Energie sparen mit Wärmepumpen

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1 Gebäudetechnik FÜR DIE PRAXIS Energie sparen mit Wärmepumpen Entwicklung, Funktionsweise und Wärmequellen Wärmepumpen sind seit vielen Jahren im Einsatz. Sie wurden in der Vergangenheit ständig verbessert und haben ihre Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit hinreichend unter Beweis gestellt. Um zu verstehen, wie sie funktionieren und warum gerade sie der Forderung nach Energieeinsparung in besonderer Weise nachkommen, sind grundlegende theoretische Kenntnisse der dahinter stehenden Technik erforderlich. Neben der Funktionsweise gehört dazu das Wissen um die verschiedenen Wärmequellen und die nachgeschalteten Wärmeverteilsysteme. 1 Entwicklung Geht man davon aus, dass die Wärmepumpentechnik nichts anderes ist als die Funktionsumkehrung einer Kältemaschine, kann die Geburt der Wärmepumpe auf das Jahr 184 datiert werden, als der Amerikaner Jacob Perkins die erste Kompressions-Kältemaschine baute und in Betrieb nahm. Der nächste Entwicklungsschritt erfolgte 1852: Der englische Gelehrte Lord Kelvin konnte nachweisen, dass sich Kältemaschinen auch zum Heizen verwenden lassen. Das brachte einen unverhofften Energiegewinn, denn das umfunktionierte Kälteaggregat entnahm die zum Heizen benötigte Energie aus der Umgebungsluft, verbrauchte also weniger Primärenergie als zum direkten Heizen über die Verbrennung von Gas oder Öl oder über die Nutzung von Elektrizität notwendig gewesen wäre. Es dauerte aber noch bis zum Beginn des 20. Jahrhunderts, bis die ersten Patente vergeben wurden. Und auch danach kam die Entwicklung der Wärmepumpe als Heizaggregat nicht recht voran, während ihre Schwestern, die Kältemaschinen, nach dem Ersten Weltkrieg weite Verbreitung fanden, da die Nachfrage nach künstlichem Eis und Kühlgelegenheiten für Lebensmittel ständig stieg und sie immer häufiger auch in privaten Haushalten zum Einsatz kamen. Erst im Jahre 198 ging eine erste große Wärmepumpenanlage in Betrieb. Sie beheizte mehrere Gebäude der Stadtverwaltung Zürich. Nach dem Zweiten Weltkrieg gelang dann in den USA der endgültige Durchbruch. Als Beispiel sei eine erdgekoppelte Wärmepumpenanlage in Indianapolis genannt: Der Erdkollektor bestand aus in zwei Meter tiefen Gräben verlegten Kupferrohren, in denen zirkulierendes Kältemittel direkt verdampfte (Prinzip: Direktverdampfung). Die Wärmepumpe speiste über ein Gebläse eine der damals in den USA schon weit verbreiteten Warmluftheizungen. Weitere Anlagen gingen mit Beginn der Heizperiode 1948/49 in Vororten Philadelphias in Betrieb. Im Gegensatz zur Direktverdampfungsanlage in Indianapolis zirkulierte hier ein Wärmeträgermedium (mit Glykol vermischtes Wasser) in erdverlegten eisernen Wasserleitungsrohren. Damit wäre also die Geburtsstunde der ersten Sole/Wasser-Wärmepumpe markiert. ➊ Absatz von Wärmepumpen 1.1 Renaissance der Wärmepumpe Der Bericht des Club of Rome aus dem Jahr 1972 unter dem Titel Die Grenzen des Wachstums und der Beginn der Ölkrise im Jahr 197 mit stark steigenden Energiepreisen ließen das Problem der Energieversorgung schlagartig zu einem zentralen Problem werden. Vor diesem Hintergrund begannen Entwicklungen und Forschungen auf dem heute so bedeutenden Sektor der erneuerbaren Energien. Staatliche Fördermittel sorgten für einen regelrechten Boom beim Einsatz von Solaranlagen und Wärmepumpen. Doch an der Preisfront kehrte bald wieder Ruhe ein und in dem gleichen Maße, wie das Wissen um Wachstumsgrenzen aus den Köpfen der Verbraucher entwich, verschwanden auch