Vorwort

Heizen mit Geothermie und Umweltwärme!

Die Wärmepumpe arbeitet im Prinzip wie ein Kühlschrank: Gleiche Technik, umgekehrter Nutzen. Der Kühlschrank entzieht Lebensmitteln Wärme, die Wärmepumpe entzieht einer "kalten" Umgebung Wärme und bringt diese Wärme auf ein Temperaturniveau, das völlig ausreicht, damit Sie Ihr Haus komfortabel beheizen können.

Wie ist das möglich?

In der Wärmepumpe befindet sich ein geschlossenes Rohrsystem. In diesem zirkuliert ein so genanntes Arbeitsmittel, das nacheinander verdampft, verdichtet, verflüssigt und entspannt wird. Während dieser Zustandsänderungen wird Wärme frei, die an das Heizwasser abgegeben wird. In Gang gehalten wird der sich ständig wiederholende Prozess durch einen Motor, der einen Verdichter antreibt.

Wie nutzt die Wärmepumpe Sonnenenergie?

Die Wärmepumpe ist nur indirekt auf Sonnenenergie angewiesen. Sie heizt mit gespeicherter Sonnenwärme aus der Umwelt und mit Erdwärme.
Es gibt drei bzw. vier Möglichkeiten, um eine Wärmepumpe mit Wärmeenergie zu versorgen. Jede dieser drei Wärmequellen verfügt über ausreichend Wärmeinhalt, damit der Wärmepumpenprozess stattfinden und so aus Wärme niedriger Temperatur Wärme höherer Temperatur werden kann:

Wasser

Wärmequelle (Grund-) Wasser

Die effektivete Wärmequelle für umweltwärme ist Grundwasser, sofern dieses in geeigneter Qualität und Tiefe vorhanden ist. Eine konstante temperatur von +8°C bis +12°C prädestiniert den Energieträger Grundwasser für die Ganzjahresheizung zu niedrigsten Betriebskosten. Die hohen Jahresarbeitszahlen (Wirkungsgrade) dieser Wärmequelle sind unerreicht. Dabei wird das Grundwasser vom Förderbrunnen zur Wärmepumpe und von dort in den zirka 15 Meter entfernten Schluckbrunnen geführt.

Genehmigung

Das Vorhaben muss in Deutschland von der zuständigen Behörde (Landratsamt) genehmigt werden.
Die Zustimmung kann an bestimmte Auflagen gebunden sein. Soweit für Gebäude ein Anschluss- und Benutzungszwang an eine öffentliche Wasserversorgung besteht, ist eine Genehmigung der Grundwassernutzung als Wärmequelle durch die Gemeinde erforderlich.

Außer in Wasserschutzgebieten ist die Nutzung von Grundwasser grundsätzlich überall erlaubt.

Erdwärme Direkterwärmung

Wärmequelle Erdwärme Direkterwärmung

Umweltwärme ist im Erdreich als Erdwärme vorhanden und wird in Form von Sonneneinstrahlung oder indirekt in Form von Wärme aus Regen und Luft aufgenommen.

Der Flachkollektor des Erdwärmesystems stellt einen besonders wirkungsvollen Sonnenkollektor dar: Er liefert auch nachts und im Winter Wärme. Das Erdreich dient dabei als natürliche Speichermass, welche bei kompetenter Planung weit über die Heizperiode hin ausreicht.

Die Verlegetiefe  liegt bei 100 bis 120 cm, das heißt ca. 20 cm unter der Frostgrenze. Die Temperatur unterhalb der Frostgrenze ist relativ konstant und beträgt das ganze Jahr über zwischen 8 und 12 °C. Bei Direkterwärmung zirkuliert das Arbeitsmittel der Wärmepumpe als Wärmeträgermedium im Erdkollektor (Direktverdampfung. Zwischenwärmetauscher und Soleumwälzpumpen entfallen. Daher ist das System besonders wirtschaftlich und betriebssicher. Der Erdkollektor besteht aus dickwandige, nahtlosen Kupferrohren mit Kunststoff-Ummantelung. Das gibt Sicherheit.

Genehmigung

Bei Planung und Bau von erdgekoppelten Wärmepumpen sind in Deutschland die Bestimmungen des Wasserhaushaltsgesetzes (WHG) und die wasserrechtlichen Regelungen bzw. die Wassergesetze der Länder zu beachten.

Werden Erdwärmesonden oder Energiekörbe eingesetzt, kann je nach Bundesland und Bodenbeschaffenheit ein Genehmigungsverfahren erforderlich sein. Außer in Wasserschutzgebieten ist der Einsatz von Erdwärmesonden grundsätzlich überall erlaubt. Dienen Erdwärmekollektoren als Wärmequelle, genügt meist eine Anzeige bei der zuständigen Kreisverwaltungsbehörde. Der geschulte Wärmepumpen-Installateur weiß, was zu tun ist.

