Heizung
Wärmepumpen: Heizen und Kühlen mit Erdwärme

Heizen und Kühlen mit regenerativer Energie aus der Natur

Wärmepumpen nutzen die regenerative Energie aus dem Erdreich, dem Grundwasser oder der Luft. In jedem Fall reduzieren sie den Verbrauch fossiler Brennstoffe, sparen wertvolle Ressourcen und verringern klimaschädliche CO2-Emissionen. Dabei profitiert der Anlagenbetreiber von einem zusätzlichen Vorteil: Die Wärmepumpen von Viessmann verfügen teilweise auch über die „active cooling“- und „natural cooling“- Funktionen. Neben der klassischen Anwendung als Wärmeerzeuger an kalten Tagen sorgen sie im Sommer für ein angenehmes Raumklima und holen erfrischende Kühle ins Haus. Das breite Programm bietet für jeden Bedarf die richtige Wärmepumpe. Bereits bei der Planung lassen sich die baulichen und geologischen Gegebenheiten sowie die persönlichen und individuellen Vorstellungen für den Wärmebedarf berücksichtigen. Und das nicht nur für den Neubau. Viessmann Wärmepumpen werden genauso gut bei einer Modernisierung eingesetzt, lassen sich mit Solaranlagen und gemeinsam mit einer vorhandenen Öl- oder Gas-Heizung in einem multivalenten System betreiben.

Wärmepumpen sind die erste Wahl, wenn es darum geht, Heizkostenersparnis und umweltschonende Wärmeerzeugung zusammenzubringen. Denn die Energie, die eine Wärmepumpe nutzt, stellt die Umwelt unbegrenzt und kostenlos zur Verfügung. Das vollwertige Heizsystem benötigt nur einen geringen Anteil Strom für Antrieb und Pumpe, um diese Energie nutzbar zu machen. Eine Wärmepumpe macht unabhängig von fossilen Brennstoffen und trägt aktiv zur Reduzierung des CO2-Ausstoßes und zum Klimaschutz bei.

Einfaches Prinzip, effektive Wirkung

Die Funktionsweise einer Wärmepumpe ist mit der eines Kühlschranks vergleichbar – nur umgekehrt.

Bei einem Kühlschrank wird die Wärme von innen nach außen geleitet. Eine Wärmepumpe funktioniert genau umgekehrt. Die Wärme aus der Luft oder dem Erdreich wird über das Heizungssystem in den Wohnraum geführt. Zur Steigerung der Temperatur wird der Dampf eines Kältemittels verdichtet, so dass sie hoch genug ist für die Heizung und Trinkwassererwärmung. Damit sind diese Wärmepumpen auch für die Modernisierung einsetzbar, um für die Wohnraumheizung mit Radiatoren eine ausreichend hohe Vorlauftemperatur zu erzielen.

Hohe Effizienz mit Scroll-Verdichter

Ausschlaggebend für die Effizienz einer Wärmepumpe ist der Verdichtungsprozess. Viessmann setzt dafür einen Compliant Scroll-Verdichter ein. Er zeichnet sich durch einen leisen, vibrationsarmen, wartungsfreien und äußerst langlebigen Betrieb aus. Für die Wärmeerzeugung wird beispielsweise der Umgebungsluft Wärme entzogen und mit ihr ein bei geringer Temperatur siedendes Kältemittel verdampft. Das dabei entstehende Gas wird vom Scroll-Verdichter komprimiert und damit erwärmt. Das so erwärmte Gas gibt die Wärme im Kondensator an das Heizungswasser oder zur Trinkwassererwärmung ab und verflüssigt sich dabei wieder. Zuletzt wird das noch unter Druck stehende Kältemittel in einem Expansionsventil entspannt, und der Kreislauf beginnt von vorne.

Diese Energiequellen kann eine Wärmepumpe nutzen

• Luft – praktisch unbegrenzte Verfügbarkeit, geringste Investitionskosten
• Erdreich – über Erdkollektor oder Erdsonde, hohe Effizienz
• Wasser – besonders hohe Effizienz, Wasserqualität ist zu beachten
• Abwärme – abhängig von Verfügbarkeit, Menge und Temperaturniveau der Abwärme

Die im Einzelfall beste Wärmequelle hängt von den örtlichen Gegebenheiten und dem Wärmebedarf ab.

Jahresarbeitszahl

Die Leistungszahl (COP) ist das Verhältnis der Wärmeabgabe zur Leistungsaufnahme. Die Jahresarbeitszahl ist der Durchschnitt aller im Laufe eines Jahres auftretenden COP. Die Leistungszahl dient zur Vergleichbarkeit von Wärmepumpen hinsichtlich der Effizienz – der COP gilt jedoch nur in einem bestimmten Betriebspunkt unter definierten Temperaturbedingungen. Für die Planung (um beispielsweise die anfallenden Verbrauchskosten einer Wärmepumpe angeben zu können) muss deren Betrieb über das gesamte Jahr hinweg betrachtet werden. Dafür wird die über das Jahr abgegebene Wärmemenge ins Verhältnis gesetzt zu der in diesem Zeitraum von der gesamten Wärmepumpenanlage aufgenommenen elektrischen Arbeit. Dabei werden auch die Stromanteile für Pumpen, Regelungen etc. berücksichtigt. Das Ergebnis wird als Jahresarbeitszahl bezeichnet.

Kühlen mit Wärmepumpen

Neben angenehmem Wärmekomfort und zuverlässiger Trinkwassererwärmung sorgen Wärmepumpen auch zur Kühlung eines Gebäudes.

Niemand würde an einem heißen Sommertag die Heizung anschalten. Mit einer Wärmepumpe von Viessmann ist das anders – denn einige Typen bieten als zusätzlichen Nutzen auch eine Kühlfunktion.

Aktiv oder passiv kühlen

Die Kühlung arbeitet nach zwei unterschiedlichen Methoden:

Passive Kühlung:
Dabei nimmt die Soleflüssigkeit beziehungsweise das Grundwasser die Wärme über einen Wärmetauscher aus dem Heizkreis auf und führt sie nach außen ab. Diese Funktion wird auch „natural cooling“ genannt, da sie die natürliche Umgebungstemperatur zum Abkühlen nutzt. Bis auf Regelung und Umwälzpumpe ist die Wärmepumpe dabei ausgeschaltet.

Aktive Kühlung:
Dabei wird die Funktionsweise der Wärmepumpe einfach umgekehrt. Diese Kühlung kann durch den reversiblen Betrieb beschrieben werden. Das heißt, der Kältekreislauf wird intern umgekehrt oder durch die externe Umschaltung der Primär- und Sekundäranschlüsse erreicht. Wie bei einem Kühlschrank wird dann von der Wärmepumpe aktiv Kälte erzeugt.

Ganz natürlich kühlen mit „natural cooling“

Während im Winter das Erdreich bzw. das Grundwasser als Energielieferant fürs Heizen dient, kann es im Sommer zur natürlichen Kühlung genutzt werden. Bei der „natural cooling“-Funktion schaltet die Regelung nur Primärpumpe und Heizkreispumpe ein. So kann das relativ warme Wasser aus der Fußbodenheizung im Wärmetauscher die Wärme an die Sole des Primärkreises abgeben. Den angeschlossenen Räumen wird so Wärme entzogen. Damit ist „natural cooling“ eine besonders energiesparende und kostengünstige Methode der Gebäudekühlung.

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Und natürlich auch darüber hinaus.