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Mittwoch, Februar 8, 2023

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Was ist eine Wärmepumpe?

Eine Wärmepumpe nutzt die in der Luft, im Wasser und in der Erde gespeicherte Energie zum Erwärmen von Wohnungen und Gebäuden. Die Wärmepumpe als Erzeuger von Wärme und Heißwasser wird immer wichtiger. Im Gegensatz zu einigen klassischen Heizmethoden findet hierbei kein Verbrennungsprozess statt, also auch kein CO₂-Ausstoß. Was macht eine solche Pumpe jetzt genau?

Der Wärmekreislauf im Überblick
Die Pumpe leitet Wärme aus der Erde, dem Grundwasser oder der Außenluft in ein Heizsystem. Für den weiteren Transport der Wärme benötigt man ein Kältemittel als Träger. In einem zweiten Schritt werden die beiden Komponenten verdichtet und danach in einem Verflüssiger wieder entspannt. Von dort gelangt die Wärme in den Heizkörper, um anschließend über ein Entspannungsventil zurück in den Wärmekreislauf zu gelangen.

Die Einzelkomponenten
1. Verdampfer:
Die erste Station der Außenwärme ist der Verdampfer. Er besteht aus einem flüssigen Kältemittel. Es nimmt Energie aus der eingeleiteten Umweltwärme auf. Durch die Wärmeenergie ändert sich der Aggregatzustand des Kältemittels. Es erwärmt sich und wird zu Dampf.

2. Verdichter/Kompressor:
Es sind unterschiedliche Modelle erhältlich, etwa der Scroll- oder Kolbenverdichter. In ihm wird der Kältemitteldampf zusammengepresst. Dadurch verkleinert sich das Volumen und der Druck steigt an. Gleichzeitig erhöht sich die Temperatur des Gases. Hierzu benötigt man Strom. Der Stromverbrauch zum Beispiel ist abhängig von dem Temperaturunterschied zwischen dem Heizungssystem und der Wärmequelle. Das bedeutet, je größer der Temperaturunterschied ist, desto mehr Strom wird verbraucht.

3. Verflüssiger:
Der heiße Kältemitteldampf wird am Heizungswasser vorbeigeführt und dadurch findet ein Wärmeaustausch statt. Der Dampf verliert dabei Energie und wird kälter. Das Wasser der Heizung absorbiert diese Energie und erwärmt sich.

4. Expansionsventil:
Dieses Ventil reduziert den Druck des Transportmittels. So kann es sich komplett verflüssigen und dadurch ist immer genügend Kältemittel für den Verdampfer vorhanden. Überwiegend werden thermische- und elektrische Expansionsventile verwendet.

Die Hauptvarianten an Wärmepumpen
• Wasserwasserwärmepumpe
• Erdwärmepumpe
• Luftwärmepumpe (zwei Arten: Luft-Wasser- und die Luft-Luft-Wärmepumpe).
Möchten Kunden eine Wärmepumpe kaufen, sollten sie auf die Unterschiede bei den Kosten, der Effizienz und dem Montageaufwand achten.

Die Vor- und Nachteile der Grundwasserwärmepumpe
Als Wärmequelle dient das geothermische Wasser. Die Temperatur liegt hier selbst im Winter kaum unter einem Wert von 10 Grad Celsius. Das macht die Grundwasserpumpe zur effizientesten Wärmepumpe. Hat das Gebäude einen guten Dämmstandard, kann die Wärme über große Heizflächen in den Raum übertragen werden. Sie kann auf kleineren Grundstücken installiert werden, benötigt keinen Wärmepumpenkreislauf und spart hohe Stromkosten.

Wenn Kunden eine solche Wärmepumpe kaufen möchten, sind zwei Bohrungen für Brunnen erforderlich. Der Förderbrunnen oder Saugbrunnen leitet das Wasser zum Wärmetauscher der Anlage. Über den Schluckbrunnen wird es zurück zum Grundwassersystem abgeleitet. Für den Bau von Brunnen ist eine Bewilligung einzuholen und er ist nicht überall erlaubt, so etwa in den meisten Wasserschutzgebieten. Wenn Interessenten diese Art von Wärmepumpe kaufen wollen, könnte ein weiterer Umstand dies verhindern: die Beschaffenheit des Grundwassers. Enthält es zu viel Eisen oder Mangan, verstopfen diese Metalle mit der Zeit die Filter der Anlage.