Solarsysteme und Wärmepumpen bald wieder vom Markt. Erst der interministeriellen Arbeitsgruppe (IMA) CO 2 -Reduktion unter Federführung des Bundesumweltministeriums gelang es schließlich, das Umweltbewusstsein der Bürger wieder zu wecken. Die IMA begann im Jahr 1990 mit der Aufstellung eines ersten Klimaschutzprogramms. Das heute gültige Nationale Klimaschutzprogramm 2005 es ist das fünfte seit 1990 soll eine Reduzierung der Treibhausgasemissionen im Zeitraum von 2008 bis 2012 um 21 % gegenüber 1990 erreichen. Vor diesem Hintergrund ist es notwendig, die Energiekosten drastisch zu senken. Eine der Möglichkeiten ist der Einsatz von Wärmepumpen, denn sie erlauben die Nutzung von Sonnenwärme, die in der Umwelt (Erdreich, Wasser, Außenluft) gespeichert ist, und stellen damit eine der effektivsten Lösungen zur Energieeinsparung dar. 1.2 Zukünftige Marktchancen Die Einsatzvielfalt, die ausgereifte Technik und vor allem der sehr hohe Anteil kostenloser Wärme aus dem Erdreich, aus dem Grundwasser und aus der Umgebungsluft machen die Wärmepumpe zu einem gefragten Heizsystem für Bauherren und Heizungsmodernisierer. Diese Attraktivität spiegelt sich auch in den Absatzzahlen wieder: Mit Zuwachsraten von 29,67 % im Jahr 2004 konnte die Wärmepumpen-Branche den positiven Trend der letzten zehn Jahre bestätigen. Vor dem Hintergrund steigender Erdgas- und Erdölpreise wird die Nachfrage auch in Zukunft weiter zunehmen (Bild ➊). 2 Funktionsprinzip und Kennzahlen Quellen: Bundesverband Wärmepumpe Der Vollständigkeit halber sei neben der Kompressions-Wärmepumpe noch die Absorptions-Wärmepumpe erwähnt, die in der Heizungstechnik bisher aber nur geringere Marktbedeutung erlangt hat und deshalb hier nicht weiter berücksichtigt wird. 2.1 Funktionsprinzip Die Funktion einer Wärmepumpe entspricht der eines Kühlaggregats. Doch während ein Kühlag- Elektropraktiker, Berlin 59 (2005) 10 80

2 FÜR DIE PRAXIS Gebäudetechnik gregat einen Raum kühlt, ihm also Wärme entzieht und diese über eine großflächige Lamellenkonstruktion ungenutzt an die Umwelt abgibt, arbeitet eine Wärmepumpe mit umgekehrtem Nutzen: Sie kühlt die Umwelt (Erdreich, Grundwasser, Umgebungsluft) ab, lässt die dabei gewonnene Wärme aber nicht ungenutzt, sondern überträgt sie an ein Heizsystem. Eine Kompressions-Wärmepumpe ist eine thermodynamische Maschine. Sie besteht, wie eine Kältemaschine auch, im Wesentlichen aus dem Verdichter (Kompressor) mit Antriebsmotor, dem Verdampfer, dem Verflüssiger (Kondensator) und dem Drosselorgan (Expansionsventil). Diese Bauteile sind über Rohrleitungen zu einem geschlossenen System verbunden, das mit einem Arbeitsmedium (Kältemittel) gefüllt wird (Bild ➋). In diesem System setzt der Verdichter einen Kreisprozess in Gang, der in folgenden Arbeitsschritten die gerade genannten Bauteile durchläuft: Über den Verdampfer wird dem Kreisprozess Umweltenergie zugeführt. Im Verdampfer befindet sich das flüssige Arbeitsmittel bei niedrigem Druck p 0 und der entsprechenden Siedetemperatur T 0 *. Die Temperatur T 0 der Wärmequelle ist höher als die des flüssigen Arbeitsmittels. Durch dieses Temperaturgefälle kommt es zu einer Wärmeübertragung von der Wärmequelle auf das Arbeitsmittel, das dabei zu sieden beginnt und verdampft. Die dazu erforderliche Verdampfungswärme Q zu wird der Wärmequelle entzogen, die dadurch abkühlt. Im Verdichter wird dem Kreisprozess Arbeitsenergie zugeführt. Der Dampf des Arbeitsmittels wird vom Verdichter angesaugt und komprimiert. Dadurch steigt der Druck des Dampfes von p 0 auf p. Dem erhöhten Druck p entspricht eine