Wärmepumpen arbeiten nach dem gleichen physikalischen Prinzip wie Kühlschränke,
aber mit umgekehrtem Ziel.
Sie wandeln Umgebungswärme in nutzbare Heizwärme um.
Der Umwelt, z.B.dem Grundwasser oder der Luft wird in einem Verdampfer bei niedriger Temperatur Wärme
entzogen, wodurch das Kältemittel verdampft. Anschließend wird das Arbeitsmedium mit einem Kompressor auf einen
höheren Druck verdichtet.
Hierzu ist nur relativ wenig elektrische Energie notwendig.
Im Kondensator verflüssigt sich das Medium wieder und gibt dabei seine Wärme bei einer hohen
Temperatur an das Heizwasser ab.
Anschließend wird das flüssige Kältemittel entspannt und wieder dem Verdampfer
zugeführt.
Der Kreislauf beginnt von neuem.
Das Erdreich hat von einer Tiefe ab ca. 5m an das ganze Jahr über eine relativ konstante Temperatur von 8 - 12°C.
Zur Gewinnung dieser Erdwärme werden Bohrungen mit einem Durchmesser von ca. 20 cm und einer Tiefe von bis zu 100 m erstellt.
In diese Bohrungen bringen wir die Erdsonden, bestehend aus 4 parallelen PE-Rohren, ein.
In zwei Rohren strömt die Sole nach unten und in den zwei anderen zurück. Hierbei nimmt
die frostsichere und grundwasserneutrale Füllung die Erdwärme auf.
Die spezielle Gestaltung unserer Sonden ermöglicht eine maximale Erwärmung der Sole.
Dieser Wäreträger wird dann dem Kältemittelverdampfer in der Wärmepumpe
zugeführt. Dort wird die Wärme an das Arbeitsmittel abgegeben.
In den oberen Erdschichten wird vor allem Sonnenwärme gespeichert. Die Temperatur
beträgt hier, je nach vorherrschender Jahreszeit -5 bis +17 °C.
Zur Wärmeaufnahme wird bei dieser Variante eine Rohrschlange unterhalb der
Frostgrenze in etwa 1,0 bis 1,5 m Tiefe eingebracht. Dieser Absorber wird dabei so
gestaltet. daß alle Teilkreise gleichmäßig mit Sole beaufschlagt werden und eine
maximale Erwärmung erreicht wird.
Auch die Luft in der Umgebung oder in unbeheizten Räumen z.B. im Keller enthält
Energie, die mit einer Wärmepumpe auf dasTemperaturniveau der Heizung oder
Warmwasserbereitung angehoben werden kann.
Hierbei gibt die Luft im Verdampfer die Wärme direkt an das Arbeitsmittel ab.
Innen aufgestellte Wärmepumpen werden in der Regel zur Warmwasserbereitung
genutzt. Dabei ist die mögliche Luftentfeuchtung vielfach ein nützlicher Nebeneffekt.
Außenluftwärmepumpen dienen zur Heizung oder Heizungsunterstützung. Da die
Leistung einer Wärmepumpe stark von der Temperatur der Wärmequelle abhängt,
bedürfen insbesondere solche Anlagen einer gründlichen Planung.
Grundsätzlich ist es für den Bauherren von Vorteil, wenn alle Leistungen im Zusammenhang
mit einer Heizungsanlage von einer Firma ausgeführt werden.
Das betrifft neben der Abstimmung der Gewerke insbesondere die umfassende
Gewährleistung.
Bei einer Wärmepumpenheizung kommt ein weiterer bedeutender Aspekt hinzu: die
Wirksamkeit einer Wärmepumpe hängt wesentlich von der Gestaltung der gesamten
Heizungsanlage, der Warmwasserbereitung und den Erdsonden oder -kollektoren an.
Alle diese Komponenten werden von uns optimal aufeinander abgestimmt.
Die Erdsonden werden entsprechend dem Wärmebedarf und den örtlichen Verhältnissen
individuell bemessen, gefertigt und vor Ort eingebracht.
Das Wärmepumpenaggregat selbst wird intern auf die jeweilige Kombination von
Wärmequelle und Heizung eingestellt.
Die Wirksamkeit von Wärmepumpen wird mit den sogenannten Leistungs- und
Arbeitsziffern E und Ea beschrieben. Die Leistungsziffer wird auf dem Prüfstand
des Herstellers ermittelt. Sie gibt an, welche Heizwärme momentan mit welcher
elektrischen Leistung unter definierten Bedingungen erzeugt wird.
Die Arbeitskennziffer hingegen ist das Verhältnis aus den Meßwerten der erzeugten
Heizwärme und der verbrauchten elektrischen Energie pro Jahr.
Neben den klimatischen Bedingungen und Verbrauchsgewohnheiten wird die
Arbeitszahl vor allem durch die Gestaltung der gesamten Heizungsanlage bestimmt.
Nur der Errichter der Heizungsanlage kann somit eine Jahresarbeitszahl für die örtlichen
Bedingungen angeben.
Das Bild zeigt die Abhängigkeit der Leistungsziffer von der Temperaturdifferenz
zwischen Kältemittelkondensator und Verdampfer.