Bosch: Sole, Wasser, Luft - Wärmepumpen-Technologie erklärt

Wärmepumpen-Typen                    

Die Funktionsweise von Wärmepumpen ist immer ähnlich: Durch sie wird mithilfe von Strom kostenlose Umweltenergie nutzbar. Bosch bietet ein breites Spektrum von Wärmepumpen an, die je nach Einsatzgebiet besonders effizient sind. Dazu gehören Luft-Wasser-Wärmepumpen, Split-Klimageräte (Luft-Luft-Wärmepumpen), c) Sole-Wasser-Wärmepumpen und d) Wasser-Wasser-Wärmepumpen.

Einsatz als hybride Systeme

Viele Wärmepumpen von Bosch lassen sich bei Bedarf mit einem weiteren Wärmeerzeuger zum Beispiel einer Gasbrennwerttherme kombinieren. Solche Hybrid­Wärmepumpen sind besonders für den Gebäudebestand geeignet und arbeiten dank einer intelligenten Steuerung besonders effizient, da immer der vorteilhaftere Wärmeerzeuger angesteuert wird.

Aufnahme, Verdichtung, Abgabe, Entspannung. Das Funktionsprinzip von Wärmepumpen*

Energie-Aufnahme                         

Die in den Energiequellen Luft, Wasser und Erde enthaltene Umweltwärme wird genutzt, um ein Kältemittel zu erwärmen. Das Kältemittel nimmt die Umweltwärme auf und verdampft nach und nach.

Verdichtung                                    

Der erhitzte Kältemitteldampf wird durch einen mit Strom angetriebenen Verdichter komprimiert. Er erwärmt sich weiter und der Druck steigt.

Abgabe                                           

Wird die gewünschte Temperatur erreicht, überträgt sie ein Wärmetauscher auf das Heizwasser.

Entspannung                                  

Nach der Wärmeabgabe steht das Kältemittel noch unter hohem Druck.

* Das Funktionsprinzip gilt für alle Wärmepumpen außer Luft-Luft-Wärmepumpen (Klimaanlagen).
Hier wird die Wärme per Luft und nicht per Heizwasserkreislauf auf die Wohnräume verteilt.

Umgebungsluft mit wenig Aufwand nutzen           

Luft-Wasser-Wärmepumpen von Bosch erzeugen Heizwärme aus der Umgebungsluft. Sie eignen sich für den Neubau und im Bestand und decken zuverlässig den Heiz- und/oder Warmwasserbedarf von Ein­oder Mehrfamilienhäusern ab.

Das Kühlschrank-Prinzip                 

Eine Luft-Wasser-Wärmepumpe

funktioniert nach dem gleichen Prinzip wie ein Kühlschrank, nur umgekehrt. Die Außenluft wird bei der Luft­Wasser-Wärmepumpe von einem integrierten Ventilator angesaugt und trifft auf ein Kältemittel, welches verdampft. Die Luft-Wasser­Wärmepumpe kann durch den Verbrauch von einer Kilowattstunde Strom ein Vielfaches an Wärmeenergie bereitstellen. So lassen sich Neubauten und sanierte Bestandsgebäude ganzjährig komplett beheizen und auch die Warmwasserversorgung zuverlässig ohne zusätzliches Heizgerät abdecken.

Split- und Monoblock Wärmepumpen       

Die technischen Komponenten für die Wärmeerzeugung sitzen bei Monoblock-Wärmepumpen in einer Einheit. Bei Split-Wärmepumpen findet der Prozess räumlich getrennt in zwei Einheiten statt. Beide Anlagen funktionieren vom Prinzip her identisch, nur ihre Bauweise unterscheidet sich. Luft-Wasser­Wärmepumpen können nicht nur wärmen, sondern im Sommer auch effizient kühlen.

Split-Klimageräte (Luft-Luft-Wärmepumpen)

Nutzt die Umgebungsluft als Energieträger

Ein Split-Klimagerät nutzt die Energie aus der Umgebungsluft. Es kühlt und heizt ein Gebäude demnach ganz ohne Heizkörper.

