Das Wissen um das grundsätzliche Funktionsprinzip ist für das Verständnis der Wärmepumpen in ihren unterschiedlichen Ausprägungen elementar wichtig. Das Wirkprinzip entspricht technisch jenem des Kühlschranks für die Kälteproduktion, mit dem Unterschied, dass dank einer Wärmepumpe der Umgebung Wärme entzogen wird. Die so gewonnene Wärme wird in der Haustechnik für unterschiedliche Heizbedürfnisse genutzt.
Als nahezu unerschöpfliche Wärmequellen für Wärmepumpen empfehlen sich die uns umgebende feuchte Luft, das Grundwasser und das feuchte Erdreich. Um die Wärme zu „ernten“, muss zunächst Leistung (Input) aufgebracht werden. Dies geschieht in Form von elektrischem Betriebsstrom oder Brennstoffen. Der Ertrag (Output) wird zur wirtschaftlichen Betrachtung mit dem Input ins Verhältnis gesetzt.
Liegt die errechnete „Leistungszahl“ über „4“, wird das eingesetzte Verfahren als wirtschaftlich eingestuft.
Vergleich Wärmepumpen – die drei Energiequellen
Die Inbetriebnahme einer Gebäudeheizung mit Wärmepumpe gilt als technisch ausgereift und wirtschaftlich reizvoll. Dazu tragen die Möglichkeiten der staatlichen Förderung bei. Um für ein zu beheizendes Gebäude förderwürdig zu sein, müssen Fördervoraussetzungen wie die positive Kennzahl zum Heizbrennwert (HWB) des Hauses im Energieausweis eingetragen sein.
Die HWB-Kennzahl zeigt, wie hoch der Energieaufwand für die Beheizung einer Quadratmeterfläche ist. Ob letztendlich Luft, Grundwasser oder Erdwärme als Energiequelle für die Wärmepumpe eingesetzt werden, entscheiden Fachleute.
Wesentliche Entscheidungskriterien sind zum einen die ermittelte Vorlauftemperatur des Gebäudes und die Temperatur der Energiequelle (Luft, Wasser, Erdreich).
Vergleich Wärmepumpen: Energiequelle Erde – die Erdwärmepumpe
Als ertragreiche Energiequelle mit konstanten Energieergebnissen gilt die Erdwärme, auch unter dem Fachbegriff Geothermie bekannt. Bohrungen in Tiefen von 50 bis mehrere hundert Meter Tiefe bilden die Basis und den Standort für Erdwärmesonden und Kollektoren.
Die Erdwärmepumpe ist zu Recht auch als Sole-Wasser-Wärmepumpe (Erdsonde) bzw. Sole-Wasser-Wärmepumpe (Kollektor) bekannt, denn die über die Sonden und Kollektoren entnommene Energie wir etwa hälftig durch Wärme aus dem Erdinnern und die Aufheizung des Erdkörpers durch solare Strahlung wieder aufgefüllt.
Dieses eher kostenträchtige Verfahren setzt vor Baubeginn zwingend eine behördliche Genehmigung voraus.
Vergleich Wärmepumpen: Energiequelle Luft – die Luftwärmepumpe
Als Energiequelle für die Luftwärmepumpe dient die von der Sonne erwärmte Außenluft. Das Verfahren kann zum Heizen und für die Warmwasseraufbereitung herangezogen werden. Einem geringen Aufwand an Installationskosten und Platzbedarf für die Realisierung stehen eher instabile, von den Jahreszeiten abhängige Energieergebnisse gegenüber.
Insbesondere in der kalten und sonnenarmen Jahreszeit geht die Energieausbeute drastisch zurück und macht die Zuschaltung eines alternativen Energiesystems erforderlich.
Eine Abart mit Produkt-Nischencharakter bildet die Luft-Luft-Wärmepumpe, die ausschließlich bei Passivhäusern mit ihrer äußerst geringen Heizlast von 10 Watt pro Quadratmeter eine Daseinsberechtigung hat. Dieses Verfahren nutzt verbrauchte Raumwärme und lässt sich mit einem Lüftungssystem vergleichen.
Die teurere Luft-Wasser-Wärmepumpe verfügt über einen Wärmetauscher, der Wärme aus der Umgebungsluft entzieht und die so erzeugte Energie in einen konventionellen Heizungs- oder Warmwasserkreislauf einspeist.
Vergleich Wärmepumpen: Energiequelle Wasser – die Sole Wasser – Wärmepumpe
Das in unseren Breiten sehr reichlich vorhandene, relativ gut temperierte Wasser spielt in Form des Grundwassers zentrale Bedeutung für den Betrieb der Wasser-Wasser-Wärmepumpe. Deshalb gilt diese Form der Wärmepumpe beim Thema „Unterschied Wärmepumpen“ die Rolle der besonders effektiven und kosteneffizienten Lösung.
Dabei wird Grundwasser über einen Saugbrunnen gefördert. Die Grundwasser-Temperatur liegt hierzulande bei 8 bis 12 Grad Celsius und bietet somit ein ganzjährig preiswert verfügbares Energie-Reservoir.
