Sole-Wasser-Wärmepumpe

Die Funktionsweise einer Sole-Wasser-Wärmepumpe

Eine Sole-Wasser-Wärmepumpe nutzt die Energie aus dem Erdreich, um Gebäude zu heizen. Die Funktionsweise einer Sole-Wasser-Wärmepumpe basiert auf einem geschlossenen Kreislauf, in dem ein wärmeleitendes Medium, auch Sole genannt, zirkuliert. Die Sole besteht aus einer Mischung aus Wasser und Frostschutzmittel, das in einem Erdreichkollektor oder in Erdwärmesonden im Boden zirkuliert.

Der Prozess beginnt mit der Wärmeaufnahme aus dem Erdreich. Durch den Erdreichkollektor oder die Erdwärmesonden wird die in der Erde gespeicherte Wärmeenergie aufgenommen. Das Erdreich dient als Wärmequelle und bleibt das ganze Jahr über relativ konstant in seiner Temperatur, unabhängig von den Außentemperaturen.

Die Sole nimmt die Wärmeenergie aus dem Erdreich auf und transportiert sie zum Verdampfer der Wärmepumpe. Im Verdampfer wird die Sole durch eine Pumpe geleitet und verdampft bei niedrigem Druck. Durch den Verdampfungsprozess nimmt die Sole die Wärmeenergie auf und wird zu einem gasförmigen Kältemittel.

Der gasförmige Zustand ermöglicht es dem Kältemittel, zu einem Kompressor zu gelangen. Dort wird das Kältemittel komprimiert, wodurch sich der Druck und die Temperatur erhöhen. Dadurch wird die Wärmeenergie weiter erhöht.

Das erhitzte und komprimierte Kältemittel gelangt dann in einen Wärmetauscher, den Kondensator. Hier gibt es die Wärmeenergie an das Heizsystem des Gebäudes ab. Die abgegebene Wärme wird genutzt, um das Gebäude zu heizen und Warmwasser bereitzustellen. Während des Abgabeprozesses kondensiert das Kältemittel und wird wieder flüssig.

Das abgekühlte und flüssige Kältemittel gelangt nun in ein Expansionsventil, wo der Druck reduziert wird. Dadurch sinkt die Temperatur des Kältemittels, und es wird wieder in den Verdampfer zurückgeführt, um den Kreislauf von Neuem zu beginnen.

Die Funktionsweise einer Sole-Wasser-Wärmepumpe beruht also auf dem Prinzip der Wärmeübertragung und dem Kreislauf des Kältemittels. Durch die Nutzung der im Erdreich gespeicherten Wärmeenergie kann die Wärmepumpe effizient heizen und dabei erneuerbare Energiequellen nutzen.

Vergleich mit anderen Wärmepumpentypen

Im Bereich der Wärmepumpentechnologie gibt es verschiedene Typen, darunter die Sole-Wasser-Wärmepumpe, Luft-Wasser-Wärmepumpe und Wasser-Wasser-Wärmepumpe. Ein Vergleich zwischen diesen Typen kann bei der Auswahl der geeigneten Lösung für spezifische Anwendungen hilfreich sein.

Die Unterschiede und spezifischen Anwendungsbereiche der Sole-Wasser-Wärmepumpe im Vergleich zu den anderen Typen

Die Sole-Wasser-Wärmepumpe, auch Erdwärmepumpe genannt, nutzt die Energie aus dem Erdreich als Wärmequelle. Sie eignet sich besonders gut für die Beheizung von Gebäuden, insbesondere in Regionen mit ausreichend Platz im Freien oder Zugang zu einer geeigneten Bodenfläche. Bei der Sole-Wasser-Wärmepumpe werden Erdwärmesonden oder ein Erdreichkollektor installiert, um die Wärmeenergie aus dem Boden zu entnehmen. Dadurch kann sie auch bei niedrigen Außentemperaturen effizient arbeiten und konstante Heizleistungen liefern. Dieser Wärmepumpentyp eignet sich sowohl für den Einsatz in Neubauten als auch in Altbauten.

Im Vergleich dazu verwenden Luft-Wasser-Wärmepumpen die Außenluft als Wärmequelle. Sie sind einfach zu installieren und erfordern keine aufwendige Erdbohrung oder einen Erdreichkollektor. Luft-Wasser-Wärmepumpen sind besonders in städtischen Gebieten beliebt, in denen der Platz begrenzt ist. Sie können jedoch von den Temperaturschwankungen der Außenluft beeinflusst werden und weisen in kälteren Regionen möglicherweise eine geringere Effizienz auf. Dennoch sind sie für den Einsatz in Neubauten und gut isolierten Gebäuden eine praktische Option.

