Sole-Wasser-Wärmepumpen sind eine Möglichkeit, mithilfe von innovativer Technologie nachhaltig Energie zu gewinnen und mit dieser zuverlässig zu heizen.
Wärmepumpen können eine Stellschraube in der notwendigen Energiewende darstellen. Es handelt sich um umweltfreundliche Heitzsysteme, eine mögliche Variante stellt die Sole-Wasser-Wärmepumpe dar.
Aufbau einer Wärmepumpe
Wärmepumpen arbeiten nach dem physikalischen Carnot-Kreisprozess-Prinzip. Dabei wird thermische Energie aus Luft, Wasser oder dem Erdreich verwendet, um Wärme für Heizsysteme zu erzeugen.
Vier Hauptkomponenten sind wichtig für die Funktionsweise einer Wärmepumpe.
- Verdampfer: Mithilfe der genutzten Umweltenergie wird das Kältemittel verdampft.
- Kompressor: Das nun gasförmige Kühlmittel wird verdichtet, was zur Erhöhung der Temperatur führt.
- Verflüssiger: Das erhitzte Kältemittel gibt die Wärme an das Heizsystem ab, es kondensiert dabei, wird wieder flüssig.
- Expansionsventil: Es reduziert den Druck, sodass das Kältemittel wieder in den Verdampfer gelangt. Der Kreislauf beginnt von neuem.
Das Kältemittel ist der Energieträger der Wärmepumpe und spielt die Hauptrolle im Prozess. Durch den Wechsel seines Aggregatzustands von flüssig zu gasförmig kann es Wärme aufnehmen, transportieren und auch wieder abgeben. Der Kompressor steigert die verwendete Umweltwärme, sodass Wärmepumpen unter Einsatz von Strom in der Lage sind, die Warmwasserversorgung zu gewährleisten. Die unterschiedlichen Wärmepumpen unterscheiden sich durch die genutzte Energiequelle und den Mechanismus des Wärmetransports.
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Erdkollektoren und Erdsonden
Bei einer Sole-Wasser-Wärmepumpe wird die Wärme des Erdreichs genutzt. Diese ist in tieferen Erdschichten relativ konstant, in 10 Metern Tiefe liegt die ganzjährige Temperatur in Mitteleuropa bei 7 bis 12 Grad, und zwar unabhängig davon, wie die Temperaturverhältnisse überirdisch ausfallen. Das macht diese Form der Umweltenergie im Winter sehr effizient. Bei der Sole handelt sich es um ein Gemisch aus Wasser und Frostschutzmittel. Sie zirkuliert bei dieser Wärmepumpe in einem geschlossenen Kreislauf. Zunächst wird sie durch ein Rohrsystem durch den Erdboden gepumpt. Das versetzte Frostschutzmittel verhindert, dass sie im Winter einfriert.
Es gibt unterschiedliche Möglichkeiten, die Erdwärme zu erschließen. Eine sind sogenannte Erdkollektoren. Dabei handelt es sich um horizontal verlegte Rohrsysteme, die in etwas mehr als einem Meter Tiefe unterhalb der Erdoberfläche verlegt werden. Für diese Form der Erdwärmeerschließung ist eine relativ große Grundstücksfläche notwendig, denn sie muss fast 2-mal so groß sein wie die zu beheizende Fläche. Wollte man also eine Fußbodenheizung in einem 200 qm großem Haus beheizen, bräuchte man knapp 400 Quadratmeter Rohrleitungen.
