Vorteile und Ausführungsarten von Wärmepumpen
Nicht nur im Neubaubereich von Ein- und Mehrfamilienhäusern stellen Wärmepumpen eine attraktive Alternative zu konventionellen Heizsystemen mit fossilen Energieträgern wie Erdgas oder Heizöl dar. Vielmehr eignen sich Wärmepumpensysteme auch zum Nachrüsten im Rahmen von energetischen Sanierungen im Altbaubereich an. Werden Sie dabei zusätzlich noch in Verbindung mit Ökostrom betrieben, stellen Sie nicht nur eine effiziente und kostengünstige, sondern auch eine umweltschonende Möglichkeit dar, Heiz- oder Brauchwasser bzw. beides in Kombination zu erwärmen.
Zusätzlich können Wärmepumpensysteme im Gegensatz zu herkömmlichen Heizsystemen auch zum Kühlen eingesetzt werden. Gerade an heißen Sommertagen kann so eine angenehme Klimatisierung von Wohn- und Geschäftsräumen erfolgen. Zur Kühlung wird dabei lediglich die Funktion der Wärmepumpe von beispielsweise der Borkowski Installationstechnik e.U. umgekehrt.
Im Normalbetrieb (Heizen) wird das Kältemittel im Wärmetauscher, der in Verbindung mit der Umgebung steht, verdampft. In einem Verdichter wird das Kältemittel anschließend komprimiert, wodurch sich nicht nur dessen Druck, sondern auch dessen Temperatur erhöht. Wichtig ist hierbei, dass das mit der Verdichtung erreichte Temperaturniveau über dem des Heizsystems liegt.
Die eigentliche Erwärmung des Heizkreises findet anschließend im zweiten Wärmeübertrager, dem Verflüssiger, statt. Hierbei kondensiert das zuvor verdichtete Kältemittel unter Energieabgabe an den Heizkreislauf. Hierbei wird die gesamte Phasenänderungsenthalpie (Verdampfungsenthalpie) zur Erwärmung des Heizkreislaufes verwendet. Das kondensierte Kältemittel passiert daraufhin noch ein Entspannungsventil, in welchem der Druck wieder auf das Anfangsniveau reduziert wird – der Prozess kann im Anschluss von neuem beginnen.
Je nach Ausführungsart bedienen sich moderne Wärmepumpensysteme der Luft, dem Grundwasser oder dem Erdreich als Energiereservoir. Ausgeführt sind sie daher als Luft-Wasser-, Luft-Luft-Wärmepumpen, Wasser-Wasser-Wärmepumpen oder Sole-Wasser-Wärmepumpen.
Die grundsätzliche Ausführungsart und auslegungstechnischen Details der Wärmepumpe hängen dabei von den nutzerabhängigen Rahmenbedingungen sowie den örtlichen Gegebenheiten ab. Gerade Luft-Wasser- bzw. Luft-Luft-Wärmepumpen schneiden in puncto Platzbedarf, Installationsaufwand und Installationskosten relativ gut ab. Zudem sind die Anlagen schnell einsetzbar und es sind keine umständlichen Genehmigungsverfahren notwendig. Deshalb finden sich diese Systeme oftmals in Bereich der Einfamilienhäuser wieder. Zu beachten ist hierbei jedoch, dass eine Luft-Luft-Wärmepumpe ausschließlich als reines Lüftungswärmesystem arbeitet und eine Erwärmung von Brauchwasser daher nicht möglich ist. Dagegen sind Installationsaufwand und -kosten von Sole-Wasser oder Wasser-Wasser-Wärmepumpen deutlich höher. So hat man beispielsweise bei Sole-Wasser-Wärmepumpen die Wahl zwischen Tiefenbohrungen von bis zu 100 Metern oder dem Verlegen von Erdkollektoren unterhalb der Frostgrenze. Auch hier hängt die Wahl der jeweiligen Ausführung vom Gesamtheizsystem und den örtlichen Begebenheiten und Platzangebot ab. Ähnlich ist der Aufwand bei Wasser-Wasser-Wärmepumpen, die sich der Wärme des Grundwassers bedienen. Hier müssen gleich zwei Brunnen gebohrt werden: Einen Saugbrunnen, durch welchen das Grundwasser nach oben gelangt, und ein Sickerbrunnen, der für die Rückführung verwendet wird.
Dennoch stellen diese beiden Wärmepumpensysteme hocheffiziente Alternativen mit attraktiven Jahresarbeitszahlen dar. Sie eignen sich vor allem für den Betrieb als Hauptwärmeerzeuger und für Heizsysteme mit niedriger Vorlauftemperatur.