Funktionsweise einer Wärmepumpenanlage

Eine Wärmepumpenheizung bietet die Möglichkeit, ein Gebäude aus Wärme, die in der Umwelt abgegeben wird, ökologisch sinnvoll und unabhängig von immer teurer werdenden Energieträgern zu beheizen. Dabei stehen drei unterschiedliche Quellen an Wärme zur Verfügung die jedoch alle ein ähnliches Prinzip der Wärmegewinnung nach sich ziehen: das Erdreich, die Umgebungsluft und das Grundwasser.
Bei der Nutzung der Erdwärme, der sogenannten Geothermie, gibt es zwei Möglichkeiten der Wärmegewinnung. Wenn man die von der Sonne in das Erdreich eingestrahlte Wärme nutzen möchte, benötigt man sogenannte Erdwärmekollektoren. Die aus Kunststoff bestehenden Rohre werden in einer Tiefe von etwa einem Meter schlangenförmig im Boden verlegt. Die in dem Rohrsytem zirkulierende Heizflüssigkeit überträgt die Wärme in die Wärmepumpe. Da die benötigte Fläche relativ groß ist und nicht immer zur Verfügung steht, bieten sich zur Erdwärmegewinnung als Alternative auch Erdwärmesonden an. Bei dieser Methode werden Tiefenbohrungen zwischen 15 und 100 Meter ins Erdreich vorgenommen. Die Trägerflüssigkeit transportiert, ähnlich wie beim Wärmekollektor, die Erdwärme und befördert sie zur Wärmepumpe. Zwar ist diese Technik ertragreicher als der Wäremkollektor, jedoch durch die aufwendigen Tiefenbohrungen wesentlich teurer.

Eine weitere Entnahmequelle ist das Grundwasser. Dabei wird mittels einem Brunnen das Wasser der Wärmepumpenanlage zugeführt, aufgeheizt und danach über einen sogenannten Schluckbrunnen wieder dem Grundwasser zugeführt. Bei dieser Methode spielt jedoch die vorhandene Grundwassertemperatur und qualität eine entscheidende Rolle für die Effizienz der Anlage.

Die dritte Möglichkeit zur Wärmeentnahme ist die in Umgebungsluft. Dabei unterscheidet man zwischen zwei Typen: der Luft-Wasser-Wärmepumpe und der Luft-Luft-Wärmepumpe. Während die Luft-Wasser-Wärmepumpe die der Luft entzogene Wärme zur Erhitzung des Heizungswassers benutzt, wird die warme Luft bei einer der Luft-Luft-Wärmepumpe direkt in ein spezielles Luft-Heizungssystem eingespeist. Zum Einbau einer Luft-Luft-Wärmepumpe muss jedoch das Heizungssystem des Gebäudes angepasst beziehungsweise umgebaut werden.

Das Grundprinzip ist indes bei allen drei Variationen dasselbe: ähnlich wie bei einem Kühlschrank wird der angeheizte Wärmeträger in einem Verflüssiger, dem sogenannten Wärmeübertrager, einem verdichtetem Kältemittel gegen übergestellt. Durch die Verdunstung heizt sich das Wasser oder die Luft weiter auf und kann so zum Beheizen der Räume verwendet werden. Je geringer die Differenz zwischen der Verdampfungs- und der Verflüssigungstemperatur im Wärmeübertrager ist, desto höher ist die Wärmeleistung der Anlage.
Die ökologische Bilanz einer Wärmepumpenheizung ist in Hinblick auf den weitaus geringeren Bedarf an fossilen Energieträgern zwar auf den ersten Blick gut, jedoch sollten Herkunft und Kosten des zum Betrieb des Kondensators ben?tigten Stromes sowie die Effizienz der Anlage nicht außer Acht gelassen werden. In der Regel sind die Anlagen aber auch schon durch den wegfallenden Ausstoß von klimaschädlichen CO2 weitaus ökologischer als eine herkömmliche Heizanlage die mit fossilen Brennstoffen betrieben wird.
Ein weiterer großer Vorteil einer Wärmepumpenheizung besteht zudem in ihrer Wirtschaftlichkeit. Die Baukosten sind in etwa mit denen einer herkömmlichen Ölheizung vergleichbar. Auch fallen zwar zunächst höhere Stromkosten durch den Betrieb an, diese amortisieren sich jedoch durch den Wegfall fossiler Brennstoffe die in ihrem Einfkaufspreis zudem in den nächsten Jahren weiter steigen werden. Daher kann zusammengefasst gesagt werden, dass man, je nach Anlage und Einsatzort, bis zu 50 Prozent der Heizkosten (inklusive aller Nebenkosten) durch den Einsatz einer Wärmepumpenheizung sparen kann.