Wärmepumpe: Wärme aus der Natur nutzen
Eine Wärmepumpenanlage besteht im Wesentlichen aus dem Verdichter, Verflüssiger und Verdampfer mit Expansionsventil. Durch Verdichten sind bis zu 65°C Vorlauftemperatur erreichbar. Die Bauteile gibt es als flexibles Modul-System für die Innen- bzw. Außenaufstellung. Der Platzbedarf ist gering und die Anlagenteile sind weitestgehend wartungsfrei. Das Funktionsprinzip ähnelt dem eines Kühlschranks, nur in entgegengesetzter Richtung. In einem Wärmetauscher wird durch ein umweltfreundliches Kältemittel die Umweltwärme aufgenommen. Das Kältemittel (Arbeitsmittel) verdampft und wird im nächsten Schritt durch den Verdichter durch Kompression verflüssigt. Durch den erhöhten Druck steigt auch die Temperatur an. In einem weiteren Wärmetauscher steht dann die Wärme zu Verfügung. Das Expansionsventil baut den Druck ab und das Arbeitsmittel ist wieder gasförmig. Der Kreislauf kann aufs Neue beginnen.
Varianten der Ausführung
Je nach der genutzten Wärmequelle (Erdreich, Wasser, Luft) kann man eine Wärmepumpe untergliedern in Sole/Wasser, Wasser/Wasser und Luft/Wasser Anlagen. Eine weitere Unterscheidung ist in der Ausführung der Kollektoren zu sehen.
Erdsonde
Für kleine Grundstücke ist die Erdsonde besonders geeignet, da nur eine kleine Grundstücksfläche benötigt wird. So wird z.B. für ein Einfamilienhaus mit 9 kW Heizleistung eine Erdsonde von ca. 110 m Tiefe benötigt. Eine Aufteilung auf mehrere Bohrungen ist möglich.
Erdkollektor / Grabenkollektor
Der Erdkollektor ist geeignet für Häuser auf einem großen Grundstück. In einer frostfreien Tiefe wird großflächig ein Rohrsystem verlegt. Die relative, konstante Temperatur von ca. 5-15°C im Erdreich werden genutzt. Für ein Einfamilienhaus werden ca. 250 m² Fläche benötigt.
Grundwasser
Als Wärmequelle wird das Grundwasser genutzt. Das Grundwasser muss hierbei in etwa 15 m Tiefe in ausreichender Menge und Qualität vorhanden sein. In dieser Tiefe hat das Grundwasser eine relativ konstante Temperatur von ca. 8-10°C das ganze Jahr über. Über einen Saugbrunnen wird das Wasser gefördert und eine Schluckbrunnen wieder in den Boden zurückgebracht.
Außenluft
Die durch die Sonne erwärmte Luft ist überall vorhanden. Diese Anlagen arbeiten bis –20°C, wobei in diesem Temperaturbereich die Leistungsfähigkeit zurückgeht. Eine Kombination mit einem zweiten Wärmeerzeuger ist angebracht. Vorteilhaft ist aber die einfachere Installation und eine Innenaufstellung ist möglich. Eine Grundstücksfläche ist nicht in jeden Fall erforderlich.
Anlagenbeispiel
Genehmigung von Wärmepumpen – Anlagen
Je nach der eingesetzten Kollektorart der Wärmepumpe ist eine behördliche Genehmigung einzuholen. Allgemein gilt Nachfolgendes für:
Erdsonden Bei der Errichtung einer thermischen Anlage im Untergrund sind die Bestimmungen des WHG (Wasserhaushaltsgesetz) und auch die Verwaltungsvorschriften der Länder zu beachten.
Erdkollektoren/ Grabenkollektoren In der Regel ist die Installation eines Erdkollektors nicht erlaubnispflichtig. In Ausnahmefällen kann aber im Sinne des WHG´s und der landesrechtlichen Regelung eine Erlaubnispflicht bestehen. Eine Nachfrage bei den Unteren Wasserbehörden ist ratsam.
über Brunnenanlagen Eine Entnahme- und Wiedereinleitung von Grundwasser stellt eine Benutzung im Sinne des WHG dar. Eine Genehmigung ist erforderlich.
Kosten von Wärmepumpen – Anlagen
Die Kosten für eine Wärmepumpenanlage können auf Grund der Vielzahl an Ausführungsvarianten nur nach einer genauen Projektaufnahme ermittelt werden. Eine Wärmepumpenanlage für ein Vier-Personenhaushalt mit einer Erdsonde liegt bei ca. 14.000 Euro.
Betriebs- und Wartungsaufwand
Die Anlagenteile sind weitestgehend wartungsfrei. Dennoch sollte zur Gewährleistung der Anlagensicherheit eine regelmäßige Wartung durchgeführt werden.
Weitere Möglichkeiten
Die Entwicklung von gasbetriebenen Wärmepumpen schreitet in der letzten Zeit immer mehr voran. So werden zunehmend auch kleinere Leistungsbereiche erschlossen. Damit stehen dann auch interessante Möglichkeiten im Einfamilienhausbereich zur Verfügung.
Es besteht auch die Möglichkeit eine Sole/Wasser-Wärmepumpe mit einem Regenwasser-Versickerungssystem zu kombinieren. Der Vorteil ist ein geringerer Platzbedarf sowie geringere Anschaffungskosten.
