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| Die Heiztechnik |
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Wir bekommen eine Wärmepumpe
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Wir haben uns für eine Wärmepumpe entschieden. Aufgrund der steigenden Öl- und Gaspreise war diese Entscheidung für uns die einzigst richtige Alternative. Ein weitere Entscheidungshilfe für eine regenerative Energieform sind die von FingerHaus angebotenen Aktionspreise unter dem Motto "Energie PLUS".
Außerdem tun wir was für die Umwelt und schonen Recourcen.
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Wärmepumpe
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Wärmepumpenheizung
Heizungen mit Wärmepumpen werden seit rund 30 Jahren in Wohngebäuden eingesetzt, sind technisch ausgereift und zuverlässig. Sie erschließen die im Erdreich, dem Grundwasser oder der Umgebungsluft gespeicherte Sonnenwärme und geben diese an den Heizkreislauf oder das Warmwasser ab. Am effizientesten sind Erdwärmepumpen, da das Erdreich im Gegensatz zur Außenluft auch im kalten Winter relativ konstante Temperaturen aufweist.
Wärmepumpenheizungen sind als Zentralheizungen einsetzbar. Es gibt sie in allen Größen und Leistungsklassen Haupteinsatzgebiet sind Ein- und Zweifamilienhäuser. Richtig konzipiert und eingestellt arbeiten sie wirtschaftlich und effizient.
Ein Umweltwärme-Heizungssystem besteht hauptsächlich aus Wärmekollektoren und einer elektrisch angetriebenen Wärmepumpe. Im geschlossenen Kreislaufsystem sorgt die Pumpe dafür, dass der flüssige Wärmeträger die Wärmeenergie von den Kollektoren zur Heizung transportiert. Dieses Prinzip kommt zum Beispiel auch in Kühlschränken zur Anwendung – nur umgekehrt. Wird aus dem Kühlschrank die Wärme herausgepumpt und in den Raum abgegeben, so entzieht die Wärmepumpenheizung der Umwelt Wärme und bringt sie ins Haus.
Wärmepumpen funktionieren nach einem relativ komplexen technischen Prinzip. Am Beispiel einer Erdwärmepumpe lässt es sich vereinfacht folgendermaßen beschreiben:
- Eine spezielle Wärmeträgerflüssigkeit mit sehr niedriger Temperatur durchströmt den Erdkollektor. - Aus dem wärmeren Erdreich nimmt sie Wärme auf und wechselt dadurch ihren Zustand von flüssig zu gasförmig. - Dieses Gas wird anschließend von einer Pumpe unter starkem Druck verdichtet. - Dadurch erwärmt es sich nochmals stark – so wie auch das Ventil eines Fahrradschlauches beim Aufpumpen heiß wird. - Nun gibt das heiße Gas die Wärme an das Wasser im Heizungssystem ab und wird wieder flüssig – steht aber immer noch unter hohem Druck. - Bevor der Wärmeträger erneut in den Kollektor strömt, wird der Druck abgelassen und die Flüssigkeit kühlt sich auf ihre ursprüngliche Temperatur ab.
Da nur Wärmepumpen mit geringem Stromverbrauch energetisch sinnvoll sind, müssen sie sorgfältig geplant und die einzelnen Komponenten aufeinander abgestimmt sein. Die richtige technische Einstellung der Anlage im laufenden Betrieb spielt daher eine wichtige Rolle. Ein Maß für die Effizienz einer Wärmepumpe ist die Jahresarbeitszahl. Sie beschreibt das Verhältnis der Nutzenergie in Form von Wärme zur aufgewendeten Energie in Form von Strom. Um eine Einheit Strom im Kraftwerk zu erzeugen, müssen rund drei Einheiten fossiler Brennstoffe verfeuert werden. Wärmepumpen sind daher nur dann energetisch sinnvoll, wenn sie eine Jahresarbeitszahl höher als drei aufweisen. Besonders effizient sind Grundwasserwärmepumpen, die jedoch nur noch selten genehmigt werden. Aber auch Erdsonden-Wärmepumpen erreichen in der Praxis Arbeitszahlen von 3,5 oder höher. Luftwärmepumpen sind zwar einfacher zu installieren, energetisch aber nicht so wirkungsvoll wie Erdwärmepumpen. Der Grund: Die Außenluft hat im Winter sehr niedrige Temperaturen bis weit unter null Grad. Das Erdreich ist ab einer Tiefe von etwa einem Meter dauerhaft frostfrei. Ab zehn Meter Tiefe herrschen das ganze Jahr nahezu konstant zehn Grad.
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Die Technik
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Techniken von Wärmepumpen
Zwei Techniken stehen zur Verfügung, um die in der Erde gespeicherte Energie zu nutzen: zum einen über einen horizontalen großflächigen Wärmeaustauscher und zum anderen über den vertikalen Wärmeaustausch mit Erdwärmesonden. Beim horizontalen System erfolgt der Entzug der Wärme aus dem Erdreich großflächig über im Boden verlegte Wärmeaustauschrohre, die so genannten Erdreichkollektoren. Horizontale Erdreichwärmeaustauscher werden in Schlangenform unterhalb der örtlichen Frostgrenze in einer Tiefe von ein bis zwei Metern verlegt. Für eine 9 Kilowatt-Heizleistung wird je nach Bodenbeschaffenheit eine Fläche von knapp 200 bis 500 Quadratmetern benötigt. Die Alternative zum horizontalen System stellt ein vertikaler Wärmeaustausch in Form einer Erdsonde dar. Diese benötigt eine deutlich geringere Fläche und darüber hinaus etwa 40 Prozent weniger Rohrlänge, da ab einer Tiefe von zehn Metern eine konstante Temperatur von acht bis zehn Grad herrscht. Erdwärmesonden reichen bis zu 100 m tief ins Erdreich.
Da viele Hauseigentümer nicht über die nötige Fläche für einen horizontalen Kollektor verfügen, arbeiten etwa 50 Prozent der vorhandenen Systeme mit Erdwärmesonden. Sie sind effizienter als Erdkollektoren – allerdings auch etwas teurer.
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Einfamilienhaus mit 150 m2 Wohnfläche (Beispiel)
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Jahreswärmebedarf
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16.000 kWh
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Kesselleistung
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9 kW
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Jahresarbeitszahl Erdsonden
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> 3,5
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Horizontaler Wärmetauscher
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200 – 500 qm
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Vertikaler Wärmetauscher
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10 – 100 m Bohrtiefe
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Investitionskosten Anlage
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16.000 – 20.000 €
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Energiekosten jährlich
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570 € pro Jahr
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(c) by Deutsche Energie-Agentur GmbH (dena)
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