Wärmepumpen

Luft/Wasser_Wärmepumpe
für Innenaufstellung

Ein einfaches Prinzip

Vergleichbar mit dem Prinzip eines Kühlschranks ist die Funktionsweise einer Wärmepumpe. Sie entzieht der Luft, dem Wasser oder dem Erdreich Wärme und leitet sie weiter an das Heizsystem. Die Umweltwärme wird dem sogenannten Verdampfer zugeführt, wo sie auf das Arbeitsmedium der Wärmepumpe (Kältemittel) übertragen wird. Dabei geht dieses Medium in den dampfförmigen Medium über. Im Verdichter oder Kompressor wird dieser Dampf komprimiert und dadurch erhitzt. Im Kondensator gibt der heisse Dampf seine Wärme schliesslich an den Wasserkreislauf des Heizsystems ab. Dabei wird das immer noch unter Druck stehende Arbeitsmedium verflüssigt. Am Expansionsventil wird dann der Druck abgebaut und der ganze Kreislauf beginnt von vorne. So wird kostenlose Umweltenergie nutzbar gemacht.

Das Verhältnis der gewonnenen Wärme zu aufgewandter Energie spricht für sich: Aus 1 kWh elektrische Energie können je nach Wärmequelle bis zu 5 kWh Nutzenergie gewonnen werden.

Erdsonden

Eine Erdwärmesondenanlage entzieht dem Boden Wärme. Der Erdboden hat das ganze Jahr über die gleiche Temperatur. Jahreszeitliche Schwankungen können bei tiefen ab ca. 10 Meter nicht mehr wahrgenommen werden. Aus diesem Grund ist die vertikale Erdwärmesonde ein idealer Energielieferant für die Wärmepumpe, erreicht Sie doch bei optimalen Anlageplanung immer einen hohen Wirkungsgrad, auch wenn die Aussentemperatur tief ist. Gegenüber Luftwärmepumpen bedeutet dies eine signifikant geringeren Stromverbrauch. Dies hilft bei rationellen Nutzung unserer Energieressourcen und leistet nebst der Luftreinhaltung einen weiteren Beitrag an der Umwelt. Der gleichmässige Betrieb verlängert die Lebensdauer der Aggregate und setzt die Störanfälligkeit herab. Damit zählt dieses System zu den betriebssichersten Heizanlagen. Die Erdwärmesonde selbst ist vor Verletzungen geschützt. Aus diesen Gründen ist eine Erdwärmesondenanlage eine betriebsgünstige und –sichere Wärmeerzeugungsanlage mit langer Lebensdauer.

Die Duplex-Erdwärmesonde besteht aus 2 U förmigen Rohrschlaufen. In der Mitte der Rohrbündel wird ein Injektionsrohr angebracht, durch das nach dem Einbringen der Sonde eine Bentonit-Zementmischung hindurchgepresst wird. Diese Injektion füllt nun das Bohrloch von unten nach oben und fliesst dabei zwischen den Sondenrohren hindurch in alle Ritzen und Spalten. Dies garantiert eine vollständige Verbindung der Erdwärmesonde mit dem umgebenen Erdreich, dichtet allfällige wasserführende Schichten gegeneinander ab und schützt die Erdwärmesonde.

Kühlen mit der Wärmepumpe

Einige Wärmepumpen können auch zur Kühlung eines Gebäudes eingesetzt werden. Dabei kann zwischen zwei unterschiedlichen Methoden unterschieden werden:

Umkehrbarer Betrieb: Die Funktionsweise der Wärmepumpe wird umgekehrt und entspricht dann genau der eines Kühlschrankes. Häufig wird diese Art der Kühlung auch als „reversibler“ Betrieb der Wärmepumpe bezeichnet.

Direkte Kühlung: Im Sommer sind die Temperaturen im Inneren der Gebäude in der Regel höher als im Erdreich oder im Grundwasser. Dann können die niedrigeren Temperaturen des im Winter als Wärmequelle dienenden Erdreichs bzw. Grundwassers zur direkten natürlichen Kühlung des Gebäudeinneren genutzt werden. Das Kältemittel nimmt die Wärme aus dem im Winter aus Heizung dienenden System auf und führt sie nach außen ab. Bei dieser auch als „Natural Cooling“ bezeichneten Funktion ist die Wärmepumpe bis auf Regelung und Umwälzpumpen ausgeschaltet, dadurch ist es eine besonders energiesparende und kostengünstige Methode der Gebäudekühlung.