Luft ist überall und kostenfrei vorhanden. Darüber hinaus enthält Umgebungsluft immer Wärme – auch wenn es sich draußen klirrend anfühlt. Der untere Temperaturgrenzwert liegt physikalisch bei -273,15 Grad Kelvin. Das bedeutet, jede Temperatur, die darüber liegt, enthält noch thermische Energie, die nutzbar ist. Auch wenn es in der Theorie möglich ist, lässt sich ein wirtschaftlicher Betrieb mit einer Luft-Wasser Wärmepumpe nur bis etwa -20 Grad Celsius erreichen. Die Aufstellung der Wärmepumpe ist sowohl innerhalb als auch außerhalb des Gebäudes möglich. Luft-Wasser Wärmepumpen nutzen die im Außenbereich vorhandene Luftwärme und übertragen sie auf das Heizungssystem des Gebäudes. Dazu wird die Luft durch einen Ventilator angesogen und durch einen Verdampfer geleitet, wo die Wärme auf das Kältemittel übertragen wird. Das Kältemittel verdampft und wird über einen Kompressor auf ein höheres Temperaturniveau gebracht, bevor es im Wärmetauscher des Heizungssystems für die Raumheizung oder Warmwasserbereitung genutzt wird. Während der Kondensation im Wärmetauscher gibt das Kältemittel die aufgenommene Wärme ab und wird erneut für den Kreislauf im Verdampfer verwendet. Durch diesen Prozess wird die vorhandene Luftwärme genutzt und in ein effizientes Heizsystem umgewandelt. Die Luft-Wasser Wärmepumpen sind somit eine umweltfreundliche und energieeffiziente Möglichkeit, Gebäude zu beheizen. Ob Luft-Wasser Wärmepumpen auch in Altbauten effizient eingesetzt werden können, hängt vom Wärmebedarf des Gebäudes, den Wärmeverlusten durch die Gebäudehülle und von der verbauten Heizungsanlage ab. Hat die Gebäudehülle keine oder eine schlechte Wärmedämmung steigt der Strombedarf der Wärmepumpe stark an, da die Systemtemperaturen in Altbauten deutlich höher liegen. In diesen Fällen kann eine Luft-Wasser Wärmepumpe nur zur Unterstützung der bestehenden Heizungsanlage eingesetzt werden.
Wasser-Wasser Wärmepumpe
Auch das Grundwasser ist ein hervorragender Energiespeicher, der das ganze Jahr über konstante Temperaturen von über zehn Grad Celsius liefert. Um die thermische Energie nutzen zu können, ist eine Brunnenanlage bestehend aus Saug- und Schluckbrunnen notwendig. Ein entscheidender Aspekt bei der Planung einer solchen Wärmepumpe ist der Wasserschutz. Denn bei einigen Sachverhalten können die zuständigen Behörden die Genehmigung für eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe verweigern. Wasser-Wasser Wärmepumpen sind Geräte, die dazu verwendet werden, Energie aus dem Grundwasser oder einem anderen wasserführenden System zu gewinnen. Die Wärmepumpe nutzt die Temperaturdifferenz zwischen dem kalten Wasser und der warmen Umgebung, um Wärmeenergie zu erzeugen. Dazu muss das kalte Wasser durch einen Wärmetauscher gepumpt werden, an dem die Wärmeenergie von einem Kältemittel aufgenommen wird. Das Kältemittel wird dann komprimiert und dadurch stark erwärmt. Anschließend wird die entstandene Wärmeenergie an das Heizsystem der Wohneinheit oder des Gebäudes abgegeben. Wasser-Wasser Wärmepumpen sind eine umweltschonende Möglichkeit, Energie zu gewinnen und sind besonders effizient, wenn das Grundwasser eine konstante Temperatur hat. Sie können sowohl für die Heizung als auch für die Kühlung von Gebäuden eingesetzt werden.
Sole-Wasser Wärmepumpe
Im Erdreich schlummert eine enorme Energiemenge, die nahezu unerschöpflich ist. Das Besondere an dieser Wärmequelle sind die hohen und konstanten Temperaturen. Ab einer Tiefe von etwa 10 Metern bleiben diese selbst im gesamten Winter auf einem hohen Niveau. Mit zunehmender Tiefe steigen die Temperaturen und mit ihnen die Menge an thermischer Energie. Mithilfe einer Sole-Wasser Wärmepumpe lässt sich ein Bruchteil dieser Energie für Heizung und Warmwasserbereitung nutzen. Sole-Wasser Wärmepumpen nutzen die Temperaturunterschiede zwischen dem Boden und dem Wasser, um Wärmeenergie zu gewinnen und in nutzbare Wärme umzuwandeln. Dabei wird der Wärmetauscher im Inneren der Wärmepumpe mit Sole-Wasser oder Erdwasser gefüllt. Das Erdreich oder das Wasser hat eine konstante Temperatur von ca. 10-12 Grad Celsius, unabhängig von Temperaturschwankungen an der Oberfläche. Das bedeutet, dass in der kalten Jahreszeit die Erdwärmepumpe genügend Energie zur Heizung liefern kann, während im Sommer das System zur Kühlung genutzt werden kann. Die Wärmeenergie wird durch das Sole-Wasser oder Erdwasser aufgenommen und über einen Wärmetauscher in die Wärmepumpe geleitet.