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Sole, Wasser, Luft: Wärmepumpen-Technologie erklärt

Unterschiede und Funktionen der Wärmepumpen

Patricia Rieth >

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Wärmepumpen-TypenDie 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:
a) Luft-Wasser-Wärmepumpen,
b) 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 Hybrid-Wärmepumpen 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 Kältemittel wird durch ein Entspannungsventil geleitet und der Vorgang wiederholt sich.

* 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.

Luft-Wasser-Wärmepumpen

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 Ein- oder Mehrfamilienhäusern ab.
Das Kühlschrank-PrinzipEine Luft-Wasser-Wärmepumpe funktioniert nach dem gleichen Prinzip wie ein Kühlschrank, nur umgekehrt. Die Außenluft wird bei der Luft-Wasser-Wärmepumpe von einem integrierten Ventilator angesaugt und trifft auf ein Kältemittel, welches verdampft. Die Luft-Wasser-Wärmepumpe 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 WärmepumpenDie 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-Wasser-Wärmepumpen können nicht nur wärmen, sondern im Sommer auch effizient kühlen.

Split-Klimageräte (Luft-Luft-Wärmepumpen)

Nutzt die Umgebungsluft als EnergieträgerEin Split-Klimagerät nutzt die Energie aus der Umgebungsluft. Es kühlt und heizt ein Gebäude demnach ganz ohne Heizkörper.
Funktionsweise der Split-KlimageräteSplit-Klimageräte entziehen der Umgebung Energie und transportieren sie an den Nutzungsort – zum Beispiel ins Wohnzimmer. Unter dem Begriff Luftwärmepumpe sind die Split-Klimageräte (Luft-Luft-Wärmepumpe) und die Luft-Wasser-Wärmepumpe zusammengefasst. Beide gewinnen Wärme aus der Umgebungsluft.
In Kombination mit kontrollierter Wohnraumlüftung besonders effizientIm 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-Luft-Wärmepumpe 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-Luft-Wärmepumpen auch kühlen.

Sole-Wasser-Wärmepumpen

Wärmegewinnung aus der ErdeDiese Wärmepumpen heißen Sole-Wärmepumpen, 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 FlächenkollektorBei 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 Kühlung im Sommer möglichEin großer Vorteil von Sole-Wasser-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.

Wasser-Wasser-Wärmepumpen

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

Pressemappe Bosch Wärmepumpen

Die Bosch Home Comfort Group ist ein führender europäischer Hersteller von nachhaltigen und energie-effizienten Lösungen für Heizung, Kühlung, Wohnkomfort und Prozesswärme. Im Geschäftsjahr 2022 erzielte die Bosch Home Comfort Group mit rund 14 400 Mitarbeitern einen Umsatz von 4,5 Milliarden Euro, davon 65 Prozent außerhalb Deutschlands. Das Unternehmen verfügt über starke internationale und regionale Marken und ein differenziertes Produktspektrum, das in Europa, Amerika und Asien produziert wird.

Mehr Informationen unter www.bosch-homecomfortgroup.com.

Die Heizungs- und Klimamarke Bosch bietet nachhaltige Lösungen für Heizen, Kühlen sowie mehr Komfort und Wohlbefinden im gesamten Zuhause. Das Produktportfolio umfasst effiziente, ressourcenschonende und zukunftsorientierte Wärmepumpen, Hybridlösungen, Solarthermie-Anlagen, Elektro-Warmwasserbereiter, Klimageräte sowie ein intelligentes Energiemanagement einschließlich Wallbox für die Elektromobilität. Ergänzt wird das Produktportfolio durch ein umfassendes Angebot an digitalen Tools und Serviceleistungen, die SHK-Profis die tägliche Arbeit einfacher machen. Die technischen Lösungen von Bosch decken jegliche Bedarfe in Neubau und Modernisierung und sind dabei einfach und schnell zu installieren, unkompliziert zu warten und mühelos zu vernetzen.

Um höchsten Komfort und Wohlbefinden im eigenen Zuhause zu ermöglichen, bietet Bosch zudem Lösungen für bessere Luft- und Wasserqualität. Dazu gehören Wohnraumlüftungen, Luftreiniger und Badlüfter für eine saubere und frische Luft und Wasserenthärter für eine einwandfreie Wasserqualität im gesamten Haushalt. Das „Well-being“ Portfolio der Heizungs- und Klimamarke Bosch wird komplettiert durch Infrarotpaneele, Badheizkörper, Elektro-Heizungen und weitere Raumklimalösungen.

Mehr Informationen sowie Pressetexte und Bildmaterial zum Download stehen auf der Webseite unter www.bosch-homecomfort.de bereit.

Die Bosch-Gruppe ist ein international führendes Technologie- und Dienstleistungsunternehmen mit weltweit rund 428 000 Mitarbeitenden (Stand: 31.12.2023). Sie erwirtschaftete im Geschäftsjahr 2023 nach vorläufigen Zahlen einen Umsatz von 91,6 Milliarden Euro. Die Aktivitäten gliedern sich in die vier Unternehmensbereiche Mobility, Industrial Technology, Consumer Goods sowie Energy and Building Technology. Als führender Anbieter im Internet der Dinge (IoT) bietet Bosch innovative Lösungen für Smart Home, Industrie 4.0 und Connected Mobility. Bosch verfolgt die Vision einer nachhaltigen, sicheren und begeisternden Mobilität. Mit seiner Kompetenz in Sensorik, Software und Services sowie der eigenen IoT-Cloud ist das Unternehmen in der Lage, seinen Kunden vernetzte und domänenübergreifende Lösungen aus einer Hand anzubieten. Strategisches Ziel der Bosch-Gruppe sind Lösungen und Produkte für das vernetzte Leben, die entweder über künstliche Intelligenz (KI) verfügen oder mit ihrer Hilfe entwickelt oder hergestellt werden. Mit innovativen und begeisternden Produkten sowie Dienstleistungen verbessert Bosch weltweit die Lebensqualität der Menschen. Bosch bietet „Technik fürs Leben“. Die Bosch-Gruppe umfasst die Robert Bosch GmbH sowie ihre rund 470 Tochter- und Regionalgesellschaften in mehr als 60 Ländern. Inklusive Handels- und Dienstleistungspartnern erstreckt sich der weltweite Fertigungs-, Entwicklungs- und Vertriebsverbund von Bosch über fast alle Länder der Welt. Basis für künftiges Wachstum ist die Innovationskraft des Unternehmens. Bosch beschäftigt weltweit rund 90 000 Mitarbeitende in Forschung und Entwicklung an 136 Standorten, davon etwa 48 000 Software-Entwicklerinnen und -Entwickler.

Mehr Informationen unter www.bosch.com, www.iot.bosch.com, www.bosch-presse.de.

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