Wasser-Wasser-Wärmepumpen nutzen hingegen Grundwasserquellen oder oberflächennahe Gewässer als Wärmequelle. Sie erfordern den Zugang zu einem geeigneten Gewässer in der Nähe des Gebäudes. Diese Wärmepumpenvariante ist sehr effizient, da das Grundwasser oder Oberflächenwasser das ganze Jahr über relativ konstante Temperaturen aufweist. Allerdings erfordert die Installation einer Wasser-Wasser-Wärmepumpe einen höheren Aufwand und zusätzliche Genehmigungen im Vergleich zu den anderen Typen.

Ein spezifischer Anwendungsbereich der Sole-Wasser-Wärmepumpe ist die Beheizung von Gebäuden mittels Fußbodenheizung. Die gleichmäßige Wärmeverteilung und niedrige Vorlauftemperaturen der Fußbodenheizung passen gut zur Arbeitsweise der Sole-Wasser-Wärmepumpe. Zudem kann die Sole-Wasser-Wärmepumpe auch für die Warmwasserbereitung verwendet werden.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Wahl zwischen den verschiedenen Wärmepumpentypen von Faktoren wie dem verfügbaren Platz, der geografischen Lage und den spezifischen Anforderungen des Gebäudes abhängt.

Die Vorteile einer Sole-Wasser-Wärmepumpe

Im Vergleich zu anderen Wärmepumpentypen wie der Luft-Wasser-Wärmepumpe oder der Wasser-Wasser-Wärmepumpe bietet die Sole-Wasser-Wärmepumpe einige Vorteile:

  • Es stehen verschiedene Absorber-Systeme zur Wärmegewinnung zur Verfügung, darunter Erdkollektoren, Grabenkollektoren und Erdsonden.
  • Bei der Nutzung von Erdkollektoren oder Grabenkollektoren sind keine behördlichen Genehmigungen erforderlich, im Gegensatz zur Wasser-Wasser-Wärmepumpe.
  • Die Erdwärme als Energiequelle hat im Winter im Vergleich zur Umgebungsluft eine höhere und konstantere Temperatur (in etwa zehn Grad Celsius).
  • Die staatlichen Fördermittel für Sole-Wasser-Wärmepumpen sind in der Regel höher als für Luft-Wasser-Wärmepumpen.
  • Mit einer Sole-Wasser-Wärmepumpe ist es möglich, nicht nur zu heizen und Brauchwasser aufzubereiten, sondern auch in heißen Sommern zu kühlen.

Die Nachteile einer Sole-Wasser-Wärmepumpe

Natürlich hat auch eine Sole-Wasser-Wärmepumpe gewisse Nachteile.

  • Je nach Art der verwendeten Erdkollektoren kann der Platzbedarf für eine Sole-Wasser-Wärmepumpe sehr hoch sein.
  • Bei der Verwendung von Erdsonden können die Kosten für Tiefenbohrungen relativ hoch sein.
  • Eine Bohrung für Erdsonden erfordert eine Genehmigung von den zuständigen Behörden.

Genehmigung für Erdbohrungen

Wenn Anlagenbesitzer ihre Sole-Wasser-Wärmepumpe, auch bekannt als Sole-Wärmepumpe, mithilfe von Erdsonden als Grundwasserwärmepumpe betreiben möchten, ist es erforderlich, behördliche Genehmigungen von den unteren Wasserbehörden einzuholen. Da die Anforderungen von Bundesland zu Bundesland unterschiedlich sein können, ist es ratsam, im Voraus Informationen einzuholen. Im Gegensatz zu Erdsonden ist für die Installation von Erdkollektoren keine Genehmigung erforderlich. Es genügt eine einfache Anzeige der Arbeiten. Dennoch empfehlen Experten, das geplante Vorhaben mit der zuständigen Verwaltungsbehörde abzustimmen, um die Machbarkeit und die wasserwirtschaftlichen Voraussetzungen zu klären. Dies verhindert auch unnötige Planungskosten und ist in den meisten Fällen kostenfrei. In einigen Fällen kann die Auskunft sogar telefonisch erteilt werden.

Wird ein Pufferspeicher benötigt?

Grundsätzlich benötigt eine Sole-Wasser-Wärmepumpe keinen Pufferspeicher, jedoch kann es durchaus vorteilhaft sein, einen solchen anzuschaffen. Ein Pufferspeicher ist ein isolierter Behälter, der mit Heizwasser gefüllt ist und die von der Wärmepumpe erzeugte Wärme speichert. Wenn Ihr Haushalt diese Wärme benötigt, kann sie schnell aus dem Speicher abgerufen werden. Zudem kann ein Pufferspeicher dabei helfen, Sperrzeiten des Energieversorgers für Wärmepumpenstrom zu überbrücken. Dadurch wird ein gleichmäßiger Heizbetrieb mit längeren Laufzeiten der Wärmepumpe ermöglicht, da die Wärmeerzeugung und der Wärmeverbrauch entkoppelt werden. Dies trägt zusätzlich dazu bei, Heizkosten zu sparen. Allerdings gibt es auch einige Nachteile bei der Verwendung eines Pufferspeichers in Verbindung mit Wärmepumpen. Zum einen entstehen zusätzliche Kosten für die Anschaffung und Installation des Speichers. Zum anderen können Wärmeverluste auftreten, die ohne Speicher nicht vorhanden wären.