höhere Siedetemperatur bzw. Kondensationstemperatur T *. Die vom Verdichter aufgenommene Antriebsenergie W wird zum größten Teil in Verdichtungsarbeit umgewandelt. Durch die dabei entstehende Reibungswärme wird das Arbeitsmittel zusätzlich erwärmt. Im Kondensator gibt der Kreisprozess Wärme an das kältere Heizungswasser ab. Der überhitzte Dampf wird in den Verflüssiger gedrückt. Die Heizwassertemperatur T am Verflüssiger ist niedriger als die Temperatur des Arbeitsmittels T *. Nun beginnt der Dampf zu kondensieren (flüssig zu werden). Die Verflüssigungswärme wird an das Heizwasser übertragen, dessen Temperatur sich erhöht. Das Expansionsventil reduziert den Druck auf das Ausgangsniveau. Das flüssige Arbeitsmittel mit der Temperatur T * wird vom Druck p (hinter dem Verflüssiger) auf den Druck p 0 im Verdampfer entspannt. Dem niedrigeren Druck p 0 entspricht die Siedetemperatur T 0 *. Der Arbeitsmittelkreislauf ist somit geschlossen. 2. Nutzungsgrad, Arbeitszahl und Leistungszahl Für die Wärmepumpe gibt es wichtige Kennziffern, die eine schnelle Beurteilung ihres Leistungsvermögens und ihrer Wirtschaftlichkeit erlauben. Neben dem Nutzungsgrad, der das Verhältnis von Nutzenergie (Heizwärme) zu aufgenommener Energie ausdrückt, sind in erster Linie die Arbeitszahl und die Leistungszahl von Bedeutung. Die Arbeitszahl β (englisch: spf = seasonal performance factor) gibt an, wie viel Wärmeenergie durch die eingesetzte elektrische Energie gewonnen wird. Sie ist der Quotient aus der von der Wärmepumpenanlage abgegebenen Wärmemenge und der vom Verdichter aufgenommenen elektrischen Antriebsarbeit. Als Formel ausgedrückt: QWP [ kwh] β = Wel [ kwh] Wird die Arbeitszahl über den Zeitraum eines Jahres betrachtet, so spricht man von einer Jahresarbeitszahl. Die Leistungszahl ε (englisch: cop = coefficient of performance) gibt das momentane Verhältnis der vom Verflüssiger abgegebenen Wärmeleistung zur vom Verdichter aufgenommenen elektrischen Leistung an. (Man spricht von einem momentanen Verhältnis deshalb, weil sich die Leistungszahl auf den Zeitpunkt der Messung bezieht. Zu einem späteren Zeitpunkt können sich die nach DIN EN 255 definierten Bedingungen geändert haben.) Eine Leistungszahl 4 bedeutet, dass das Vierfache der eingesetzten elektrischen Leistung in nutzbare Wärmeleistung umgewandelt wird. Daraus folgt: Je höher die Leistungszahl, desto wirtschaftlicher die Wärmepumpenanlage. Die Formel lautet: Die aufgenommene und abgegebene Leistung und damit die Leistungszahl sind vom Arbeitsprozess im Kältemittelkreislauf abhängig. Bei einem idealen Prozess, dem so genannten Carnot-Prozess, der nach dem Stand der Technik in der Praxis nicht zu realisieren ist, ergäbe sich die theoretisch größte Leistungszahl ec. Sie berücksichtigt nur die reine Differenz ( T) zwischen der Temperatur T auf der warmen und T 0 auf der kalten Seite. Gleichzeitig geht sie davon aus, dass die Wärmeübertragung von der Wärmequelle auf den Verdampfer und vom Verflüssiger auf das Heizungswasser ohne Temperaturgefälle abläuft. Diese An- «Q WP [ kw] ε = Pel [ kw] ➋ Kreisprozess einer Wärmepumpe nahme kann für die Praxis jedoch nicht gelten. Trotzdem hat der Carnot-Prozess seine Bedeutung: Er wird als theoretischer Vergleichsprozess verwendet, um reale Prozesse zu untersuchen. Die theoretische Leistungszahl ε c errechnet sich aus der Formel: TK ε c T-T0 K Beträgt beispielsweise die Außentemperatur auf der kalten Seite T 0 = 0 C = 27 K und die Vorlauftemperatur der Warmwasserheizung auf der warmen Seite T = 5 C = 08 K, so ergibt sich folgende