Die Wärmepumpe als Teil der Heiztechnik

24. September 2015 | Von | Kategorie: Versorgungstechnik

Die Preise für Energie und Nahrungsmittel werden voraussichtlich auch in diesem Jahr weiter ansteigen und die Inflationsrate entscheidend mitbestimmen. Während in den letzten Jahren für den Mieter die jährliche Heizkostenabrechnung immer wieder aufs Neue Löcher in die Haushaltskasse rissen, so sind es für den Hauseigentümer die rasanten Anstiege für Gas – und Heizölpreise, die ständig höhere Unkosten verursachten.

Moderne Heizungssysteme neu gestalten

Nicht alleine aus diesem Grund sind viele Hauseigentümer auf der Suche nach Alternativen für ihre Zentralheizung, oder nach geeigneten Ergänzungen in ihrer Heizanlage, die die Abhängigkeit von den genannten Energieträgern verringert. Die bedrohlich zunehmende Umweltbelastung durch den CO2 Ausstoß von Gas- und Ölbrennern in einer herkömmlichen Zentralheizung stützt zunehmend die Motivation vieler verantwortungsbewusster Menschen, umweltfreundlichere Heiztechnik einzusetzen.

Die Wärmepumpe ist eine komplexe Apparatur, die aus einer bestimmten Umgebung, wie beispielsweise dem Erdreich, dem Wasser oder der Luft thermische Energie entzieht, die der zentralen Heizanlage zugeführt wird. Ein solches Heizsystem ist in der Regel mit der normalen Stromversorgung eines Hauses oder einer Solaranlage gekoppelt, um ihren Antrieb mit Energie zu versorgen.

Bild 1: Nutzung von Erdwärme - saubere Methode für die Energieversorgung

Bild 1: Nutzung von Erdwärme – saubere Methode für die Energieversorgung

Funktionsprinzip einer Wärmepumpe

Da im tieferen Erdreich auch im Winter noch Temperaturen von 10 °C und mehr herrschen, wird vorzugsweise diese Umgebung genutzt, um ihr Wärme für die Heizanlage in einem Wohngebäude zu entziehen. Es ist naheliegend, dass der ganze Vorgang, aus einer Umgebungstemperatur von 10 °C Wärme zu entziehen, um damit Wohnräume auf angenehme Temperaturen zu erwärmen, intensiver und ausgefeilter technischer Vorrichtungen bedarf.

Der Wärmetransport aus dem tieferen Erdreich wird über eine Flüssigkeit erzeugt, die einen möglichst geringen Siedepunkt haben sollte, wie beispielsweise Propan, das bei 56 °C schon verdampft. Dieses sogenannte Arbeitsmittel wird über Kollektoren ins Erdreich transportiert, wo es in den gasförmigen Zustand übergeht und dabei Wärmeenergie aufnimmt. Das “Fluid“ wird durch die Arbeit der Wärmepumpe wieder zurück transportiert, verdichtet und gibt dabei den größten Teil seiner aufgenommenen Wärme über einen Wärmetauscher im Brauchwasserspeicher wieder ab.

Effizienz von Wärmepumpen

Wichtig bei den Berechnungen der Effizienz ist dabei vor allem der Energieanteil, der für den Betrieb der Wärmepumpen Heizung selbst aufgewendet werden muss. Dieser Anteil wird umso geringer ausfallen, je geringer die Temperaturunterschiede zwischen Wärmequelle und Wärmesenke sind, also dem Medium, dem Wärme entzogen wird und der Räumlichkeit, die beheizt werden soll.

Wärmepumpen arbeiten besonders in Niedertemperatursystemen effizient wie beispielsweise im Betrieb mit einer Fußbodenheizung, da hier wegen der geringeren Vorlauftemperaturen ein relative geringer Temperaturunterschied zwischen Wärmequelle und Wärmesenke besteht.

Damit ist gleichzeitig auch der günstigste und nachhaltigste Effekt für die Umwelt erreicht. Je geringer nämlich der Anteil der für den Betrieb der Wärmepumpe aufzuwendenden Energie über den Hausstrom, oder die Verbrennung von Erdöl und Erdgas, desto geringer natürlich auch der CO2 Austoß.

Allgemeines zur Neugestaltung von Heizanlagen

Vor der großen Herausforderung, Heizsystem und Heizanlage zukunftssicher und umweltfreundlich zu gestalten stehen sowohl alle Bauherren, die neue Wohnhäuser planen, als auch Eigentümer von älteren Wohnanlagen und Altbauwohnungen. Denn der Betrieb einer klassischen Zentralheizung alleine auf der Basis von Gas- oder Ölbrenner wird vielleicht innerhalb der nächsten Jahrzehnte unbezahlbar.

Bild 2: Die Betriebskosten der Heizanlage - wichtiger Faktor bei der Berechnung der Nebenkosten

Bild 2: Die Betriebskosten der Heizanlage – wichtiger Faktor bei der Berechnung der Nebenkosten

Darüber hinaus werden aller Voraussicht nach auch der Betrieb von einem solche Heizsystem behördlicherseits mit strengeren Auflagen bedacht. Die Umgestaltung oder zumindest die Ergänzung bereits bestehender Heizanlagen wird daher voraussichtlich in vielen Wohnhäusern in Angriff genommen werden müssen.

Bestimmende Faktoren für eine Wärmepumpen-Heizung

Es ist mehr oder weniger unbestritten, dass Wärmepumpen im Betrieb mit Niedertemperaturheizungen ökonomisch sind. Da sie für ihren Betrieb jedoch auf externe Energiezufuhr angewiesen sind, muss noch näher untersucht werden, welche Faktoren die Größenordnung dieser externen Energiezufuhr bestimmen. Geht man davon aus, dass in den meisten Fällen das Erdreich als Wärmequelle für den Betrieb einer Wärmepumpen Heizung dient, so ist der Verbraucher auf zuverlässige Prognosen angewiesen, die einen möglichst effizienten Einsatz einer so gestalteten Heizanlage in Aussicht stellt. Solche Prognosen können nur von kompetenten Fachleuten gestellt werden. Insbesondere bei der Umgestaltung oder Neugestaltung von Zentralheizungen, etwa im Zuge einer Altbausanierung, ist eine zuverlässige Voraussage wichtig und das besonders bei dem Hintergrund, dass sich hier auch viele Fachleute über Kosten und Nutzen nicht immer einig sind.

Die Investitionen in eine solche Heiztechnik sind in der Regel höher als die Kosten für eine klassische Zentralheizung. Daher ist auch aus diesem Grund ein Blick auf die späteren Betriebskosten notwendig.

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Bild 1: © frankoppermann – www.fotolia.com
Bild 2 und Beitragsbild: © © Fotosasch – www.fotolia.com

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