Umgebungswärme nutzen – Wie können Erde, Wasser oder Luft sinnvoll eingesetzt werden?

Ökologisch leben und dabei noch Geld sparen: Die Umgebungswärme macht es möglich. Durch den Einsatz einer Wärmepumpe bereitet es keine Schwierigkeiten, Erdwärme, Solarenergie und Luftwärme zu nutzen, um Energie zu gewinnen. Je nach Verfahren wird eine jeweils andere Wärmepumpe benötigt, die die vorhandene Energie gewinnt und nutzbar macht. Mittlerweile gibt es eine beachtliche Zahl an Haushalten, die mit Wärmepumpen arbeiten und von der Umgebungswärme profitieren.

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Aus der Umgebungswärme lässt sich viel Energie für Aufgaben im Haushalt ziehen.


Vorteile der Nutzung von Umgebungswärme

Die Nutzung von Umgebungswärme bringt finanzielle Vorteile mit sich. Die Betreiber einer Wärmepumpe gewinnen ihre Energie (in Teilen) eigenständig und sind somit von den Energielieferanten unabhängig. Vor allem, wenn für die Einrichtung einer Wärmepumpe staatliche Fördermittel in Anspruch genommen werden, rechnet sich die Nutzung von Umgebungswärme schnell. Hinzu kommt, dass solche Pumpen relativ geringe Betriebskosten verursachen und nur selten Wartungen anfallen. Im Sommer können Wärmepumpen sogar zum Kühlen eingesetzt werden, was ebenfalls Kosten einspart.

Zudem sind Wärmepumpen zur Nutzung von Umgebungswärme ökologisch sinnvoll. Im Vergleich zu einer klassischen Öl- oder Gasheizung werden mit diesem Verfahren bis zu 90 % CO2 eingespart. Außerdem sind sie gerade im Vergleich mit diesen Heizungssystemen äußerst betriebssicher, sodass Unfälle unwahrscheinlich sind. Des Weiteren arbeiten Wärmepumpen mit erneuerbaren Energien, weswegen ihre Einsatzfähigkeit nahezu unbegrenzt ist.


Unterschiedliche Arten von Wärmepumpen

Umgebungswärme kann nicht einfach genutzt werden. Sie muss erst so umgewandelt werden, dass sie für das Heizen eines Hauses oder andere Einsatzbereiche verwendet werden kann. Diese Aufgabe übernimmt eine Wärmepumpe. Abhängig davon, welche Art von Umgebungswärme genutzt werden soll, werden jeweils andere Pumpen benötigt. Sie alle erweisen sich als robust und effizient. So können Wärmepumpen selbst bei Außentemperaturen von -20° C noch eingesetzt werden. Besonders hohe Leistungen erbringen sie, wenn zusätzlich eine Fußboden- oder Wandheizung vorhanden ist.

Wer sich für die Anschaffung einer Wärmepumpe interessiert, sollte klären, ob ein Anspruch auf staatliche Förderung besteht. Das ist dann der Fall, wenn eine bestimmte Jahresarbeitszahl (JAZ) erreicht wird. Diese unterscheidet sich vom „Coefficient of Performance“ (COP), der die Leistung einer Wärmepumpe angibt. Dieser Wert allein sagt noch nichts darüber aus, ob eine bestimmte Pumpe gefördert wird oder nicht.


Sole/Wasser Wärmepumpen nutzen

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In der Erde ist jede Menge Energie gespeichert, die durch Wärmepumpen nutzbar gemacht werden kann.

In der Erde ist ganzjährig Energie gespeichert, die durch eine Wärmepumpe nutzbar gemacht werden kann. Ein großer Vorteil hierbei ist, dass diese Erdwärme nahezu immer konstant ist und somit verlässlich Energie liefert. Eine Wärmepumpe nutzt spezielle Rohre, um diese Erdwärme nutzbar zu machen. Je nach Modell werden die Rohre horizontal auf der Erde verteilt (Flächenkollektoren) oder vertikal in den Boden versenkt (Sonden). In beiden Fällen wird die Wärme rund um die Rohre genutzt, um daraus Energie zu gewinnen.

