Wärmepumpenanlagen bestehen prinzipiell aus der Wärmequelle, dem Verdichter mit seinen Wärmetauschern und dem Expansionsventil (im allgemeinen als Wärmepumpe bezeichnet) und dem dazugehörigen Wärmeabgabesystem.

Der Einbau solcher Systeme ist eigentlich unproblematisch. Allerdings ist es zwingend erforderlich, bestimmte Parameter aufeinander abzustimmen und die Besonderheiten des jeweiligen Objektes zu beachten. Im Vergleich zu konventionellen Heizungsanlagen führt jedes Grad niedrigere Wärmequellen-, oder höhere Vorlauftemperatur, zu spürbaren Mehraufwendungen für die Antriebsenergie. Deshalb ist der Einsatz von Wärmepumpen auch nicht in jedem Objekt sinnvoll und sollte genau abgewogen werden.

Die protherm Wärmetechnik hat seit 1998 über 600 Wärmepumpenanlagen ausgelegt und installiert. Unsere Erfahrungen dabei sind ein unschätzbarer Vorteil für Sie.

Wie funktioniert eine Wärmepumpe?

Wärmepumpen basieren auf dem physikalischen Prinzip, dass bei Kompression von Gasen, durch die Teilchenreibung ein Wärmeüberschuss entsteht.

Ein gasförmiges Kältemittel wird mit einem Verdichter (z.B. Scroll-Kompressor) unter Druck gesetzt. Dadurch erwärmt es sich. Die gewonnene Wärme wird über Wärmetauscher an das Heizungswasser abgegeben. Das nun abgekühlte, flüssige Kältemittel wird am Expansionsventil auf den Ausgangsdruck entspannt. Die Temperatur sinkt dabei unter das Niveau der Wärmequelle, die es aufnimmt und wieder erwärmt und der Kreislauf beginnt von vorn. Wärme wird auf ein höheres, nutzbares Niveau gepumpt. Eine Wärmepumpe eben.

Wärmepumpenanlagen werden nach ihrer Wärmequelle unterschieden. Am meisten verbreitet sind:

Das Erdreich mit Tiefenbohrung oder Erdkollektoranlage,

Das Grundwasser mit Saug- und Schluckbrunnen,

Die Außenluft mit einem Innen- und einem Außengerät

Die Auswahl des richtigen Systems beinhaltet sehr viele Betrachtungen, um die Vor- und Nachteile verschiedener Wärmequellen gegeneinander abzuwägen.

Erdwärme: Dafür wird über im Erdreich verlegte Kunststoff-Absorber-Rohre, die wahlweise 1,5 m unter der Erdoberfläche verlegt werden oder über eine oder mehrere Tiefenbohrungen (meist 50 bis 99m Tiefe), der Umgebung gespeicherte Wärme entzogen. Diese Wärme wird über die jährliche Sonneneinstrahlung , über den eindringenden Regen und die Naturkühlfunktion im Sommer  ständig regeneriert. Dass heißt, diese Wärme ist immer verfügbar - Sommer wie Winter. Es können dabei Leistungszahlen bis 6 erreicht werden.

Ein weiterer entscheidender Vorteil dabei ist die Möglichkeit zur Nutzung einer Naturkühlung, bei der ohne Zusatzenergie (nur Pumpenstrom kein Verdichter) kühles Wasser aus den Erdsonden durch das Heizungssystem geleitet wird, was zu einer Absenkung der Raumtemperaturen führt.


Wasser: Zur Grundwassernutzung müssen zwei Brunnen geschaffen werden, wobei einer als Saug- und einer als  Schluckbrunnen fungiert. Dem geförderten Grundwasser wird dabei die Wärme entzogen und dem Schluckbrunnen wieder zugeführt. Der Vorteil ist eine mögliche Leistungszahl über 6. Diese verringert sich aber bei Einrechnung der Antriebsenergie für die großen Brunnenpumpen. Außerdem sind diese Anlagen wegen der  auftretenden Mineralausschwemmungen in den Wärmetauschern nicht überall geeignet. Dieses System empfehlen wir daher in unserer Region nur für größere Objekte.

Luft: Bei einer Luft/Wasserwärmepumpe entzieht die Wärmepumpe der Außenluft die benötigte Energie. Wahlweise als Innen- oder Außenaufstellung. Diese Anlagen sind in der Erstellung kostengünstiger als Sole oder Brunnenanlagen, arbeiten allerdings nicht so effizient. Die meiste Primärwärme wird im Winter benötigt, wenn am wenigsten Umweltenergie zur Verfügung steht. So müssen Zusatzheizungen (meist Elektroheizstäbe) direkt die Wärmepumpe unterstützen. Außerdem wird immer ein Teil der gewonnenen Energie zum Abtauen der Luft-Wärmetauscher benötigt. Sinnvoll vor allem für kleinere Objekte bis etwa 130m² oder als Grundlastheizung für größere bivalente Systeme.

Verdichter von Wärmepumpen werden meist mit Strom angetrieben. Die benötigte Antriebsenergie beträgt aber nur etwa ein Viertel der Heizleistung der Geräte. Die restlichen drei Viertel gewinnen wir aus der Umwelt. Die Leistungszahlen für Erdwärmegeräte liegen bei optimaler Auslegung im praktischen Betrieb mit Warmwasserbereitung übers Jahr bei über 5.0. Für den Bezug von Wärmepumpenstrom gibt es von den meisten Energieversorgern spezielle Tarife.