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Wärmepumpe - Nachschlagewerk zum Thema Energie

Wärmepumpe - In der Natur gespeicherte Wärme nutzen

Wärmepumpen nutzen die regenerative Wärmeenergie ihrer Umgebung, um das Heizsystem eines Gebäudes zu unterstützen oder auch ganz zu ersetzen. Diese Energie können Wärmepumpen der Luft, dem Erdreich oder dem Wasser entziehen, um sie dann in das Heizsystem einzuspeisen. Zwar verbrauchen sie bei diesem Vorgang ihrerseits Energie in Form von elektrischem Strom, doch haben sich moderne, elektrisch betriebene Wärmepumpen als ökologisch sinnvoll erwiesen, weil sie die "Jahresarbeitszahl" von 3,3 überschreiten und einen Wert von mehr als 4 erreichen können. (Dabei benennt die Jahresarbeitszahl das Verhältnis von benötigter Antriebsenergie zur produzierten Heizenergie innerhalb einer bestimmten Zeit.)

Die meisten Wärmepumpen entziehen ihre Heizenergie dem Erdreich unter einem Haus, das beheizt werden soll. Das ist möglich, weil der Boden in zehn Meter Tiefe eine konstante Temperatur von 5 Grad Celsius hat, unabhängig davon, ob an der Oberfläche frostige Temperaturen herrschen. Damit die Wärmepumpe an die im Boden gespeicherte Sonnenenergie herankommt, führt man Erdsonden oder Erdkollektoren in den Erdboden rund um ein Gebäude, das sind Kunststoffrohre, in denen entweder ein Wassergemisch (Wasser und Frostschutzmittel) oder auch Luft zirkuliert, die als Trägermedium für die Bodenwärme dienen. Die Pumpe entzieht dem Medium die aufgenommene Wärme und setzt dann elektrischen Strom ein, um die für das Gebäude benötigte Heiztemperatur zu erreichen. Auf diese Weise wird ein Gebäude zu 75 Prozent mit der Erdwärme-Energie beheizt, lediglich ein Viertel der Heizenergie kommt aus der Steckdose.

Wärmepumpen, die der Umgebungsluft Energie entziehen, heißen Luft-Wasser-Wärmepumpen. Sie sind allerdings nicht so effektvoll, wie die Wärmepumpen, die mit der Bodenwärme arbeiten. Auch das Grundwasser kann als Energiequelle genutzt werden, wenn man dafür einen entsprechenden Brunnen baut, der die Wärmepumpe mit Wasser versorgt. Wärmepumpen können zusätzlich als Lüftung und als Kühlanlage eingesetzt werden.

Als Hauslüftung wird sie vor allem in Passivhäusern genutzt, um die Wärmeenergie der warmen, aber verbrauchten Innenluft dem Haus wieder zukommen zu lassen. Soll sie zur Kühlung eines Gebäudes dienen, dann kann sie als passive Kühlung direkt die Energie des Erdreichs ausnutzen, als aktive Kühlung aber einfach die Betriebsweise, die sonst dem Heizen dient, umkehren. Gerade in Gebäuden, wo neben dem Heizen auch eine Temperierung nötig ist, gelten Wärmepumpen als besonders effektiv.

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