In den Rohren befindet sich eine Sole oder Wasser. Diese sind je nach Variante zwischen 0 und 12°C warm. Die Erdwärme liegt deutlich darüber. Die Sohle erwärmt sich nun und kann die Energie an die gewünschten Orte transportieren. In der Regel genügt eine Sonde, um genügend Energie aus der Erde zu gewinnen. Wenn die Heizlast jedoch stark ansteigt, kann es notwendig werden, mehrere Sonden zu verwenden. Dies sollte gründlich überlegt werden, da zusätzliche Sonden immer auch höhere Investitionskosten bedeuten.


Der Einsatz von Sonnenlicht zur Energiegewinnung

Wärmepumpen auf Solarbasis nutzen Sonnenenergie für die Gewinnung von Wärme. Solche Pumpen sind immer dann besonders sinnvoll, wenn bereits Sonnenkollektoren an einem Haus zum Einsatz kommen. Im Sommer ist es mit einer solchen Anlage möglich, die komplette Warmwasserbereitung zu managen. Sollte einmal mehr Energie zur Verfügung stehen, als gebraucht wird, kann diese zwischengespeichert werden. Das hat den Vorteil, dass die Solaranlage ohne Unterbrechung weiterlaufen kann und die gesammelte Energie bei Bedarf zur Verfügung steht.

Im Herbst ist eine Solaranlage fähig, einen Großteil der Heizlast zu stemmen und die benötigte Energie zu liefern. Die Nutzer sind somit energetisch unabhängig und können auf eine zuverlässige Versorgung vertrauen. Im Winter bietet eine solche Anlage den Vorteil, dass sie die Quelltemperatur für die Wärmepumpe anhebt. Hierdurch verringert sich der Flächenverbrauch und die Wärmepumpe erreicht den für sie höchstmöglichen COP-Wert.


Umgebungswärme mit Hilfe von Luft und Wasser einsetzen

Bei diesem Verfahren wird die benötigte Energie aus der Umgebungsluft gewonnen. Das bedeutet, dass nicht erst Wärmequellen erschlossen werden müssen. Das macht die Einrichtung und den Betrieb einer solchen Wärmepumpe besonders einfach und effizient. Allerdings ist die Lufttemperatur nicht annähernd so konstant wie die Erdwärme. Es kommt immer wieder zu Schwankungen, die zu einem erhöhten Stromverbrauch führen. Je kälter die Umgebungsluft ist, desto mehr Strom wird benötigt, um die gewünschte Energiemenge zu erzeugen.

Die Entwicklung der Wärmepumpen geht immer weiter. So stehen mittlerweile sogenannte Split-Varianten zur Auswahl. Diese haben einen speziellen Außen- und Innenteil und arbeiten besonders effizient. Außerdem gibt es Wärmepumpen, die sich flexibel an einen sich verändernden Energiebedarf anpassen. Wenn zum Beispiel Gäste zu Besuch kommen, steigt auch der Bedarf an Energie. Hierauf reagieren und geeignete Maßnahmen ergreifen zu können, ist ein Feature moderner Wärmepumpen.


Für wen lohnt sich die Anschaffung einer Wärmepumpe?

Wärmepumpen zur Nutzung von Umgebungswärme sind vor allem in gut gedämmten Häusern sinnvoll. Hier wird die gewonnene Energie zielführend eingesetzt und geht kaum verloren. Damit der Einsatz einer solchen Pumpe etwas bringt, darf deren Vorlauftemperatur nicht über 50° C steigen. In Altbauten oder bei einer fehlenden Wärmedämmung kann es schon einmal zu einer Vorlauftemperatur von 70° C kommen. In einem solchen Fall sollte auf eine Wärmepumpe verzichtet und auf eine alternative Form der Energiegewinnung gesetzt werden.

Des Weiteren entscheidet der Stromtarif über die Effizienz einer Wärmepumpe. Denn trotz aller ökologischen Vorteile benötigt eine solche Pumpe Strom, um funktionieren zu können. Wer den Einbau einer Wärmepumpe in Erwägung zieht, sollte daher die Tarife möglichst vieler Stromanbieter vergleichen und den günstigsten auswählen.