Wärmepumpen

Wärmepumpen nutzen die Wärme aus der Erde, dem Wasser oder aus der Luft. Für ihren Antrieb benötigen sie Strom. Je höher die Umgebungstemperatur ist, aus der die Pumpe ihre Wärme bezieht und niedrieger die zum Heizen benötigte Temperatur ist, desto effizienter arbeitet die Pumpe. Daraus folgt, dass insbesondere wenig Energie aufgewendet werden muss, wenn die Wärmepumpe in einem gut isolierten Haus eingesetzt wird. Weil sich mit Zunahme der Wärmepumpen auch ein Preis für Wärmepumpenstrom auf dem Energiemarkt bilden wird, ist eine effiziente Wärmepumpe von Vorteil.

Bei einer Wärmepumpe nimmt die Trägerflüssigkeit (das Arbeitsmittel Gas oder Flüssigkeit) in der Erde (bzw. Luft, im Wasser) Wärme auf und gibt sie anschließend an der Oberfläche über einen Wärmetauscher an das Brauchwasser ab. Die erzeugte Wärme kann zur Raumheizung, Wärmerückgewinnung aus Wärmeträgern und Abwärmenutzung angewendet werden.

Das, was sich in der Wärmepumpe abspielt, kann man in vier Prozesse spalten. Im Verdampfer nimmt ein Kältemittel die Wärme der Trägerflüssigkeit auf und wird dadurch gasförmig. Im Verdichter wird das Gas durch Kompression auf eine höhere Temperatur gebracht. Bei diesem Schritt ist die Zuführung von Strom nötig. Der Verflüssiger bringt die Wärme in den Heizungskreislauf. Endlich wird im Expansionsventil das Kältemittel entspannt. Danach steht es dem Kreislauf erneut zur Verfügung. Aus 25% zugeführtem Strom werden 100% Heizleistung. Wärmepumpen, die Wärme aus der Luft entziehen, sind zwar am billigsten, aber auch wegen der tages- und jahreszeitlichen

Temperaturschwankungen am ineffektivsten. Erdwärmekollektoren sind bereits in geringen tiefen von 1 m einsetzbar. Reicht die Grundstücksfläche nicht aus für die Heizschlangen, muss eine teuere Tiefensonde angeschafft werden. Ideal ist es, wenn der Strom zur Versorgung der Pumpe aus regenerativen Energien stammt. Das Konzept geht auch nur auf, wenn die Strompreise nicht in astronomische Höhe klettern. Mit dem Einsatz von Wärmepumpen will man sich von fossilen Engieträgern abhängiger machen. Ab 2009 sollen Hausbesitzer bei Neubauten einen Teil der Wärme über regenerative Enegien beziehen. Daher wird die Nutzung von Wärmepumpen auch staatlich gefördert. Die Bundesregierung will den anteil erneuerbarer Energien beim Wärmebedarf auf 14% steigern. Eine eine Wärmepumpe, die Wärme aus der Luft speist, kostet bis zu 15.000€. Für den Einsatz von Heizschlangen muss der Garten umgegraben werden. Eine Erdwärmepumpe kann bis zu 20.000€ kosten.

In Bezug auf die Effizienz ist die Jahresarbeitszahl von entscheidender Bedeutung. Spricht man von einer JAZ von drei, heißt das, dass für die Erzeugung von drei Kilowattstunden Wärme eine Kilowattstunde Strom benötigt wurde. Je höher die Jahresarbeitszahl ist, desto effizienter ist also die  Technik. Zurzeit herrscht ein Streit darüber, ab wann eine Wärmepumpe als ökologisch sinnvoll bezeichnet werden kann. Im Entwurf des Wärmegesetzes ist bei Luftpumpen von einer JAZ von mindestens 3,3 und bei Erdpumpen von einer JAZ von mindestens 4 die Rede.