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Die Wärmepumpe – Ein Beitrag zum Klimaschutz

Der Zusammenhang zwischen Klimawandel und CO2 ist ein fest in der Öffentlichkeit verankertes Thema: Anstieg des Meeresspiegels, Waldbrände, Hochwasser, Hurrikane, Wüstenwachstum, Ernteausfälle machen die Auswirkungen deutlich. Die Gefahr eines zu hohen CO2-Ausstoßes, der als Hauptverantwortlicher für die aktuelle Erderwärmung und diese wiederum für die klimabedingten Katastrophen gilt, wird dadurch global erkannt.

Mojib Latif, Professor an der Universität Kiel, warnt: „Wenn man die Erwärmung unter 2°C halten will, muss man den Ausstoß von Kohlendioxid bis 2050 um 50% reduzieren, bis 2100 um etwa 90%.“ Um diese Ziele zu erreichen, wurden und werden Maßnahmen zum Klimaschutz in internationalen Abkommen festgeschrieben, wie z.B. im Kyoto-Protokoll. Solche Verträge geben Industriestaaten verpflichtende Reduktionsziele für CO2-Emissionen vor, für Deutschland sind es 21% (bezogen auf 1990). Die letzte Weltklimakonferenz fand vom 3. bis 14. Dezember 2007 auf Bali statt. Hier sollten die Weichen für die Zeit nach 2012 gestellt werden. Konkrete Zahlen, welches Land wie viel reduzieren soll, konnten hier jedoch noch nicht festgelegt werden. Klar ist aber: Jeder kann selbst einen Beitrag zur CO2 Reduktion leisten!

CO2 Motor der Natur und Fluch der Industrialisierung

Durch den Menschen werden jährlich ca. 32Gt (= 32.000.000.000 Tonnen) CO2 in die Atmosphäre ausgestoßen. Dies geschieht zu einem wesentlichen Teil durch die Verbrennung fossiler Energieträger wie Erdöl, Erdgas und Kohle. CO2 absorbiert und emittiert einen Teil der Wärmestrahlung und trägt somit zur globalen Erwärmung, d.h. zum Treibhauseffekt, bei. Der durch CO2 verursachte Anteil am Treibhauseffekt beträgt bis zu 26% und ist somit entscheidend für das Klima der Erde mitverantwortlich.

Klimaschutz geht uns alle an

Private Haushalte haben mit 30,5% den größten Anteil am Strombedarf in Deutschland. Danach kommen erst Verkehr (27%), Industrie (24,9%) und Gewerbe/Handel/Dienstleistung (17,6%). Ein einzelner Mensch in Deutschland produziert zwischen 11.000 und 12.000kg CO2 pro Jahr. Eine Möglichkeit diese Menge zu reduzieren, ist die Nutzung von Strom, erzeugt aus erneuerbaren Energien, wie Wind- und Wasserkraft, Biomasse, Photovoltaik, Geothermie, usw. Das größte Potential, in privaten Haushalten Energie einzusparen bzw. effizienter zu nutzen, liegt in der Wärmeerzeugung für die Beheizung des Gebäudes und die Bereitstellung von Warmwasser. 87% der Energie verbraucht ein Haushalt nur hierfür.

Erneuerbare statt fossile Energieträger nutzen

Um Kosten und CO2 einzusparen, empfiehlt es sich, statt mit teurem Heizöl oder Erdgas, mit den kostenlos verfügbaren, natürlichen Energiequellen Erdreich, Außenluft oder Grundwasser zu heizen. Eine Wärmepumpe machts möglich. Als alternative Heizanlage kommt sie mit einem kleinen Anteil Strom aus und schöpft die restliche Energie aus der Umwelt. Die nutzbare Heizenergie setzt sich dann aus beiden Energiemengen zusammen, d.h. Umweltenergie und elektrischer Strom produzieren die nutzbare Heizwärme. Je geringer der Stromanteil, desto effektiver und kostensparender arbeitet die Wärmepumpe. Wärmepumpen gehören damit zu den effektivsten Heiz- und Warmwassersystemen, da sie ganzjährig gespeicherte Sonnenwärme nutzen.

