Solar / Wärmepumpen

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Die umweltfreundlichste Heizung auf dem Markt – und doch schon über 100 Jahre alt.

So funktioniert die Wärmepumpentechnologie
Wärmepumpen arbeiten nach dem umgekehrten Prinzip eines Kühlschranks: Raumluft aus Heizungs- und Kellerräumen wird angesaugt, der Wärmetauscher entzieht die vorhandene Wärme und gibt sie an das Speicherwasser weiter: Bis zu 70% der zum Aufheizen des Wassers benötigen Energie lassen sich so aus der Luft gewinnen! Eine Wärmepumpe wandelt vorhandene Wärme in einem thermodynamischen Kreislauf auf eine höhere, nutzbare Wärmestufe. Die vorhandene Wärme kann aus verschiedenen Quellen genutzt werden. Die Atmosphäre, Massiv-Absorber und auch die oberflächennahen Bodenschichten werden durch eingestrahlte Sonnenenergie erwärmt und können als Wärmequelle zur Verfügung stehen. Die Nutzung der Wärme tieferer Schichten stammen von dem Zerfall radioaktiver Elemente im Erdinneren und ist dem Bereich der Geothermie zuzuordnen. Die genutzte Wärme aus dem Grundwasser beruht sowohl auf der Sonnenenergie als auch auf der Erdwärme.

Sinnvoller Einsatz
Diesen Effekt nutzt die Wärmepumpe, wodurch sich die benötigte Energie zum Antrieb der Wärmepumpe verringert. Der Betrieb wird umso sparsamer, je geringer die Temperaturdifferenz zwischen Erdtemperatur und Vorlauftemperatur der Heizungsanlage ist. Diese Bedingung erfüllen Niedertemperaturheizungen am besten, deshalb wird die Wärme im Wohnraum häufig durch eine Fußbodenheizung abgegeben. Je nach Auslegung des Systems kann der Heizenergieaufwand um zirka 30 bis 50 % reduziert werden. Durch Kopplung mit Solarstrom, Haushaltsstrom oder Erdgas zum Antrieb der Wärmepumpe kann die Kohlendioxidemission im Vergleich zum Heizöl erheblich gesenkt werden. Der Auswahl der richtigen Wärmequelle kommt eine besondere Bedeutung zu, denn von ihr hängt die Effizienz einer Wärmepumpe ab. Da die Wärmequelle oft eine Standzeit von mehr als 50 Jahren hat, ist ihr Bau eine Investition für Generationen.

Die Wärme
Die heute am häufigsten genutzte Wärmequelle dürfte – bei Neuanlagen – das Erdreich darstellen. Es kann oberflächennah in 1-2 m genutzt werden durch horizontale Verlegung der Wärmetauscherrohre oder durch das Einbringen vertikaler Erdsonden bis ca. 100 m Tiefe. Als weitere Wärmequelle steht die Umgebungswärme der Atmosphäre zur Verfügung, die direkt über Wärmetauscher oder vorzugsweise über Massiv-Absorber genutzt wird.  Die Wärmequelle mit dem höchsten Temperaturniveau ist allerdings das Grundwasser. Der Einsatz von Wärmepumpen konzentriert sich fast vollständig auf die Beheizung von Gebäuden. Die Wirtschaftlichkeit bei der Warmwasserbereitung sinkt deutlich, da diese erheblich höhere Vorlauftemperaturen erfordert. Gefragt ist in jüngster Zeit die Integration der Raumkühlung in das Wärmepumpensystem durch Umkehrung des Kältemittelkreislaufes oder unmittelbare Zuführung des Kältemittels in eine spezielle Kühldecke. Dies wird bei großen Wärmeentzügen im Winter erforderlich, um im Sommer Umgebungswärme im Erdreich zu speichern bzw. das Wärmereservoir wieder aufzufüllen.

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