessen Gas zuvor durch einen Verdichter, der mit Strom betrieben wird, sehr stark komprimiert wurde, nach seiner Druckentlastung nutzbar gemacht, bevor das wieder von vorn beginnt, ein Kreislauf.
Gibt es verschiedene Arten der Wärmepumpe und wenn ja, welche?
Ja, es gibt verschiedene Arten dieser Wärmepumpen. Ihre Unterscheidung basiert auf der Nutzung ihrer Ausgangsenergie.
So unterscheiden wir entsprechend der Nutzung folgender Energiequellen:
- Energie aus der Umgebungsluft,
- Energie aus dem Boden (Erdwärme),
- Energie aus dem Grundwasser,
- Energie aus allen drei Elementen, also aus Umgebungsluft, Erdreich und Grundwasser nach dem Prinzip eines Eisspeichers,
- recycelte Energie aus der sogenannten Um- und Abwärme.
Wärmepumpen werden wie folgt unterschieden:
- Luftwärmepumpe (für die Nutzung der Energie aus der Luft)
- Erdwärmepumpe, auch bekannt als Sole-Wasser-Wärmepumpen (für die Nutzung der Energie aus dem Erdreich)
- Wasser–Wasser–Wärmepumpe (für die Nutzung der Energie aus dem Grundwasser)
- Eisspeicher–Wärmepumpe (für die Nutzung der Energien aus der Luft, dem Erdreich und dem Grundwasser)
- Warmwasser–Wärmepumpe (für die Nutzung bzw. Wiederverwendung der Energie aus Um- und Abluft).
Beispiel Luftwärmepumpe:
Der Einbau einer solchen Luftwärmepumpe ist die derzeit günstigste und einfachste Variante zur Nutzung einer solchen Heizquelle, denn die Preise betreffen lediglich den Einbau der Wärmepumpe selbst. Die Wärmequelle speist sich aus der Nutzung der Energie aus der Luft und die steht kostenfrei zur Verfügung.
Beispiel Erdwärmepumpe:
Eine der effizientesten und nachhaltigsten Varianten als Heizmöglichkeit ist der Einbau einer Erdwärmepumpe. Bereits ab einer geringen Tiefe von ca. 10 Metern in das Erdreich hinein, bietet dies die Möglichkeit, um unabhängig von den Temperaturen im Winter ein durchweg nahezu konstantes Temperaturniveau zu erreichen – das zudem nicht endet. Bei den Erdwärmepumpen stehen 2 verschiedene Modelle zur Verfügung:
- die eine Variante setzt dabei auf eine an der Oberfläche befindliche Methode und wird Erdkollektor genannt,
- während man mit der zweiten Variante die Wärme aus 40 bis 100 Metern Tiefe holt, und die dafür notwendigen Erdsonden senkrecht oder schräg in die Erde eingelassen werden.
Es liegt dabei auf der Hand, dass für die zweite Variante weniger Platz gebraucht wird und daran gemessen, dass die Erdwärme bereits ab einer Tiefe von 10 Metern konstant viel Wärme zum Heizen abgibt, rechnen sich hier auch die Kosten für die Anschaffung einer Erdwärmepumpe auf jeden Fall.
Diese Art der Wärmepumpe funktioniert nach dem Prinzip eines Wärmetauschers, vergleichbar mit der Arbeitsweise eines Kühlschranks.
Luftwärmepumpe >>
Wie der Name es schon vermuten lässt, wird hier die Erdwärme zum Erzeugen von Heizenergie nutzbar gemacht.
Erdwärmepumpe >>
Was kostet der Einbau einer Wärmepumpe?
Es ist wie bei allen Neuanschaffungen, dass sich der Einbau oder der Bereitstellungspreis erst im Laufe der Zeit rentiert und man selbst zunächst mit Investitionen voran gehen muss.
Der Einbau einer Wärmepumpe kostet mehrere Tausend Euro und unterscheidet sich von der Art der gewählten Pumpe. So ist der Anschaffungspreis einer Luft-Wärmepumpe wesentlich günstiger als der einer so genannten Wasser-Wasser-Wärmepumpe.
Das liegt vor allem an dem erweiterten Aufwand für eine solche Pumpe, an mehr Arbeitsleistung beim Einbau und unter Umständen an der Notwendigkeit von zusätzlichem Material.
So muss man bei besagter Wasser-Wasser-Wärmepumpe mit Kosten zwischen 15000 Euro und 22000 Euro rechnen, da zu dem Sockelbetrag von ca. 9000 Euro bis 12000 Euro noch entsprechend hohe zusätzliche Kosten durch diverse Arbeitsleistungen, wie dem Bau eines Brunnens und der dafür notwendigen Bohrungen kommen, die ihrerseits mehrere Tausend Euro kosten.
Für den Einbau einer Luftwärmepumpe hingegen braucht es diese zusätzlichen Baumaßnahmen nicht, weshalb hierfür auch keine Kosten anfallen und der Anschaffungspreis dadurch sinkt.
Die Bundesregierung unterstützt derzeit noch die Anschaffung einer solchen Wärmepumpe mit Subventionen, die jedoch in Kürze auslaufen.
Die Vorteile dieser umweltschonenden Technologie von Wärmepumpen:
Seit Jahren gilt diese Art der Energiegewinnung und der Heizmöglichkeiten als sehr fortschrittlich, effizient und vor allem umweltfreundlich.
Das trifft sowohl auf den privaten Bereich zu, um Wärme, Warmwasser und Kochenergie für Wohnungen und Häuser bereit zu stellen, aber auch für ihre Nutzbarkeit in der Industrie.
Der große Vorteil einer Wärmepumpe besteht dabei nicht ausschließlich darin, fossile Brennstoffe im Boden zu lassen und so die Umwelt zu schonen, sondern darin, dass die meiste Energie, vor allem die aus dem Boden, die Erdwärme, in schier unerschöpflichem Maße zur Verfügung steht. Es wird quasi eine Wärmequelle nutzbar gemacht, die ohnehin vorhanden ist, und die im Gegensatz zu der bisherigen Ausbeute an fossilen Brennstoffen aber nicht versiegt und keinen Schaden anrichtet.
Das trifft so in ähnlicher Weise auf alle dafür zur Verfügung stehenden Wärmequellen und die jeweils dazu passende Wärmepumpe zu, wobei die Möglichkeit der Nutzung der Erdwärme vermutlich der Primus ist.
Lohnt sich die Anschaffung einer solchen Wärmepumpe?
Auf längere Sicht gesehen, ja, denn es werden verschiedene Arten von Umweltwärme kostenlos genutzt, die zudem das Klima nicht belasten.
Ganz abgesehen also von dem unschätzbaren Wert, den wir dadurch an unserer Umwelt leisten, indem wir nicht mehr die fossilen Energieträger verbrennen und derzeit sogar noch abhängig von der Belieferung mit diesen Rohstoffen sind, entfällt beim Einsatz derartiger Wärmepumpen der stetig steigende CO2-Preis, der in naher Zukunft ein Heizen mit herkömmlichen Wärmequellen unrentabel macht.