Mit Erde, Wasser und Luft heizen
Die Wärmepumpe kann eine echte Alternative zur konventionellen Heizung sein. Eine Voraussetzung ist wichtig
Immer mehr Bauherren setzen auf eine Wärmepumpe zum Heizen. Die Funktionsweise der Wärmepumpe ist dabei der eines Kühlschranks ähnlich – nur umgekehrt. Während der Kühlschrank den Lebensmitteln und der Luft im Inneren Wärme entzieht und diese an die Umgebung abgibt, kühlt die Wärmepumpe die Umgebungswärme ab und erwärmt mit der Energie das Haus. Dafür werden bei der Wärmequelle keine hohen Temperaturen benötigt, schon ein paar Grad über Null reichen in der Regel aus. Die Wärmepumpe kann damit eine effiziente und umweltfreundliche Alternative zur konventionellen Heizung sein.
Und so funktioniert die Wärmepumpe: Im sogenannten Verdampfer befindet sich flüssiges Kältemittel, das bereits bei relativ niedrigen Temperaturen verdampft. Dafür genügt beispielsweise schon die Wärme aus dem Erdboden, dem Grundwasser oder aus der Luft, die vom Kältemittel aufgenommen wird. Das gasförmige Kältemittel wird im Kompressor verdichtet, wodurch sich die Temperatur weiter erhöht. Das erwärmte Kältemittel gelangt anschließend in den Kondensator (Verflüssiger) und gibt dort seine Wärme an das Heizungssystem des Gebäudes ab. Das noch unter Druck stehende mittlerweile flüssige Kältemittel gelangt durch das sogenannte Expansions- oder Entspannungsventil wieder auf das ursprüngliche niedrige Druckniveau, kühlt weiter ab und wird dann weiter zum Verdampfer geführt, wo der Prozess neu beginnt. Die benötigte Antriebsenergie wird für die Wärmepumpe meist über Strom bereitgestellt, es gibt mittlerweile auch gasbetriebene Systeme.
Generell arbeitet die Wärmepumpe umso effizienter, je niedriger der Temperaturunterschied zwischen der Wärmequelle wie Grundwasser oder Erdreich und der benötigten Temperatur für die Heizung ist. Daher sorgt die Wärmepumpe vor allem in einem gut gedämmten Haus mit einem Heizsystem, das mit einer niedrigen Vorlauftemperatur auskommt, sehr effizient und kostensparend für warme Räume. Flächenheizungen wie Fuß- oder Wandheizungen mit einer maximalen Vorlauftemperatur von 40 Grad sind ideal. In einem Altbau mit schlechter Wärmedämmung und einem Heizsystem mit hohen Vorlauftemperaturen steigen der Strombedarf und damit die Heizkosten hingegen stark.
Aufgrund seiner ganzjährig konstanten und nicht zu niedrigen Temperatur eignet sich das Erdreich sehr gut als Wärmequelle für Wärmepumpen. Entweder werden in einer Tiefe von rund 1,5 Metern Flächenkollektoren ausgelegt, durch deren Rohre ein Gemisch aus Wasser und Frostschutzmittel fließt, oder man bringt Erdwärmesonden 30 bis 100 Meter tief senkrecht in den Boden. Das benötigt weniger Fläche, ist aber genehmigungspflichtig. Ist genügend vorhanden, kann auch Grundwasser als Wärmelieferant genutzt werden. Bei der Luft handelt es sich um eine Wärmequelle, die sich leicht erschließen lässt und jederzeit zur Verfügung steht. Allerdings ist Luft gerade dann am kältesten, wenn der Wärmebedarf am höchsten ist, nämlich im Winter. Die Kopplung von Wärmepumpe und Photovoltaik kann eine sinnvolle Lösung sein, insbesondere wenn damit im Sommer auch Warmwasser produziert wird. Dadurch lässt sich die Eigenverbrauchsquote des selbstproduzierten Solarstroms erhöhen – was ökologisch, aber auch ökonomisch sinnvoll ist.
ist Geschäftsführer des Energie und Umweltzentrums Allgäu, kurz eza!