Funktionsweise der Split- Klimageräte     

Split-Klimageräte entziehen der Umgebung Energie und transportieren sie an den Nutzungsort - zum Beispiel ins Wohnzimmer. Unter dem Begriff Luftwärmepumpe sind die Split-Klimageräte (Luft-Luft­Wärmepumpe) und die Luft-Wasser­Wärmepumpe zusammengefasst. Beide gewinnen Wärme aus der Umgebungsluft.

In Kombination mit kontrollierter  Wohnraumlüftung besonders  effizient

Im Gegensatz zur Luft-Wasser­  Wärmepumpe übertragen Luft-Luft­ Wärmepumpen die gewonnene Wärme nicht per Heizwasserkreislauf auf die Wohnräume, sondern über die Luft. Heizungen mit Luft-Luft­Wärmepumpe tragen deshalb auch die Bezeichnung Lüftungswärmesysteme; sie brauchen keine Heizkörper oder Heizflächen. Luft-Luft-Wärmepumpen können Teil einer kontrollierten Wohnraumlüftung mit Wärmerückgewinnung sein. In diesem Fall dient die warme Abluft als Energielieferant. Im reversiblen Betrieb können einige Luft-Luft­Wärmepumpen auch kühlen.

Wärmegewinnung aus der Erde

Diese Wärmepumpen heißen Sole­Wärmepumpen, weil eine Wärmeträgerflüssigkeit (Sole) die Erde als Energiequelle erschließt. Da die Wärmegewinnung im Inneren der Erde stattfindet, tragen die Systeme auch die Bezeichnungen Erdwärmepumpen oder Erdwärmeheizungen. Optischer Vorteil: Es werden keine Geräte zur Wärmeerzeugung im Außenbereich benötigt.

Wärme über eine Sonden- Bohrung oder einen Flächenkollektor

Bei Sole-Wasser-Wärmepumpen fördert der Sole-Kreislauf die Wärme aus dem Erdinneren. Dafür sind Sonden-Bohrungen oder flächige Kollektoren nötig, in denen die Sole zirkuliert. Das Wasser-Salz-Gemisch ist ein guter Wärmeträger und ökologisch unbedenklich. Am Verdampfer der Wärmepumpe geht die Energie aus der Sole auf den Kältekreislauf über. Ein Kompressor verdichtet das Kältemittel, und dessen Temperatur steigt.

Leistungsfähige und sparsame Ein großer Vorteil von Sole-Wasser­Kühlung im Sommer möglich Wärmepumpen ist das Kühlen im Sommer: Im "Rückwärts-Betrieb" leitet das System Wärme in den kühlen Boden ab. Durch das Temperaturgefälle ist eine Verdichtung überflüssig. Das Ergebnis ist eine leistungsfähige und sparsame Klimatisierung, die im gleichen Zuge das Erdreich durch die Rückführung von Wärme regeneriert.

Effiziente thermische Energie aus dem Grundwasser

Eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe,  auch Grundwasserwärmepumpe genannt, bezieht ihre thermische Energie mithilfe zweier Brunnen aus dem Grundwasser. Die Wärmeenergie lässt sich anschließend zum Heizen oder zur Warmwasserbereitung nutzen. Wasser-Wasser-Wärmepumpen sind sehr effizient.

Nutzung des unterirdischen Grundwasser-Reservoirs - Hohe Heizleistung durch Konstante Grundwassertemperatur 

Während Luftwärmepumpen die Umgebungsluft über Ventilatoren ansaugen und Erdwärmepumpen die Geothermie über Erdsonden oder Flächenkollektoren nutzbar machen, bedienen sich Wasser-Wasser­Wärmepumpen beim unterirdischen Grundwasser-Reservoir. Deren Temperaturen sind über das ganze Jahr hinweg weitgehend konstant, wodurch diese Wärmepumpe sowohl im Sommer als auch im Winter eine hohe Heizleistung liefert. Ihr Wirkungsgrad liegt mitunter bei etwa 500 Prozent, was einer Jahresarbeitszahl (JAZ) von 5 entspricht.

Funktion durch zwei Brunnen

Bei der Wasser-Wasser­Wärmepumpe gewinnt der sogenannte Saugbrunnen das Grundwasser zur Wärmeentnahme, während ein Schluckbrunnen das genutzte, kalte Wasser wieder ins Erdreich einbringt.