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Wärmepumpe

 

Die Wärmequellen werden in 3 Kategorien eingeteilt.

 

Abgeleitet von der Wärmequelle (Wasser, Sole, Luft) und dem Wärmeträger der Heizungsseite (Wasser) wird die Wärmepumpe bezeichnet als:

  • Wasser/Wasser-Wärmepumpe
  • Sole/Wasser-Wärmepumpe
  • Luft/Wasser-Wärmepumpe (nur Brauchwasser)

Grundwasser in geeigneter Tiefe ist die bevorzugte Wärmequelle. Scheidet Wasser aus, bietet sich das Erdreich an. Falls auch dies nicht möglich sein sollte, verbleibt noch die Wärmequelle Außenluft.

 

Vaillant favorisiert den monovalenten Betrieb der Wärmepumpe. Dies bedeutet, daß die Wärmepumpe ohne zusätzliche Unterstützung durch ein anderes Heizsystem die komplette Heiz- und/ oder Warmwasserenergie liefert.  

 

Medien zum Wärmetransport

  • Luft
  • Wasser
  • Sole (frostgeschütztes Wasser)

Die Wärmepumpe bezieht die Umweltwärme über das Grundwasser, das Erdreich oder die Außenluft. Die Wärme wird dabei über Wärmetauschsysteme, sogenannte Kollektoren, entzogen. Durch diese Kollektoren, die je nach Wärmequelle unterschiedlich aufgebaut sind, zirkuliert ein Medium, das die Wärme aufnimmt und zum Verdampfer transportiert.

 

Das Medium wird per Pumpe oder Ventilator dem Verdampfer zugeführt. Welches Medium wo zum Einsatz kommt, richtet sich nach der individuellen Planung.

         
1. Erdwärme  

Nutzung der Energie im Erdboden

 

   

 

 

Eine ergiebige Wärmequelle ist das Erdreich. Hier herrschen, unabhängig von der Außentemperatur, relativ konstante Temperaturwerte, deren Niveau eine hohe Wärmeentzugsleistung der Wärmepumpe über das gesamte Jahr hinweg erlaubt. So finden sich bereits in 1-1,4m Tiefe Temperaturen zwischen 5° und 15° Celsius.


Zur Aufnahme der Wärme verwendet man entweder horizontal in einer Ebene verlegte Wärmetauscher (Flächenkollektoren) oder senkrecht verlegte Wärmetauscher (Erdsonden). Beide Systeme ermöglichen den monovalenten Betrieb der Wärmepumpe.

   
         
    Der Flächenkollektor besteht aus einem Rohrsystem, das großflächig horizontal unter der Erdoberfläche verlegt wird. In dem Rohrsystem zirkuliert frostgeschütztes Wasser (Sole, grundwasserneutral) als Wärmetransportmedium. Voraussetzung für den Einsatz von Flächenkollektoren ist eine ausreichende Grundstücksgröße. Die Größe des Flächenkollektors richtet sich nach der Bodenbeschaffenheit (je feuchter der Boden, destso kleiner ist die erforderliche Grundstücksfläche). Für ein Einfamilienhaus mit ca. 150 m² Wohnnutzfläche und einer Heizleistung von 9kW werden etwa 250 m² Grundstücksfläche benötigt.

 

 

 

         
    Vertikalkollektoren (auch Erdsonde, -lanze oder -spieß genannt) werden als Rohrsystem mit zirkulierender Sole über Tiefenbohrungen vertikal in den Erdboden eingebracht. Erdsonden kommen in der Regel dann zum Einsatz, wenn das Grundstück nicht genügend Platz für einen Flächenkollektor bietet. Erdsondenanlagen sind ggf. genehmigungspflichtig und sollten auf jeden Fall mit dem zuständigen Wasserwirtschaftsamt abgestimmt werden. Dies gilt insbesondere, wenn eine grundwasserführende Erdschicht betroffen ist.

 

 

Für ein Haus mit einer Heizleistung von 9 kW wird eine Sonde von 110 m Länge benötigt.

 

         
2. Wasser  

Nutzung der Energie im Grundwasser

 

   
   

Die konstante Temperatur des Wassers läßt sich sehr effizient zum Betrieb der Wärmepumpe einsetzen. Mit Grundwasser als Wärmequelle lassen sich die besten Wärmeentzugsleistungen im Vergleich aller Systeme erzielen, da das Grundwasser eine über das Jahr relativ konstante und vergleichsweise hohe Temperatur von 7-12°C besitzt.

 

Über einen Saugbrunnen wird das Grundwasser mit Hilfe einer Förderpumpe der Wärmepumpe zugeführt und nach der Wärmeentnahme des Grundwassers von 3°C über einen Schluckbrunnen wieder in den Boden eingebracht.

 

 

         
3. Luft  

Nutzung der Energie in der Außenluft

 

   
   

Luft läßt sich als Wärmequelle auf vielfältige Art und Weise nutzen. Hierbei wird die Luft über Ventilatorensysteme dem Kreisprozess zugeführt. Die Vaillant-Wärmepumpe wird als Brauchwasserbereiter im Innenraum aufgestellt. Bei dieser Art der Aufstellung wird die Wärme der Kellerräume genutzt. Darüber hinaus lassen sich Zu- und Abluftkanäle anschließen.

 

Eine typische Vaillant-Wärmepumpe, wie sie von uns eingebaut wird. Schmal und platzsparend paßt sie in jeden Raum.

 

 

         
Funktion  

Kreislauf für die Wärmegewinnung

 

   
   

Die Funktion der Wärmepumpe basiert auf einem in sich geschlossenen Kreislaufsystem. 75% der gelieferten Heizenergie werden direkt aus der aufgenommenen Wärme erzeugt. Nur 25% muss dem System in Form von elektrischer Energie zugeführt werden.

 

 

 

 

Der Wärmepumpenkreislauf wird mittels 4 Komponenten erzeugt:

  1. Verdampfer
  2. Verdichter
  3. Verflüssiger
  4. Entspannungsventil

 

 

Eine typische Vaillant-Wärmepumpe, wie sie von uns eingebaut wird. Schmal und platzsparend paßt sie in jeden Raum.

 

 

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