Gelingt die Energiewende mit Wärmepumpen? Diese Arten gibt es

Die unter anderem durch den Krieg in der Ukraine ausgelöste Energiekrise hat die Bedeutung von Themen wie erneuerbare Energien und Energieeffizienz in Deutschland verstärkt.

In diesem Zusammenhang hat Robert Habeck, Bundesminister für Wirtschaft und Klimaschutz, ein neues Gesetz vorgestellt, das den Umstieg auf umweltfreundlichere Heizungssysteme wie Wärmepumpen fördern soll. Wärmepumpen nutzen die Energie aus der Umgebungsluft oder dem Erdreich, um Gebäude zu beheizen und sind eine vielversprechende Alternative zu fossilen Brennstoffen. Wir stellen Ihnen in diesem Artikel daher verschiedene Arten von Wärmepumpen und ihre Funktionsweisen vor.

Energiewende durch Wärmepumpen?

Die sogenannte Energiewende stellt eine der größten Herausforderungen unserer Zeit dar und betrifft auch private Hausbesitzer. Immer mehr Menschen wollen ihren Beitrag leisten und ihr Zuhause mit nicht-fossilen Energiequellen wie Wärmepumpen beheizen. Es gibt verschiedene Typen von Wärmepumpen auf dem Markt, die sich hinsichtlich ihrer Funktionsweise und Effizienz unterscheiden. Dazu zählen:

• Erdwärmepumpe
• Luft-Wasser-Wärmepumpe
• Luft-Luft-Wärmepumpe
• Wasser-Wasser-Wärmepumpe
• Großwärmepumpe

Da Großwärmepumpen eher in großen Mehrfamilienhäusern installiert werden, sind sie für private Eigenheimbesitzer weniger interessant.

Erdwärmepumpe

Eine Erdwärmepumpe (auch Sole-Wasser-Wärmepumpe genannt) nutzt die im Erdreich gespeicherte Wärmeenergie, um Heizung und Warmwasserbereitung zu betreiben. Ein geschlossener Kreislauf aus Erdsonden, die im Boden vergraben sind, transportiert ein Frostschutzmittel, das die Wärme aus dem Erdreich aufnimmt.

Die Wärme wird anschließend durch einen Wärmetauscher an das Kältemittel abgegeben, welches dann durch den Verdichter erhitzt und zum Heizen des Hauses genutzt wird. Die abgekühlte Flüssigkeit fließt zurück in die Erdsonden und nimmt dort erneut Wärme auf. Diese Form der Wärmepumpe ist besonders effektiv und nachhaltig, da die im Erdreich produzierte Wärme im Prinzip unerschöpflich ist.

Vorteile

• Eine Erdwärmepumpe ist eine sehr effiziente Technologie und kann bei guter Auslegung des Systems eine hohe Jahresarbeitszahl erreichen.
• Die Nutzung der im Erdreich gespeicherten Wärmeenergie ist eine sehr nachhaltige Lösung und reduziert den Bedarf an fossilen Brennstoffen.
• Im Gegensatz zu Öl- oder Gasheizungen sind Erdwärmepumpen unabhängig von Preisschwankungen am Energiemarkt.
• Da Erdwärmepumpen eine hohe Effizienz haben und keine Brennstoffkosten anfallen, sind die Betriebskosten im Vergleich zu anderen Heiztechnologien gering.
• Im Sommer kann eine Erdwärmepumpe auch zur Kühlung des Hauses genutzt werden.

Nachteile

• Die Anschaffungskosten für eine Erdwärmepumpe sind höher als bei anderen Heiztechnologien, da eine aufwändige Erdsonden-Installation notwendig ist.
• Für die Installation einer Erdwärmepumpe und den dazugehörigen Erdsonden ist ein gewisser Platzbedarf notwendig, der bei kleineren Grundstücken ein Problem darstellen kann.

Die Effizienz der Erdwärmepumpe hängt von den geologischen Gegebenheiten des Grundstücks ab. In manchen Gebieten ist die Installation nicht möglich oder nur mit einem höheren Aufwand realisierbar.

Luft-Wasser-Wärmepumpe

Die Luft-Wasser-Wärmepumpe nutzt die Wärmeenergie aus der Umgebungsluft, um das Wasser zu erwärmen, das durch das Heizungssystem fließt. Die Pumpe besteht aus einem Außengerät, das die Luft einfängt und durch den Verdampfer leitet, wo die Wärmeenergie aus der Luft auf das Kältemittel übertragen wird. Das Kältemittel wird dann durch einen Kompressor komprimiert, was zu einem Anstieg der Temperatur führt, bevor es durch den Wärmetauscher fließt und die Wärme an das Wasser im Heizsystem abgibt.

