Die Wärmepumpe nutzt die ausreichend zur Verfügung stehende Umweltwärme. Sowohl in Erdreich, Grundwasser und Umgebungsluft steht selbst bei niedrigen Temperaturen noch genügend Energie zur Verfügung, die von einer Wärmepumpe genutzt werden kann. Abgeleitet von der Wärmequelle und dem Heizungstyp nennt man die Wärmepumpen:

• Luft/Wasser-Wärmepumpe
• Luft/Luft-Wärmepumpe
• Sole/Wasser-Wärmepumpe
• Wasser/Wasser-Wärmepumpe

Jede dieser Wärmepumpen hat Anwendungsgebiete, für die sie besonders gut geeignet ist. Dies ist insbesondere von der jeweiligen Heizungssituation und den räumlichen Gegebenheiten abhängig.

Wärmequelle Luft

Normalerweise verwendet man bei Luft/Wasser-Wärmepumpen die Außenluft. Bei einer kontrollierten Wohnraumlüftung oder Anwendungen im Bereich von Industrieanlagen kann auch die Abluft für eine Luft/Luft-Wärmepumpe genutzt werden. Dieser Typ von Wärmepumpe kann sowohl mono-, als auch bivalent betrieben werden.

Die Vorteile der Wärmequelle Luft sind die geringen und einfach zu kalkulierenden Erschließungskosten. Außenluft ist in der Regel einfach verfügbar und kann ohne große bauliche Veränderungen auch in die bestehende Bausubstanz integriert werden.
Dieser Typ von Wärmepumpe kann sowohl im Haus als auch außerhalb aufgestellt werden. Bei der Außenaufstellung wird weniger Raum benötigt, allerdings ist die Wärmepumpe dann natürlich sichtbar und minimale, mit einem Kühlschrank vergleichbare Betriebsgeräusche sind zu erwarten. Ein geeigneter Platz für die Aufstellung muss daher gefunden werden.

Bei der Innenaufstellung sind Luftkanäle für die Zu- und Abfuhr der Außenluft notwendig.

Die Effizienz der Luft Wärmepumpen sinkt mit niedriger Außentemperatur und bewirkt dadurch einen geringfügig höheren Energiebedarf.

Optional kann bei Sole/Wasser-Wärmepumpen auch ein Kühlpaket erworben werden, mit dem die Wärmepumpe im Sommer auch zur Kühlung eingesetzt werden. Grundvoraussetzung ist hier ein geeignetes Abgabesystem zur Kühlung.

Wärmequelle Erdreich

Das Erdreich speichert die Energie der Sonneneinstrahlung und liefert damit ganzjährig sehr konstante Temperaturen. Damit eignet es sich ausgezeichnet für die Nutzung mit einer Wärmepumpe. Die Energie wird dabei mit Erdwärmekollektoren oder Erdwärmesonden an die Sole/Wasser Wärmepumpe geliefert. Wärmepumpen, die das Erdreich als Wärmequelle verwenden, werden in der Regel monovalent betrieben.

Sole/Wasser-Wärmepumpen werden in der Regel in einem Heizraum innen aufgestellt.

Optional kann bei Sole/Wasser-Wärmepumpen auch ein Kühlpaket erworben werden, mit dem die Wärmepumpe im Sommer auch zur Kühlung eingesetzt werden. Grundvoraussetzung ist hier ein geeignetes Abgabesystem zur Kühlung.

Erdwärmekollektor: In 1,2m bis 1,5m Tiefe wird ein Erdwärmekollektor verlegt, der im Ausmaß der 1,5 - 2,5-fache der beheizten Wohnfläche verlegt wird. Die Fläche über dem Kollektor muss dabei unbebaut und unversiegelt sein, da sich das Erdreich vor allem durch eindringende Niederschläge regeneriert. Grundsätzlich gilt, dass feste, feuchte Böden besser geeignet sind, als trockene und sandige.

Aufgrund der aufwendigen Verlegungsarbeiten ist ein Erdwärmekollektor eher im Bereich von Neubauten anzutreffen. Um die aufzugrabende Fläche geringer zu halten, kann die Verlegung auch in Gräben erfolgen.

