Stromerzeugung
Energie durch Wärmepumpen
Seit der Mitte des letzten Jahrhunderts ist bei uns die Wärmepumpentechnik im Einsatz. Damit war es möglich, Wärme aus dem Untergrund, hauptsächlich aus dem Grundwasser zu entnehmen und mittels verschiedener Techniken zum Beheizen von Häusern wieder abzugeben. Die Technik ist im Prinzip relativ einfach, aber es sind gewisse Vorkehrungen zum Schutz der Umwelt notwendig.
Erst die steigenden Energiepreise machen Wärmepumpen interessant
Zwar werden Wärmepumpen schon seit vielen Jahrzehnten betrieben, aber erst mit den stark angestiegenen Energiepreisen insbesondere für das Erdöl, erlangten sie zu einer größeren Bedeutung. Die anfallenden Kosten für die Apparaturen und die Sicherungsvorkehrungen sind bei hohen Energiepreisen schnell wieder zu erwirtschaften. Deshalb verlohnen sich Wärmepumpen nicht nur in großtechnischem Maßstab, sondern auch für kleinere Einfamilienhäuser.
Verschiedene Wärmequellen sind anzapfbar
Die Technik der Wärmepumpe ermöglicht es, verschiedene Wärmequellen zu nutzen. Das kann die Außenluft oder auch Abluft eines Betriebes sein, das Grundwasser in jeglicher Tiefe, der Erdboden auch ohne Wasservorkommen sowie die Rückgewinnung von Wärme aus Abwässern.
Wie funktioniert die Technik
Nun Wärmepumpen arbeiten wie folgt. Aus der Umwelt, also den oben beschriebenen Wärmequellen wird mittels flach verlegter Rohre oder in die Tiefe gebohrter Rohre die Wärme durch Flüssigkeiten aufgenommen. Je höher die Umgebungswärme ist, desto größer ist auch der Wirkungsgrad der Wärmepumpe. Die gewonnene Energie ist größer und die Kosten für die Anlage amortisieren sich schneller. Die Flüssigkeit, die in den Rohren fließt, ist dabei ein Wasser-Sohle-Gemisch. Dieses Wasser wird nach Aufwärmung in einem Kondensator verdichtet und gibt die Wärme über einen Wärmetauscher mit einem Kältemittel ab. Diese Wärmetauscher sind Metallplatten oder Spiralen und kommen mit dem internen Wasserkreislauf nicht direkt in Berührung. Dabei kühlt das Wasser-Sohle-Gemisch ab und wird wieder im Kreislauf gefahren und kann erneut Energie aus der Wärmequelle aufnehmen. Der interne Wasserkreislauf gibt dann die Wärme direkt an den gewünschten Stellen an die Umgebungsluft ab.
Kältemittel sind für die Umgebung schädlich
Früher verwendete man als Kältemittel verdichtete, also sehr kalte Gase wie Fluoride, die sowohl in der Luft als auch im Grundwasser Schäden anrichten konnten. In das Grundwasser dürfen also Kältemittel nicht gelangen, da sie das Trinkwasser gefährden können. Deshalb wurden die Kältemittel in Wassergefährdungsklassen eingeteilt und bestimmte Mittel nicht mehr zugelassen. Da die Kältemittel auch zum bekannten Ozonloch beitragen können, wurden nur noch relativ ungefährliche Kältemittel zugelassen. Ein guter Vergleich sind die Kühlschränke, die im Prinzip genauso arbeiten wie Wärmepumpen. Sie erzeugen nur Kälte, indem der Innenluft des Kühlschrankes Wärme entzogen wird. Auch hier wird diese Kältemitteltechnik benötigt, eben nur in der Umkehrung der Technik.
Welche Wärmepumpen sind heute gefragt
Nun das kommt auf die Möglichkeiten an. Wenn genügend warmes Grundwasser vorliegt, verlohnt heutzutage eine Wärmepumpe, die sich des Grundwassers bedient, also erdgekoppelt. Tiefe Bohrungen kosten viel Geld und der Erfolg von Tiefbohrungen ist immer mit einem Risiko verbunden, dass die Grundwasserschicht nicht mächtig genug ist. Da Wärmepumpen auch staatlich gefördert werden, ist auch die Gewinnung der Wärme aus Luft mittlerweile interessant geworden. Es entfallen die aufwendigen Erdarbeiten, damit kann auch eine kleinere Energieausbeute in Kauf genommen werden.
Kostenvergleich mit herkömmlichen Heizungsanlagen
Die Erstellung von erdgekoppelten Wärmepumpen ist teurer als bei herkömmlichen Heizungsanlagen mit fossilen Brennstoffen. Aber durch den Wegfall von Schornsteinen bei Neubauten und Lagerräumen für die fossilen Brennstoffe, also Erdöltanks beispielsweise günstiger. Wärmepumpen mit dem Medium Luft sind hier noch etwas günstig. Da die Preise für Öl und Gas bei herkömmlichen Heizungen stetig steigen und wohl auch nicht wieder fallen werden, sind die Wärmepumpen durchaus eine Alternative, zumal die Abhängigkeit vom Ausland für die Brennstoffe Öl und Gas hier entfällt. Neuste Techniken, die die Wärmepumpentechnologie noch effizienter machen, haben zu einer höheren Wirtschaftlichkeit verholfen und die Technik wird sich sicher noch weiter günstig entwickeln.