Technologien fürs Heizen Nachhaltigkeit bei Wärmepumpen: Worauf kommt es an?

Der Fokus auf Wärmepumpen ist in Zeiten des Klimawandels, der Energiewende und umweltfreundlichen Heizlösungen so präsent wie nie zuvor. „In diesem Zusammenhang hat die Wärmepumpe als nachhaltige Heiztechnologie ihren wohlverdienten Platz eingenommen“, meinen die Ökostromexperten von Grünwelt Energie. Das ist auch in Anbetracht des Gebäudeenergiegesetzes der Bundesregierung notwendig: Denn ab Januar 2024 müssen in den meisten neuen Gebäuden Heizungen eingebaut werden, die zu mindestens 65 Prozent erneuerbare Energie nutzen.

Funktionsweise einer Wärmepumpe

Wärmepumpen sind Heizsysteme, die Wärme aus der Umgebungsluft, dem Erdreich oder dem Grundwasser gewinnen und für die Raumheizung sowie die Warmwasserbereitung nutzen. Die Funktionsweise ähnelt der eines Kühlschranks, jedoch umgekehrt. Die meisten Wärmepumpen nutzen ein spezielles Kältemittel, das in einem geschlossenen Kreislauf zirkuliert. Zunächst entzieht die Wärmepumpe der Umgebung Wärme, zum Beispiel aus der Luft. Zum Einsatz kommt dabei ein Wärmetauscher. Das Kältemittel verdampft bei dieser Wärmeaufnahme und wird in einen Kompressor gepumpt. Dort wird es komprimiert, wodurch seine Temperatur erheblich ansteigt. Das nun heiße, komprimierte Gas gibt seine Wärme im Heizsystem ab, beispielsweise in Form von warmem Wasser. Das funktioniert selbst dann, wenn die Temperatur draußen niedriger ist als die gewünschte Raumtemperatur.

„Dieser Kreislauf setzt sich fort und ermöglicht eine kontinuierliche und effiziente Wärmeübertragung, wobei die Umweltwärme genutzt wird, um das Gebäude zu heizen“, erklären die Experten von Grünwelt. „Dieser Prozess erfolgt ohne Verbrennung – und somit ohne CO₂-Emissionen.“

Verschiedene Arten von Wärmepumpen

Es gibt unterschiedliche Typen von Wärmepumpen, die jeweils unterschiedliche Quellen zur Wärmeerzeugung nutzen: Erdwärme, Grundwasser oder Umgebungsluft.

Erdwärmepumpen, auch Sole-Wasser-Wärmepumpen genannt, nutzen die natürliche die Geothermie. Durch die Leitungen dieses Systems fließt kein Kältemittel, sondern eine andere frostsichere Flüssigkeit, eine Art Sole. Mit verschiedenen Methoden wie Tiefenbohrungen, Spiralsonden oder Flächenkollektoren wird die Wärme aus dem Erdreich entzogen. „In Tiefen von bis zu 100 m herrschen konstante Temperaturen von über 7 °C. Mit zunehmender Tiefe steigen die Temperaturen an“, heißt es seitens Grünwelt.

Wasserwärmepumpen nutzen über gebohrte Brunnen die Temperaturdifferenz zum Grundwasser, um Wärme zu erzeugen. Das Grundwasser bleibt über das Jahr hinweg konstant auf einer Temperatur von 7 bis 11 °C. Über einen gebohrten Saugbrunnen gelangt das Wasser nach oben ins System, über Sickerbrunnen gelangt es wieder zurück.

Im Gegensatz dazu muss bei Luftwärmepumpen nicht gebohrt werden, was einen großen Vorteil mit sich bringt. Diese Pumpen entziehen der Außenluft Wärme und können in Regionen eingesetzt werden, in denen die Außentemperaturen bis zu -20 °C erreichen. Wenn die Temperaturen noch weiter fallen, muss jedoch eine elektrische Heizung einspringen.