Der Erdwärmekollektor erfordert zwar umfangreiche Erdarbeiten bei der Verlegung, ist dabei aber vergleichsweise günstig und die Erdarbeiten können mit in der Regel auf einer Baustelle verfügbaren Geräten vorgenommen werden.

Erdwärmesonden: Ist nicht genügend Fläche für einen Erdkollektor verfügbar oder will/kann man die benötigte Fläche nicht aufgraben, dann ist eine Erdwärmesonde eine weitere geeignete Alternative. Dafür wird ein entsprechend tiefes Loch gebohrt, dass die Funktion des Erdwärmekollektors übernimmt. Den höheren Kosten der Bohrung steht der wesentlich geringere Platzbedarf gegenüber. Die noch konstanteren Temperaturen in größerer Tiefe machen die Erdwärmesonde zur optimalen Wärmequelle für den Betrieb einer Wärmepumpe. Die Kosten für eine Erdwärmesonde übersteigen in der Regel die Kosten für einen Erdwärmekollektor.

Die Bohrung erfolgt durch ein entsprechend qualifiziertes Spezialunternehmen und erfordert unter Umständen zusätzliche Genehmigungen durch die zuständige Behörde.

Wärmequelle Wasser

Wasser ist die Wärmequelle für Wasser/Wasser-Wärmepumpen. Oberflächenwasser ist aufgrund der Temperaturschwankungen und der im Wasser enthaltenen Verunreinigungen nur selten für die Anwendung mit einer Wärmepumpe geeignet. Wesentlich besser eignet sich da das Grundwasser, das zusätzlich noch im Jahresschnitt eine konstante Temperatur rund um 10°C aufweist. Die Wärmepumpe kann daher mit hoher Leistungszahl und in der Regel monovalent betrieben werden.

Für die Nutzung mit einer Wasser/Wasser-Wärmepumpe müssen dabei ein Schluck- und ein Förderbrunnen gebohrt werden. Zusätzlich ist sicherzustellen, dass unter dem jeweiligen Grundstück das Grundwasser in ausreichender Qualität und Menge verfügbar ist. Ein entsprechendes Gutachten sollte vor Baubeginn eingeholt werden. Der Bau des Brunnens sollte durch einen qualifizierten Brunnenbauer erfolgen, der auch die notwendigen behördlichen Genehmigungen einholt.

Je nach der Tiefe, in der das Grundwasser angetroffen wird, sind die Kosten für die Nutzung des Grundwassers im mittleren bis höheren Bereich.

Betriebsarten

Jede Wärmepumpenanlage kann in einer von drei Betriebsarten ausgeführt werden. Die optimale Betriebsart ist dabei vom Typ der Wärmepumpe, Umweltfaktoren und den Wünschen des Betreibers abhängig:

• Monovalent: Die Wärmepumpe ist das einzige System zur Warmwasserbereitung und/oder Heizung.
• Bivalent: Zusätzlich zur Wärmepumpe ist noch ein weiteres Heizsystem verfügbar, das bei Bedarf die Wärmepumpe unterstützt z.B.: Ein Brennstoffkessel, der an besonders kalten Tagen zusätzlich befeuert wird. Diese Variante kann dann Sinn machen, wenn im Rahmen einer Renovierung bereits ein Heizsystem verfügbar ist, das nicht mehr gesondert angeschafft und/oder eingebaut werden muss.
• Monoenergetisch: Die Wärmepumpe hat in dieser Betriebsart eine elektrische Zusatzheizung eingebaut. Mit dieser wird die Wärmepumpe an besonders kalten Tagen unterstützt. Dabei werden im Jahresschnitt weniger als 5% der Heizleistung mit der elektrischen Zusatzheizung erzeugt.

Auslegung

Die Wahl der richtigen Wärmepumpe und der zu ihren Anforderungen passenden Betriebsart kann erst nach einer Heizlastberechnung einer individuellen Betrachtung des Einzelfalles erfolgen. Die richtige Auslegung entscheidet wesentlich über die Effizienz der Anlage.