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Die Solar-Wärmepumpe |
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Das FunktionsprinzipEs wird hier vorausgesetzt, dass bekannt ist, wie das Funktionsprinzip einer Wärmepumpe ist. Sehr vereinfacht ausgedrückt funktioniert die Wärmepumpe wie ein umgedrehter Kühlschrank. Es gibt jeweils eine kalte und eine warme Seite. Beim Kühlschrank ist die kalte Seite von Interesse, bei der Wärmepumpe ist es die warme Seite. Auf der warmen Seite wird Wärmeenergie abgegeben. Die warme Seite ist beim Kühlschrank der Wärmetauscher auf der Geräteaußenseite, bei der Wärmepumpe ist es die Gebäudeinnenseite (Warmwasserspeicher oder Heizkörper). Auf der kalten Seite wird Wärmeenergie entzogen. Die kalte Seite ist beim Kühlschrank die Geräteinnenseite, bei der Wärmepumpe ist es die Umgebung auf der Außenseite des Gebäudes. Grundsätzlich ist die Leistungszahl (andere Bezeichnung für den Wirkungsgrad) besonders hoch, wenn die Temperatur der warmen Seite relativ niedrig und die der kalten Seite relativ hoch ist. Das System Soltex nutzt diesen Zusammenhang, indem die kalte Seite immer wenn sinnvoll und möglich mit solar erwärmtem Wasser versorgt wird. Damit wird eine Leistungszahl von über 7 erreicht, d.h. aus einer Kilowattstunde Strom werden 7 Kilowattstunden Wärme erzeugt. Dabei ist eine direkte Versorgung der Wärmepumpe mit Sonnenenergie möglich, ohne Zwischenschaltung von Speichern oder Wärmetauschern. Es ist kein vergleichbares System bekannt, dass solarthermische Kollektoren in dieser effektiven Kombination einsetzt.
Der ErdkollektorIn jedem Fall entzieht die Wärmepumpe der Umwelt Energie, die letztlich irgendwann von der Sonne zugeführt wurde, z.B. mittels in der Erde verlegter Kunststoffrohre. Auch das Soltex System verwendet die Erde als Langzeit-Wärmespeicher, da im Winter nicht immer ausreichend Sonnenenergie zur Verfügung steht. Sie ist daher als Sole-/Wasser-Wärmepumpe einzuordnen. Die Erde hat ein ausreichendes Wärmespeichervermögen, um die Wärmepumpe einen ganzen Winter mit Energie, auf allerdings recht niedrigem Temperaturniveau, zu versorgen. Die Leistungszahl beträgt bei Versorgung aus dem Erdkollektor etwas über 4. Da ein Großteil der Energie als direkte Sonnenenergie genutzt wird, wird der Erdkollektor entlastet und kann sehr einfach ausgeführt werden. Dadurch wird der Aufwand zur Erschließung der Erdwärme (ein erheblicher Faktor bei den Anschaffungskosten) erheblich reduziert. Anstatt wie üblich mehrere 100 m² Erdreich abtragen zu müssen, wird die Erdwärme beim System Soltex über einen Graben erschlossen, der günstiger als ein Gasanschluss zu erstellen ist. Trotzdem ist es die Regel, dass der Erdkollektor in der Heizperiode nicht einfriert. Ein System, welches Eisbildung auf der kalten Seite der Wärmepumpe fest als Energiequelle einplant, ist demgegenüber zwangsläufig im Nachteil.
AufstellungDie hier verwendeten Wärmepumpen haben mit B x H x T = 55 x 70 x 43 cm so geringe Außenmaße, dass sie auf dem Warmwasserspeicher angeordnet werden können. Damit ergibt sich eine sehr kompakte Einheit.
Technische Daten
Die Anforderungen des DACH-Gütesiegels werden übertroffen.
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Mit der Wärmepumpe wird bei dem angebotenen System erreicht, dass die Wärme jederzeit und unabhängig vom Sonnenschein auf dem gewünschten Temperaturniveau erzeugt werden kann. Es ist unzweifelhaft, dass die Wärmeerzeugung mittels Wärmepumpe deutlich geringere Emissionen des Klimagases CO2 zur Folge hat als mittels Gas-Brennwertgeräten. Entsprechend geringer ist auch der Primärenergieeinsatz. Durch die mit dem System Soltex erreichbaren Verbesserungen wird die Gas Brennwerttechnik noch weiter distanziert. 