Wärmepumpentechnologien


Alles über Erdwärmepumpen


Erdwärmepumpen sind am häufigsten in Gebrauch, da  ganzjährig in ausreichendem Maße Energie zur Verfügung steht. Diesen Anlagentyp kann man ohne weitere ergänzende Heiztechnologie betreiben. Bei dieser Heiztechnologie sind die Fragen 3, 4, 5, 6, besonders zu beachten.

 

Erdwärme ist zu 98% gespeicherte Sonnenenergie. Die Erdtemperatur hält auch an sehr kalten Wintertagen das nötige Niveau für einen wirtschaftlich optimalen Betrieb. Es werden sogenannte Erdkollektoren im Erdreich verlegt, über die die Wärme aufgenommen wird. In diesen Erdkollektoren zirkuliert das Wärmeträgermedium, welches die Wärme aufnimmt und zur Wärmepumpe weiterleitet. Je nach Wärmeträgermedium im Erdkollektor unterscheidet man zwischen den Betriebsarten Sole und Direkterwärmung.Bei Wärmepumpen mit Direkterwärmung zirkuliert das Arbeitsmittel der Wärmepumpe als Wärmeträgermedium. Bei der Direkterwärmung entfallen die Solewälzpumpe und der Zwischenwärmetauscher. Zudem kann bei den Direkt-Erdwärmesystemen bis zu 80% der Energie aus kostenloser Umweltenergie gewonnen werden.
In der Wärmepumpe wird die Direkt-Erdwärme verdichtet und erhitzt. Die entstandene Wärme wird dann an die Heizungen und Radiatoren weitergegeben. Ein weiterer Vorteil der Direkt-Erdwärme ist, dass es weniger Bauteile gibt als bei der Sole-Variante. Damit werden die Sicherheit und der Wirkungsgrad erhöht.  

Die Wärmepumpeanlage in der Sole-Variante führt das Wärmeträgermedium Sole. Dieses nimmt die Wärme aus der Erde auf und leitet sie weiter zur Wärmepumpe. Wenn das Grundstück über genügend Fläche verfügt, kann die Wärme über Flachkollektoren gewonnen werden. Eine Platz sparendere Möglichkeit bieten beispielsweise Erdsonden, die besonders bei Reihenhäusern wegen der meist geringen Grundstückgröße besonders ideal sind.

 

Die verschieden Varianten sind teilweise melde- oder auch bewilligungspflichtig!

Direkt-Erdwärmesysteme haben die niedrigsten Betriebskosten aller heute bekannten Erdkollektorsysteme, denn bei Direkt-Erdwärme
nützen Sie bis zu 4/5 kostenlose Umweltenergie!

 

Damit sparen Sie im Laufe der Jahrzehnte ein kleines Vermögen, welches Ihnen für andere Zwecke zur Verfügung steht!

 


Die Verlegung der Flachkollektoren

Die Verlegung der Flachkollektoren zur Installation der Wärmepumpenanlagen ist denkbar einfach. Nahtlos aneinander geschweißte Spezialkupferrohre werden in ca. m 1,20  Tiefe in Spiralförmig ineinander gelegt und durch ein Sandbett und eine Kunststoffummantelung geschützt. Die verschiedenen Kreise werden in einem Sammelschacht zusammengeführt. Je nach benötigter Wärmeleistung wird die Verlegefläche der Kollektoren größer oder kleiner gestaltet.

Die Vorteile von Direkt-Erdwärme

Es gibt mehrere Möglichkeiten Erdwärme zu nutzen, die effizienteste davon ist Direkt-Erdwärme. Dabei zirkuliert das Arbeitsmittel der Wärmepumpe als Wärmeträgermedium direkt in den Flachkollektoren. Es nimmt die Wärme aus dem Erdreich auf, verdampft dabei und wird anschließend zur Wärmepume geleitet. Dort wird es verdichtet und soweit erhitzt, dass es diese Hitze an die Fußboden-/Wandheizung oder an die Radiatorenheizung abgeben kann.

Auf den bei Sole-Systemen benötigten Sole-Hilfskreis mit Sole-Umwälzpumpe und Ausdehnungsgefäß wird beim Direkt-Erdwärme-System verzichtet. Das bedeutet erhöhte Sicherheit durch weniger Bauteile und verbesserte Wirkungsgrade. Zwischenwärmetauscher und Hilfsenergie für den Solepumpenantrieb entfallen.
 