Maßzahlen für die Effizienz und Wirtschaftlichkeit einer Wärmepumpe

Die Wirtschaftlichkeit einer Wärmepumpe wird durch das Verhältnis zwischen der in einem gesamten Jahr zugeführten elektrischen Arbeit und der von der Wärmepumpenanlage abgegebenen Wärmemenge, die sog. Jahresarbeitszahl (JAZ) beschrieben. Die JAZ bezieht sich immer auf eine bestimmte Heizungsanlage und berücksichtigt ihre jeweilige Auslegung. Je niedriger die Vorlauftemperatur zur Beheizung eines Gebäudes ist, desto besser ist die JAZ, sprich, desto wirtschaftlicher ist die Wärmepumpe. So verbessert ein Grad Temperaturabsenkung bei der Vorlauftemperatur für die Heizung den Wirkungsgrad der Wärmepumpe um ca. 2,5%. Niedrigere Raumheizlasten begünstigen dies noch.

Wie viel CO2 emittiert eine Wärmepumpe?

Die Jahresarbeitszahl und der Strom-Mix sind entscheidend für den tatsächlichen CO2-Ausstoß durch eine Wärmepumpen-Heizungsanlage. Eine Wärmepumpe stößt durchschnittlich 153g/kWh CO2 aus, ein Gasheizkessel bereits um die 242g/kWh und ein Ölheizkessel rund 331g/kWh. Gegenüber der Ölheizung kann mit einer Wärmepumpe also bis zu 46% weniger CO2 in die Atmosphäre ausgestoßen werden. Wird die Wärmepumpe durch eine Solaranlage unterstützt, lässt sich der CO2-Ausstoß sogar noch stärker verringern. Der Ausstoß an CO2 durch eine Wärmepumpen-Heizanlage hängt auch vom Strom-Mix des regionalen Stromanbieters ab. Je höher der Anteil erneuerbarer Energien für die Stromgewinnung des Stromanbieters ist, desto besser wird die CO2-Bilanz der Heizungsanlage. Durch die aktuelle Klimaentwicklung geht man davon aus, dass auf die klimaneutrale Energieerzeugung durch Kernenergie oder erneuerbare Energien gesetzt wird, ein Entscheidungsgrund für eine Wärmepumpe. Wird die Wärmepumpe gänzlich mit Strom aus regenerativer Erzeugung betrieben, arbeitet sie völlig klimaneutral. Nicht nur zum einfachen Heizen eignet sich die Wärmepumpe, es gibt weitere intelligente Nutzungsmöglichkeiten.

Energie aus kontrollierter Wohnungsabluft

Energie kann mit der Wärmepumpe auch aus kontrollierter Wohnungsabluft genutzt werden. Die kontrolliert abgeführte Wohnungsabluft wird über einen Wärmetauscher geleitet. Die aus ihr gewonnene Wärmeenergie wird zur Warmwasserbereitung verwendet. Eine Symbiose aus Wohnraumlüftung und Brauchwasserbereitung.

Nutzung von Solarenergie als Unterstützung der Warmwasserbereitung

Durch einen Wärmetauscher wird Energie aus Solarkollektoren in den Warmwasserspeicher eingespeist. Scheint ausreichend die Sonne, wird das Brauchwasser nur durch Solarenergie erwärmt. Scheint die Sonne mal nicht, erledigt die Wärmepumpe die Brauchwasser-Erwärmung eigenständig. Der Vorteil dieser Kombination: eine übliche Solaranlage hat lediglich einen Deckungsanteil von 50%, eine Wärmepumpe funktioniert immer.

Reversible Wärmepumpensysteme für die aktive Kühlung mit Abwärmenutzung

Reversible, also umschaltbare, Luft/Wasser-Wärmepumpen von Dimplex bieten den Komfort eines kombinierten Heiz-/Kühlsystems. Im Winter arbeitet die Wärmepumpe als energieeffizientes Heizgerät. Durch Prozessumkehr wird die Wärmepumpe zum Kühlaggregat. Da zum Kühlen das wassergeführte Heizsystem genutzt wird, entfällt die Investition für ein zweites System. Darüber hinaus sind weitere Kosteneinsparungen möglich, denn die dem Gebäude im Kühlbetrieb entzogene Wärme, kann zur Warmwasserbereitung oder zur Versorgung zusätzlicher Wärmeverbraucher, z.B. der Schwimmbadbeheizung, genutzt werden.

Hohe Leistungen nicht nur für den Wohnbau

Dimplex führt auch Wärmepumpen mit großen Leistungen: Sole/Wasser-Wärmepumpen von 24 bis 130kW. Die Wärmepumpen verfügen über zwei Verdichter und bieten somit zwei Leistungsstufen, um die Energiebereitstellung zu optimieren. Somit sind sie geeignet für Wohnbauprojekte oder industrielle Anwendungen.

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