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Umweltfreundlich und effizient heizen mit der Wärmepumpe
Die Funktionsweise von Wärmepumpen ist vergleichbar mit der eines Kühlschranks. Während der Kühlschrank dem Inneren Wärme entzieht und nach Draussen abgibt, entzieht die Wärmepumpe dem Aussenbereich die Wärme und gibt sie als Heizenergie an das Haus ab. Damit eine Wärmepumpe effizient arbeiten kann, ist die Auswahl des passenden Systems entscheidend.
Um Heizenergie zu erhalten, wird die Umweltwärme aus Luft, Erdreich oder Wasser einem sogenannten Verdampfer zugeführt und so auf die Wärmepumpe übertragen. Der dort entstehende Dampf wird in einem Verdichter komprimiert und dadurch weiter erhitzt.
Schliesslich wird die entstandene Wärme in einem Kondensator an den Wasserkreislauf des Heizsystems abgegeben. Am Expansionsventil wird dann der Druck abgebaut und der ganze Kreislauf beginnt von vorne.
Je nach Energiequelle lassen sich so mit einer Kilowattstunde Antriebsenergie drei bis vier Kilowattstunden Wärme zum Heizen und zur Warmwasserbereitung gewinnen. Die Mehrzahl (über 99 %) der Wärmepumpen wird mit Strom angetrieben, aber auch der Antrieb mit Gas ist möglich.
Wärmepumpe kann vier verschiedene Quellen nutzen
Vor allem vier Wärmequellen stehen für den Einsatz von Wärmepumpen heute im Fokus: Grund- und Oberflächenwasser, Erdwärme, Umgebungsluft und Abwärme aus Kühlanlagen. Je höher die Temperatur der Wärmequelle, mit einem umso besseren Wirkungsgrad arbeitet die Wärmepumpe.
Besonders effizient können Wärmepumpen mit Grundwasser als Wärmequelle arbeiten, da dessen Temperatur das ganze Jahr über konstant ist. In diesem Fall spricht man von einer Wasser/Wasser-Wärmepumpe.
Aber auch Oberflächenwasser aus Seen, Flüssen und Bächen kann als Wärmequelle eingesetzt werden. Die im Erdreich gespeicherte Energie lässt sich mit sogenannten Sole/Wasser-Wärmepumpen nutzen. Hier zirkuliert Wasser oder ein Wasser-Glykol-Gemisch in einem geschlossenen Kreislauf und transportiert die Wärme aus dem Untergrund zur Wärmepumpe.
Die dritte Quelle ist die Umgebungsluft. Besonders gut gedämmte Gebäude eignen sich für die Nutzung der Umgebungsluft mit einer Luft/Wasser-Wärmepumpe ideal. Kühlanlagen in Restaurants, Hotels, Spitälern, Altersheimen und im Detailhandel produzieren 24 Stunden am Tag Abwärme. Dasselbe gilt für Rechenzentren. Die Abwärme dieser Kühlanlagen als potenziell vierte Wärmequelle wird jedoch leider oft nicht ausgeschöpft und unbeachtet an die Umgebung abgegeben.
Wärmepumpen werden immer effizienter
Die Wärmepumpen der neusten Generation verbrauchen heute sehr viel weniger Strom zur Produktion der gleichen Wärmemenge als früher. In der Schweiz wurde die erste grosse Wärmepumpe 1931 im Rathaus Zürich installiert. Die Effizienz der Wärmepumpen (COP-Wert) hat sich seit damals mehr als verdoppelt. Das Rathaus wird auch heute noch mit einer Wärmepumpe sauber und energieeffizient beheizt.
Die COP-Minimalwerte zur Erlangung des Gütesiegels der Fachvereinigung Wärmepumpen Schweiz (FWS) für Wärmepumpen nach dem Standard der europäischen Wärmepumpenvereinigung (EHPA) werden stetig nach oben angepasst. Darauf baut auch das Wärmepumpen-System-Modul (WP-S-M) auf, welches einen neuen Schweizer Standard für die optimale Planung und Erstellung von Wärmepumpen-Anlagen für Neubau und Sanierung darstellt.
Autorin: Tina Berg