Wärmepumpe

Wärmepumpe, was ist das? Wird damit wirklich Wärme gepumpt? – Tatsächlich wird mit diesem Gerät, im Amtsdeutsch als »Heizmaschine« bezeichnet, »kalte« Wärme, d.h. Wärme von einigen Graden über null, auf bis zu 50°C »gepumpt«, warm genug zum heizen gut gedämmter Gebäude und ohne dafür Erdöl, Erdgas oder Kohle zu verbrennen. Ein Wundermittel also? Was wir als Wärmepumpe bezeichnen, ist nichts anderes als der bekannte Kühlschrank, nur anders gestaltet und genutzt. Im Kühlschrank wird unter Stromaufnahme der Innenraum gekühlt, d.h. entwärmt, wobei die Rohrschlange auf der Rückseite warm wird. Lassen wir die Kühlschranktür offen, so wird langsam die ganze Küche entwärmt, während die Kühlschrankrückseite Wärme abstrahlt, solange der im Kühlschrankboden untergebrachte, Stromfressende Kompressor läuft. Während der Kühlschrank auf effiziente Kühlung (Entwärmung) des Innenraums ausgelegt ist und die rückseitig entstehende Abwärme in Kauf genommen wird, ist eine Wärmepumpe auf wirksame Wärmeerzeugung (und deren Übertragung in das Heizsystem) optimiert. Dabei wird das Reservoir von »kalter Wärme« (im obigen Gedankenversuch die Küchenluft) nach draußen, d.h. außerhalb des Gebäudes, verlegt. Dort steht esals Umgebungsluft, als Wasser in einem Teich oder im Garten- Erdboden in großen Mengen zur Verfügung. Wir brauchen also dreierlei, damit die »Wunder-Heizmaschine« Wärmepumpe funktioniert: ein (großes) Reservoir von kalter Umgebungswärme, die sich abkühlen (»entwärmen«) lässt; ein Kompressorsystem, das diese Abkühlung besorgt und uns dabei wohlige Wärme liefert (was da im einzelnen abläuft, interessiert uns hier nicht); und schließlich das(bereits vorhandene) Heiz- und Brauchwassersystem in unserem Haus. Bezahlen müssen wir lediglich für den Strom, also die elektrische Arbeit, die der Kompressor leistet. Der Stromzähler läuft umso langsamer, das Heizsystem ist also umso rentabler, je weniger hoch die Wärme gepumpt werden muss (je besser also das Gebäude gedämmt ist), und je wärmer das kalte Wärmereservoir ist. Bei Wärmepumpen in Ein- oder Zweifamilienhäusern wird dafür meist im Vorgarten ein Rohrsystem (sog. Erdregister oder -kollektor) etwa 50cm unter den Rasen verlegt, durch das eine mit Frostschutzmittel versetzte Flüssigkeit zirkuliert. Da sie (selbsttätig) kälter als das Erdreich gehalten wird, nimmt sie ständig (kalte) Wärme auf, die der Kompressor dann auf Nutztemperatur hoch pumpt. Der Boden kann dabei im Januar so tief gefrieren, dass das System nicht mehr funktioniert. Verständlich, dass sich die Vegetation um Wochen verzögert. Bei Verlegung des Erdregisters unter 1m Tiefe (wie bisweilen vorgeschlagen) reicht kaum die Sommerwärme zur Regenerierung des Bodens aus. Am sinnvollsten ist es, als kaltes Wärmereservoir den Wasserspeicher einer Sonnenkollektoranlage zu verwenden. Selbst die schwache Wintersonne kann über das Kollektorfeld soviel Wärme in den Speicher nachliefern, wie der Kompressor für seinen Betrieb aus dem Speicher entnimmt. Wenn auch noch der Strom für den Kompressor aus der Sonne gewonnen wird (was durchaus möglich ist), ist die ökologisch ideale Heizungsart gefunden. Die Planung dieses effizienten und schadstofffreien, aber komplexen Systems (das auch dem Garten seine natürliche Vegetation belässt) sollte einem Fachmann überlassen werden.

Wer mehr wissen will, möge das Büchlein des Verfassers mit obigem Titel lesen. (R. Müller, Köln-Braunsfeld 1982; dort ist auch der Bau einer Klein-Wärmepumpe beschrieben.)

Prof. Dr. Helmut Weik