Mario Sedlak
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Wärmepumpe zur Warmwasserbereitung

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Luft-Wärmepumpe

Wärmepumpe

Wärmepumpen sind eigentlich eine Stromheizung, allerdings mit dem entscheidenden Unterschied, dass sie für die gleiche Heizleistung nur einen Bruchteil an elektrischer Energie benötigen.

Funktionsweise

Wärmepumpen arbeiten wie ein Kühlschrank. Sie entziehen die Wärme jedoch nicht Lebensmitteln, sondern der Umgebung, z. B. dem Erdreich im Garten. Aus 1 kWh Strom kann eine gute Wärmepumpe unter guten Bedingungen 4 kWh Heizenergie gewinnen. Der Faktor 4 heißt Arbeitszahl und entspricht einem Wirkungsgrad von 400%, wenn man die kostenlos aus der Umgebung entnommene Energie nicht mitzählt.

Aus Sicht der Umwelt

Von manchen Umweltschützern wird eine Holzheizung gegenüber einer Wärmepumpe bevorzugt, da letztere viel Strom braucht und wir eigentlich Strom sparen wollen, damit keine neuen Kraftwerke gebaut werden müssen. Ich dachte zunächst auch so, aber dann habe ich es mir einmal genau angesehen:

Daraus folgt:

Kritik

Kritisch ist es bei einer Wärmepumpe, die nicht dem Boden, sondern der Luft Wärme zu entziehen versucht. Bei Minusgraden funktioniert das nämlich so schlecht, dass die Wärmepumpe mehr und mehr zu einer simplen Stromheizung wird. Das wird dann teuer und ist umweltschädlich. Dafür ist die Anschaffung einer Luft-Wärmepumpe verlockend günstig im Vergleich zu einer Wärmepumpe, wo man Rohre in der Erde vergraben muss.

Ebenso ungünstig kann eine Wärmepumpe zur Warmwasserbereitung sein, wenn man eine Temperatur von 50–60°C haben will.

Direkte Umweltwirkungen

Zukunft

Wenn es mehr Wärmepumpenheizungen gibt, steigt zwar der Stromverbrauch, aber es wird damit auch eine weitere Möglichkeit zum Ausgleich von Erzeugung und Verbrauch im Stromnetz geschaffen. Das ist vor allem in Gebieten interessant, wo es viele Windkraftwerke und Solarzellen, aber nur wenige regelbare Kraftwerke gibt.

In Gebirgsländern wie Österreich besteht dafür allerdings – dank Pumpspeicherkraftwerken – kaum ein Bedarf.

Effizienzsteigerung

Heutige Wärmepumpen erreichen weit weniger als die physikalisch mögliche Arbeitszahl. Wesentliche Fortschritte sind z. B. durch Kompressoren, die eine flexible Leistung bei konstant hohem Wirkungsgrad erbringen, zu erwarten.[3]

Als Frostschutzmittel wird der zirkulierenden Flüssigkeit derzeit Glykol beigemischt. Ethanol wäre dünnflüssiger und würde Wärme leichter aufnehmen, was Pumpaufwand spart, ist aber aggressiver und erfordert daher neue Materialien.

Wärmepumpen mit Kohlendioxid-Kreislauf brauchen überhaupt keine Pumpe, um Flüssigkeit durch das Bohrloch zu bewegen. Allerdings brauchen sie stattdessen teure Metallrohre. Diese Mehrkosten können derzeit erst nach 40 Jahren durch geringere Energiekosten zurückverdient werden.[4]

Weiter

Gefahren von Bohrungen für eine Wärmepumpe

Siehe auch

Weblinks

Quellen

[1]
[2] Deutsche Bund/Länder-Arbeitsgemeinschaft Wasser: Empfehlungen für wasserwirtschaftliche Anforderungen an Erdwärmesonden und Erdwärmekollektoren (PDF), S. 11
[3] Rüdiger Paschotta: Thermodynamisch optimiertes Heizen, Abschnitt "3. Optimierung der Wärmeerzeugung"
[4] Lokale Agenda 21 – Gruppe Energie der Stadt Lahr (Schwarzwald): Schlussbericht über die Energieeffizienz der Kohlendioxid/CO2-Erdsonden – Elektro-Wärmepumpe Nr. 2301 in einem Einfamilienhaus in Offenburg (Oberrhein) (PDF), S. 8