Die Grundwasser Wärmepumpe

Da Grundwasserwärme ganzjährig zur Verfügung steht kann auch dieser Anlagentyp ohne weitere ergänzende Heiztechnologie betrieben werden.
Die Vorraussetzung hierfür ist, dass das Grundwasser auf dem Grundstück in angemessener Tiefe und Temperatur vorhanden ist. Die Temperatur sollte konstant zwischen 8°C und 12°C im positiven Bereich liegen. Ist dies nicht der Fall, sollte die Wärmequelle Erdreich genutzt werden.
Das Grundwasser wird im Saugbrunnen gefördert und gibt seine Wärme an den Kältekreislauf der Wärmepumpe ab. Über einen Schluckbrunnen verlässt das abgekühlte Wasser dann das System wieder. Bei schlechter Grundwasserqualität mit Verunreinigungen sollte ein Wärmetauscher zwischen montiert werden, der leicht von Verunreinigungen zu reinigen ist. Das Herzstück einer jeden Wasser-Wasser-Wärmepumpe ist der Verdichter, der mit der Scroll-Technologie sehr wartungs- und geräuscharm arbeitet. In einem Einfamilienhaus benötigt man für die Wasser-Wasser-Wärmepumpe, die im Haus aufgestellt wird, eine Fläche von ca. einem Quadratmeter.

Luft-Wasser-Wärmepumpe


Der große Vorteil einer Luft-Wasser-Wärmepumpe ist der geringe Aufwand und die damit verbundenen geringen Kosten der Wärmeenergiebeschaffung.  Die Luft-Wasser-Wärmepumpe saugt die Umgebungsluft von innen oder außen an und leitet diese am Kältekreislauf der Wärmepumpe vorbei. Die Radiatoren bzw. Heizungen sind, wie üblich, von Wasser durchströmt und an die Wärmepumpe angeschlossen. Diese neuartigen Wasser-Luft-Wärmepumpen können bis zu einer Außentemperatur von bis zu -7°C alleine ein Haus beheizen. In unseren Breiten wird eine Zusatzheizung nur selten benötigt.
Moderne Luft-Wasser-Wärmepumpen arbeiten in der Regel bis ca. -7°C allein und benötigen erst bei tieferen Außentemperaturen eine Zusatzheizung, die meist aus einem Elektroheizregister besteht. Jedoch kommt diese zusätzliche Wärmequelle in unseren Breiten sehr selten (an wenigen Tagen im Jahr) zum Einsatz. Eine besondere Bauart der Luft-Wasser-Wärmepumpe stellt die Warmwasserwärmepumpe dar.

Wärmequelle Luft

 Luft-Luft-Wärmepumpen entziehen der Luft die Wärme und geben diese gewonnene Energie zurück an das selbe Medium. Jede Klimaanlage kann als Luft-Luft-Wärmepumpe benutzt werden. Alle Klimaanlagen können als Luft-Luft-Wärmepumpe benutzt werden, auch wenn deren Nutzen oft nur in der Kühlung von Räumen liegt, das Prinzip ist dasselbe. Sie entziehen der Luft die Wärme und geben sie im Innenraum wieder ab. Eine Funktion ist bis -18°C Außentemperatur möglich. Die Wärmepumpe sollte im Haus stehen, während der Verdampfer im Freien untergebracht sein sollte. Verbrauchte und feuchte Luft wird aus den Zimmern, vornehmlich Bad und Küche abgesaugt und mit einem Wärmetauscher wieder der Wärmepumpe zugeführt. Mit dieser Luft wird die angesaugte Frischluft erwärmt und wieder in den Raum abgegeben. Für eine Luft-Luft-Wärmepumpe sollte ca. ein Quadratmeter Grundfläche eingeplant werden.

Warmwasserwärmepumpe

Für das Aufheizen von Brauchwasser kann man eine Warmwasserwärmepumpe benutzen. Diese ist meistens mit einem Brauchwasserspeicher ausgestattet. Die Warmwasser-Wärmepumpe ist eine Bauart der Luft-Wasser-Wärmepumpe, die nebenbei noch Brauchwasser erwärmt. Dadurch das die Pumpe die Umgebungsluft benutzt, und dadurch den Raum im Sommer herunterkühlen kann. Zudem kann die Anlage der Luft Feuchtigkeit entziehen, was zum Beispiel in Kellerräumen sinnvoll ist.