Erdwärme Sole

Wärmequelle Erdwärme Sole

Flachkollektor: Bei genügend Gartenfläche die preisgünstige Lösun: Verlegung in 120 bis 140 cm Tiefe. Im unverrottbaren Rohrsystem zirkuliert ein Wärmeträgermedium (Sole), welches die Sonnenenergie als Erdwärme aufnimmt und zur Wärmepumpe leitet.

Künettenkollektor: Zur Verlegung  genügen kleine Freiflächen um das Haus. Durch spiralförmigen Aufbau und Verlegung in 180 cm Tiefe wird eine optimale Kombination von Erdvolumen und -oberfläche genutzt.

Erdsonden: Ab einer Tiefe von 15 Meter herrscht eine konstante Jahrestemperatur, die ab ca. 30 m nach der geothermischen Tiefenstufe allmählich ansteigt. 2 parallele Sondenkreise bilden eine Erdsonde, das bedeutet geringster Platzbedarf. Erdwärmesonden werden senkrecht in den Boden eingelassen. Die Sondentiefe wird bereits bei der Planung festgelegt. Die Länge der einzelnen Erdwärmesonden beträgt in der Regel zwischen 40 und 100 Meter.

In jedem der Fälle heißt das ungestörte Gartenbepflanzung. 

Genehmigung

siehe Direkterwärmung 

Außenluft

Wärmequelle Luft

Luft gibt es überall. Sie kann als Wärmequelle ohne großen baulichen Aufwand erschlossen werden. Ventilatoren führen die Außenluft am Verdampfer der Wärmepumpe vorbei, wobei ihr Wärme entzogen wird. Da mit fallender Außentemperatur die Leistung der Wärmepumpe nachlässt, unterstützt ein Elektro-Heizstab die Wärmepumpe an den wenigen wirklich sehr kalten Tagen des Jahres.

Luft/Wasser-Wärmepumpen gibt es in drei charakteristischen Bauformen:

- Kompaktwärmepumpen für die Außenaufstellung
- Kompaktwärmepumpen für die Innenaufstellung
- Splitwärmepumpen mit einem Innen- und Außenteil

Die Splitgeräte zum Beispiel der Firma Ochsner eignen sich überall auch zum nachträglichen Einbau. Dabei ist es nicht nötig, aufwändige und oft laute Luftkanäle in den Aufstellungsraum zu führen. 

Genehmigung

Die Nutzung der Wärmequelle Luft ist genehmigungsfrei.

Brauchwasser Wärmepumpe

Brauchwasser oder Warmwasser-Wärmepumpe

Kompakte Warmwasser-Wärmepumpen werden getrennt von der Heizung betrieben und zur zentralen Warmwasserbereitung eingesetzt. Sie entziehen der Raumluft Wärme und erwärmen so das Brauchwasser. Zusätzlich kann die Abwärme anderer Geräte, z. B. Gefriertruhe, genutzt werden. Ein Vorteil der Warmwasser-Wärmepumpe ist, dass die Raumluft entfeuchtet und gekühlt wird, dadurch wird der Aufstellungsraum, z. B. Keller, trockener und kühler. Der Energieverbrauch dieser Geräte ist sehr gering. Warmwasser-Wärmepumpen besitzen einen geschlossenen und wärmegedämmten Speicher (i. d. R 300 Liter Fassungsvermögen), von dem aus mehrere Zapfstellen versorgt werden können.

Dezentrale Warmwasserbereitung Diese sehr rationelle Möglichkeit wird über von der Heizung unabhängige, dezentrale Durchlaufheizer direkt an den Zapfstellen in Küche und Bad realisiert.

Einfache Nachrüstung bei bestehenden Brauchwasserspeichern

Selbst wenn bereits ein Warmwasserspeicher installiert ist, welcher sonst von einem Kessel erwärmt wird, kann in den meisten Fällen eine Brauchwasser-Wärmepumpe nachgerüstet werden.

Die OCHSNER Europa Mini kann ohne großen Aufwand installiert und an den Speicher angeschlossen werden. Diese kleine Brauchwasser-Wärmepumpe kann überall als Split-Gerät eingesetzt werden und ist äußerst günstig in der Anschaffung. Die integrierte Ladepumpe und der ebenfalls eingebaute Plattenwärmetauscher sorgen für die notwendige "Ladung" des Speichers mit Warmwasser.