Vorteile

• Luft-Wasser-Wärmepumpen sind einfacher zu installieren und zu warten als andere Wärmepumpen-Typen.
• Sie sind in der Regel preisgünstiger als andere Wärmepumpen.
• Sie benötigen keinen Platz im Innenbereich und können an einer Hauswand oder auf dem Dach montiert werden.

Nachteile

• Die Effizienz einer Luft-Wasser-Wärmepumpe hängt von der Außentemperatur ab. Bei niedrigen Temperaturen kann es schwieriger sein, genügend Wärme aus der Luft zu gewinnen.
• Da Luft-Wasser-Wärmepumpen die Wärmeenergie aus der Luft gewinnen, kann es bei niedrigen Temperaturen zu Eisbildung auf dem Verdampfer kommen, was die Effizienz beeinträchtigt.

Luft-Luft-Wärmepumpe

Die Luft-Luft-Wärmepumpe ist ein weiterer Vertreter der Luftwärmepumpen. Sie nutzt die Wärmeenergie aus der Luft, um Räume zu erwärmen. Im Gegensatz zur Luft-Wasser-Wärmepumpe wird die Wärme jedoch nicht an das Wasser im Heizsystem abgegeben, sondern direkt an die Luft im Raum.

Vorteile

• Luft-Luft-Wärmepumpen können zur Kühlung im Sommer und zur Heizung im Winter genutzt werden.
• Sie sind einfach zu installieren und zu warten.
• Sie benötigen keinen Platz im Innenbereich und können daher an einer Hauswand oder auf dem Dach montiert werden.

Nachteile

• Die Effizienz von Luft-Luft-Wärmepumpen hängt von der Außentemperatur ab. Bei niedrigen Temperaturen kann es ebenfalls schwierig sein, genügend Wärme aus der Luft zu gewinnen.
• Eine Luft-Luft-Wärmepumpe kann im Betrieb sehr laut werden.

Wasser-Wasser-Wärmepumpe

Eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe nutzt die im Grundwasser vorhandene Wärmeenergie zur Erzeugung von Heizwärme. Hierzu wird dem Grundwasser mithilfe eines Brunnens oder eines Flusslaufs Wärme entzogen, welche anschließend von einem Verdampfer aufgenommen und an das Kältemittel weitergegeben wird. Das Kältemittel wird durch den Kompressor erhitzt und gibt die Wärme an das Heizsystem im Haus ab. Das nun abgekühlte Kältemittel fließt durch einen Kondensator, wo es seine Wärmeenergie an das Grundwasser zurückgibt. Der Prozess wiederholt sich, bis die gewünschte Raumtemperatur erreicht ist.

Vorteile

• Wasser-Wasser-Wärmepumpe bieten eine sehr hohe Effizienz und können auch bei niedrigen Temperaturen Wärme aus dem Erdreich ziehen.
• Die Wärmepumpe kann das ganze Jahr über genutzt werden, da die Temperatur des Grundwassers konstant bleibt.
• Da die Wärme aus dem Erdreich gewonnen wird, ist die Leistung der Wärmepumpe unabhängig von der Außentemperatur und Eisbildung auf dem Verdampfer stellt kein Problem dar.

Nachteile

• Die Installation der Wasser-Wasser-Wärmepumpe ist aufwendiger als die von Luft-Wasser- oder Luft-Luft-Wärmepumpen und erfordert einen Zugang zum Grundwasser.
• Die Kosten für eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe sind in der Regel höher als bei anderen Arten von Wärmepumpen.
  

Fazit: Heizen mit Wärmepumpen

Wärmepumpen sind schon heute eine vielversprechende Alternative zu herkömmlichen Heizsystemen. Sie nutzen die Energie aus der Umgebungsluft oder dem Erdreich und sind damit deutlich umweltfreundlicher und nachhaltiger als fossile Energieträger. Die Wahl der richtigen Wärmepumpen-Typs hängt von verschiedenen Faktoren ab. Die Verfügbarkeit von Grundwasser und die Größe des Grundstücks spielen eine Rolle. Aber auch die üblichen Außentemperaturen und das zur Verfügung stehende Budget müssen beachtet werden.

Luft-Wasser-Wärmepumpen sind zum Beispiel eine gute Wahl für kleinere Wohnungen oder Häuser, während Erdwärmepumpen für größere Grundstücke geeignet sein können. Mit manchen Wärmepumpen-Arten lassen sich Räumlichkeiten im Sommer sogar kühlen. Private Hausbesitzer sollten sich jedoch vor der Installation einer Wärmepumpe von einem Fachmann beraten lassen. So können sie sicherstellen, dass sie die richtige Wahl treffen und das Potenzial der Wärmepumpe voll ausschöpfen.