Heizen und kühlen mit einer Sole-Wasser-Wärmepumpe

Eine Sole-Wärmepumpe (auch Sole-Wasser-Wärmepumpe genannt) macht sich die kostenlose und sich permanent erneuernde Erdwärme zu nutze. Auch an frostreichen Tagen hat der Erdboden häufig noch eine Temperatur von um fünf Grad Celsius. Die Wärmepumpe hat im Keller des Hauses ihren Platz, Rohrsysteme führen in den Außenbereich des Grundstücks.

Die Sole-Wasser-Wärmepumpe selbst erledigt die Energiegewinnung. Strom hat nur zu einem Viertel Anteil am Erreichen der Wunschtemperatur für die Heizkörper, denn drei Viertel der Leistung werden über regenerative Energie generiert. Wärmepumpen nutzen das, was beim Vorgang der Kühlung übrig bleibt. Energie, die während eines Kühlvorganges entzogen wird, wird in Wärme umgewandelt und in die Luft der Umgebung als Heizleistung abgegeben. Sole-Wärmepumpen ziehen entsprechende Restwärme aus dem Erdreich unter dem Grundstück, die durch Sonneneinstrahlung entsteht.

Leistung der Solewärmepumpe

Solewärmepumpe nur ein System der ErdwärmeheizungenSole-Wärmepumpen sind in unterschiedlichen Baureihen und Modulen auf dem Markt erhältlich. Einzelne Sole-Wärmepumpen bringen üblicherweise eine Leistung zwischen sechs und dreizehn kW, Modulbaureihen bieten die Option, mehrere Wärmepumpen miteinander zu kombinieren, um 400 kW können so erreicht werden. Einzelne Sole-Wärmepumpen lassen sich mit Kühl- und Lüftungsfunktionen ergänzen.

Beim Betrieb von Sole-Wärmepumpen entsteht nur ein geringer Wartungsaufwand. Sie werden dann ökologisch vernünftig betrieben, wenn eine sogenannte Jahresarbeitszahl von wenigstens 3,3 erreicht wird, die etwas über das Verhältnis von Antriebsenergie und wieder abgegebener Energie aussagt. Eine hohe Jahresarbeitszahl zeigt somit, dass die jeweilige Wärmepumpe ökologisch sinnvoll hilft, CO2-Emissionen zu verringern.

Um beispielsweise ein Einfamilienhaus mit 300 Quadratmetern zu beheizen, entstehen mit einer modernen Anlage unter 500 Euro Heizkosten im Jahr. Zum Vergleich: Heizen mit Gas kann etwa drei bis viermal so teuer sein. Nähere Informationen zur Sole-Wärmepumpe können beim Bundesverband Wärmepumpe (BWP) e. V. erfragt werden.

Kühlen mit der Wärmepumpe

Mit der Wärmepumpe kühlen? Über die Energienutzung des Bodens kann auch passiv gekühlt werden. Reicht das nicht aus, greift die aktive Kühlung, wobei die Funktionsweise der Pumpe quasi in ihr Gegenteil verkehrt wird. Auch für diese Zusatzfunktionen fallen nur niedrige Betriebskosten an.

Sole-Wasser-Wärmepumpen sind nachhaltige Investitionen in einen energiesparenden und ökologisch überlegten Umgang mit Ressourcen.

Einsatzzweck der Wärmepumpen

Wärmepumpe Leistung
Hocheffizienz Wärmepumpen Heizleistung: 8 – 128 kW
Kompakt für einfache und schnelle Installation Heizleistung: 7,5-15 kW
Höhere Vorlauftemperaturen für Heizen und Warmwasser Heizleistung: 6-90 kW
Heizen und Kühlen Kühlleistung bis 130 kW
Passive Kühlung mit Erdsonden Einsetzbar für alle Sole/Wasser-Wärmepumpen

Energie Experten und Fachbetriebe finden

Jetzt kostenlos & unverbindlich Angebote mit umfangreicher Planung von Energie Experten aus geprüften Fachbetrieben für Erdwärmeheizungen mit Förderung in Ihrer Region einholen für

  • Erdwärmeheizungen / Wärmepumpen / Bohrungen
  • Prüfung der Temperatur im Erdreich
  • Neuinstallation / Austausch und Einbau
  • Reparatur und Wartung