Effiziente Heizung und Kühlung: Die Funktionsweise von Wärmepumpen
Smarte Heiztechnologie von Bosch ermöglicht energieeffizientes Wohnen
Ein angenehm gewärmtes oder abgekühltes Raumklima ist die Grundlage für unser Wohlbefinden zuhause und bei der Arbeit. Doch es ist auch einer der größten Emittenten von CO₂. Denn die überwiegende Mehrheit der verbauten Geräte wird nach wie vor mit Öl und Gas betrieben. Um dies zu ändern, setzt Bosch auf seine bisher nachhaltigste Generation von Wärmepumpen.
Denn Wärmepumpen machen kostenlose Umweltenergie nutzbar und benötigen dafür nur wenig zusätzliche Energie aus Strom. Die smarten Geräte stellen eine energieeffiziente und umweltschonende Alternative zu herkömmlichen Öl- und Gasheizungen dar.
Bosch bietet eine breite Palette effizienter Wärmepumpen, maßgeschneidert für verschiedene Wohnsituationen.
Das Funktionsprinzip von Wärmepumpen
Die Technologie hinter Wärmepumpen von Bosch beruht im Wesentlichen auf dem umgekehrten Prinzip von Kühlschränken. Während Kühlschränke warme Luft aus ihrem Inneren abführen, um die Temperatur zu senken, leiten Wärmepumpen Energie von außen nach innen. Hierbei nutzen sie, je nach Modell, kostenfrei verfügbare Energiequellen wie Außenluft, Grundwasser oder Erdreich.
Unabhängig von der spezifischen Wärmequelle durchläuft jede Wärmepumpe in ihrem Inneren einen kontinuierlichen Vierstufenprozess. Dabei wird ein flüssiges Kältemittel in einem wiederkehrenden Zyklus verdampft, verdichtet, verflüssigt und entspannt. Dieser Kreislauf ermöglicht es, Wärme von niedrigen Temperaturen auf ein höheres Niveau zu heben. Für diesen Prozess benötigt die Wärmepumpe lediglich Strom und zeichnet sich durch hohe Effizienz aus. Im Detail sieht das so aus:
Energieaufnahme: Die in den Energiequellen Luft, Wasser und Erde enthaltene Umweltwärme wird genutzt, um ein Kältemittel zu erwärmen. Das Kältemittel nimmt die Umweltwärme auf und verdampft nach und nach.
Verdichtung: Der erhitzte Kältemitteldampf wird durch einen mit Strom angetriebenen Verdichter komprimiert. Er erwärmt sich weiter und der Druck steigt.
Abgabe: Wird die gewünschte Temperatur erreicht, überträgt sie ein Wärmetauscher auf das Heizwasser.
Entspannung: Nach der Wärmeabgabe steht das Kältemittel noch unter hohem Druck. Das Kältemittel wird durch ein Entspannungsventil geleitet und der Vorgang wiederholt sich.
Die verschiedenen Arten von Wärmepumpen im Vergleich
Grundsätzlich existieren drei Arten von Wärmepumpen: Luft-Wasser, Sole-Wasser und Wasser-Wasser. Besonders gefragt sind Luft-Wasser-Wärmepumpen aufgrund ihrer einfachen Installationsweise. Im Vergleich mit den übrigen Varianten benötigen sie aber mehr Strom. Der folgende Vergleich bietet eine erste Orientierung, welche Wärmepumpe für den jeweiligen Bedarf am besten geeignet ist.
Luft-Wasser-Wärmepumpen
Luft-Wasser-Wärmepumpen von Bosch erzeugen Heizwärme aus der angesaugten Umgebungsluft. Sie können durch den Verbrauch einer Kilowattstunde Strom ein Vielfaches an Wärmeenergie bereitstellen. So lassen sich Neubauten und sanierte Bestandsgebäude das ganze Jahr über komplett beheizen, und auch die Warmwasserversorgung kann zuverlässig ohne zusätzliches Heizgerät abgedeckt werden.
Eine Luft-Wasser-Wärmepumpe kann sowohl innerhalb des Hauses mit einem Anschluss nach außen als auch außerhalb des Hauses direkt an der Hauswand installiert werden und nicht nur wärmen, sondern im Sommer auch effizient kühlen.
Es gibt sie entweder als Monoblock mit geschlossener Einheit oder als Split mit räumlich getrennten Einheiten. Beide Anlagen funktionieren im Prinzip gleich, nur die Bauweise unterscheidet sich.
Sole-Wasser-Wärmepumpen
Die sogenannte Erdwärmepumpe, korrekt als Sole-Wärmepumpe bezeichnet, nutzt ein ökologisch unbedenkliches Salz-Wasser-Gemisch (Sole) als Wärmeträgerflüssigkeit und erschließt damit die Erde als Energiequelle. Dafür sind Erdkollektoren oder Erdsonden erforderlich, die mit der Wärmepumpe verbunden sind. Erdkollektoren, ein bis zwei Meter tief in der Erde vergraben, nutzen die oberflächennahe Wärme. Erdsonden, die bis zu 100 Meter tief reichen, erschließen dagegen die Tiefenwärme. Ein großer Vorteil von Sole-Wasser-Wärmepumpen ist das Kühlen im Sommer: Im „Rückwärtsbetrieb“ leitet das System Wärme in den kühlen Boden ab. Durch das Temperaturgefälle ist eine Verdichtung überflüssig. Das Ergebnis ist eine leistungsfähige und sparsame Klimatisierung, die im gleichen Zuge das Erdreich durch die Rückführung von Wärme regeneriert.
Wasser-Wasser-Wärmepumpen
Eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe, auch Grundwasserwärmepumpe genannt, bezieht ihre thermische Energie mithilfe zweier Brunnen aus dem Grundwasser. Deren Temperaturen sind über das ganze Jahr hinweg weitgehend konstant, wodurch diese Wärmepumpe sowohl im Sommer als auch im Winter eine hohe Heizleistung liefert. Wasser-Wasser-Wärmepumpen gelten daher als die effizientesten Wärmepumpenheizungen. Die Installation des Systems ist etwas aufwendiger, da zwei Brunnen mit einer Bohrtiefe von mindestens fünf Metern und einem Abstand von mindestens 15 Metern erforderlich sind – ein Saugbrunnen, der das Grundwasser entnimmt, und ein Schluckbrunnen, der das verwendete Wasser wieder abgibt.
Viele Wärmepumpen von Bosch lassen sich bei Bedarf mit einem weiteren Wärmeerzeuger, zum Beispiel einer Gasbrennwerttherme, kombinieren. Solche Hybrid-Wärmepumpen sind besonders für den Gebäudebestand geeignet und arbeiten dank einer intelligenten Steuerung besonders effizient, da immer der vorteilhaftere Wärmeerzeuger angesteuert wird.