Die Vor- und Nachteile der Erdwärmepumpe
Diese Art von Wärmepumpe ist sehr effektiv, sofern sie sorgfältig geplant und gebaut wird. Der Grund dafür ist, dass die Temperatur im Untergrund auch während der Wintermonate nicht außergewöhnlich niedrig ist und kaum saisonbedingte Abweichungen zeigt. Um dem Boden Energie zu entnehmen, werden entweder tiefe Bohrungen vorgenommen oder auf großen Flächen oberflächennahe Kollektoren angebracht.

Hat ein Kunde entschieden, dass er diese Wärmepumpe kaufen möchte, erwarten ihn niedrige Betriebskosten und hohe Fördermengen. Dieser Umstand macht eine Erdwärmepumpe auch für Altbauten, die Flächenheizungen haben, attraktiv. Deshalb rechnen sich mittelfristig auch der höheren die Kosten, um das Erdreich zu erschließen.

Eine solche Pumpe kann mit Sonden oder Kollektoren installiert werden. Mit Sonden wird ein u-förmiges Rohr durch ein Bohrloch bis zu einer bestimmten Tiefe in den Boden eingebracht. Die Bohrtiefe hängt vom Wärmebedarf des Gebäudes ab. Je tiefer gebohrt werden muss, desto mehr Sonden müssen montiert werden. Für die Sonden sind Bohrungen erforderlich, die nicht in jeder Gegend erlaubt sind. Weil bestimmte Bodeneigenschaften dafür ungeeignet sind.
Bei der Kollektorenvariante werden dünne Rohre bis zu 2 Meter unter der Erdoberfläche verlegt. Aus Kostengründen sollten potenzielle Käufer weder an der Sondenlänge noch der Kollektorfläche sparen.

Die Vorteile und Nachteile einer Luftwärmepumpe
Sie kann variabel aufgestellt werden. Reicht der Platz im Haus nicht aus, kann sie außen aufgestellt werden. Bei der Absicht, diesen Typ Wärmepumpe kaufen zu wollen, ist ein weiterer Aspekt die preisgünstige und unkomplizierte Montage. Dazu ist kein Genehmigungsverfahren notwendig und Planungskosten entfallen. Ebenso sind Bohr- und Grabarbeiten unnötig.

Diese Variante ist allerdings weniger leistungsstark als die beiden anderen Möglichkeiten. Gerade wenn der Heizbedarf im Winter am dringlichsten ist, hat die Außenluft die niedrigsten Temperaturen. Deshalb müssen die eingebauten Ventilatoren größere Luftmengen in den Wärmetauscher leiten, was höhere Stromkosten verursacht.

Bei Luft-Luft-Wärmepumpen erfolgt die Weitergabe der Heizwärme an die Räume nicht über den Heizwasserkreislauf, sondern über die Luft. Solche Heizsysteme heißen deshalb auch Lüftungsheizsysteme. Für das Gebäude sind keine Heizflächen oder Heizkörper erforderlich.

Auf den richtigen Aufstellungsort achten
Der Abstand des Pufferspeichers zu einer inneren Hauswand sollte möglichst klein sein.
Soll die Wärmepumpe außen stehen, ist ein Mindestabstand von drei bis vier Metern zur Hauswand empfehlenswert. Hier sollte auf die jeweilige Empfehlung der Hersteller zur Geräuschemission geachtet werden.

Förderung der Wärmepumpe
Eine Wärmepumpe kaufen bedeutet für einen zukünftigen Anlagenbesitzer dauerhaft niedrigere Energiekosten. Zusätzlich leisten sie einen Beitrag zum Klimaschutz. Vor diesem Hintergrund wird der Kauf vom Gesetzgeber mit ansprechenden Förderangeboten begleitet. Entscheidend für die Zuschüsse ist die Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG), die Einzelmaßnahmen, Vollsanierungen und den effizienten Hausstandard bezuschusst.

Förderanträge für individuelle Maßnahmen nimmt das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle entgegen. Weitere Fördermöglichkeiten bietet die KfW-Bank. Die Gelder sind als Zuschüsse oder Darlehen mit Rückzahlungshilfen auf Antrag zu bekommen. In einzelnen Bundesländern, Gemeinden und bei Energieanbietern erhalten die Eigentümer/innen einer Wärmepumpe weitere Subventionen.

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