Leistungszahl nach Carnot: ε c = [ ] [ ] 08 K = = 88, 08 K - 27 K Natürlich werden auch die Leistungszahlen für den wirklichen Wärmepumpenprozess, also inklusive aller Verluste, durch die Temperaturdifferenz T, die es zu überwinden gilt, beeinflusst. Die Temperatur T am Verflüssiger liegt in der Praxis um 5 bis 15 K höher als die Heizwassertemperatur, während T 0 am Verdampfer 5 bis 15 K weniger als die Temperatur der Wärmequelle beträgt. Aufgrund dieser thermischen Differenzen, der mechanischen und elektrischen Verluste sowie des Energiebedarfs der Hilfsantriebe ist ε kleiner als ε c. Für Überschlagsrechnungen kann ε gleich 0,5 ε c gesetzt werden. Die Leistungszahl handelsüblicher Wärmepumpen liegt bei bis 5 (Bild ➌). Die Leistungszahl lässt sich einfach und schnell mithilfe eines vom Wärmepumpenhersteller erstellten h-lg-p-diagramms ermitteln, indem man die dort eingetragenen Enthalpiedifferenzen ins Verhältnis setzt. Die Enthalpie h bezeichnet die in einem Kilogramm Stoff enthaltene Energie. Die Werte hängen vom verwendeten Arbeitsmedium ab. Die Formel für den idealen Prozess lautet: h2 -h ε c = h2 -h1 Die Formel für den realen Prozess lautet: Bild ➎ zeigt das h-lg-p-diagramm einer Luftwasserwärmepumpe bei einer Außentemperaε = h * -h * 2 * * h2 -h1 804 Elektropraktiker, Berlin 59 (2005) 10

3 12 FÜR DIE PRAXIS 10 Leistungszahl ε T = 5 K ε= 4, T = 60 K ε= 2, K 80 Temperaturdifferenz T ➌ Leistungszahl in Abhängigkeit vom Temperaturunterschied tur von C und einer Heizungsvorlauftemperatur von 55 C. Zu sehen sind u. a. die Werte h * 1 = 54 kj/kg, h * 2 = 407 kj/kg und h * = 248 kj/kg. Daraus lässt sich die Leistungszahl für den realen Kreisprozess wie folgt ermitteln: C 80 C ε = = , Druck p bar ,5 0, 55 C 2 C x = 0 60 C 40 C 20 C 0 C 4* 4 1 1* 20 C x = 1 2 2* h * = h c* h = h c h 1 h 1* h 2 h 2* kj/kg 400 spetifische Enthalpie h 2 ➍ h-lg-p-diagramm zur Ermittlung der Leistungszahl Die Werte hängen jeweils vom verwendeten Arbeitsmittel ab Wichtiges Fazit: Je geringer der Unterschied zwischen der Temperatur des Heizungsvorlaufs und der Temperatur der Wärmequelle, desto höher ist die Leistungszahl und damit die Wirtschaftlichkeit der Wärmepumpe. 2.4 Betriebsweisen Wärmepumpen zur Raumbeheizung können in unterschiedlicher Weise betrieben werden. Das führte zu folgender Einteilung: Monovalente Betriebsweise. Die Wärmepumpe ist alleiniger Heizwärmeerzeuger im Gebäude. Diese Betriebsart ist geeignet für alle Niedertemperatur-Heizungen bis max. 60 C Vorlauftemperatur. Monoenergetische Betriebsweise. Das Heizsystem benötigt keine zweite Energieart mehr. Die Luft/Wasser-Wärmepumpe arbeitet bis zu einer Außentemperatur von 20 C mit Außen- Elektropraktiker, Berlin 59 (2005)

4 FÜR DIE PRAXIS Gebäudetechnik Tafel ➊ Wärmequellen und Wärmepumpentypen luft. Bei tieferen Außentemperaturen schaltet sich eine Elektro-Zusatzheizung ein. Bivalent-alternative Betriebsweise. Die Wärmepumpe liefert bis zu einer festgelegten Außentemperatur (z. B. 0 C) die gesamte Heizwärme. Sinkt die Temperatur unter diesen Wert, schaltet sich die Wärmepumpe ab und der zweite Wärmeerzeuger übernimmt die Heizung. Diese Betriebsart ist für alle Heizungssysteme mit einer Vorlauftemperatur bis maximal 90 C möglich. Bivalent-parallele Betriebsweise. Bis zu einer bestimmten Außentemperatur erzeugt allein die Wärmepumpe die notwendige Wärme. Bei niedrigen Temperaturen schaltet sich der zweite Wärmeerzeuger zu. Im Gegensatz zum bivalent-alternativen Betrieb ist jedoch der Anteil der Wärmepumpe an der Jahresleistung größer. Diese Betriebsweise ist für Fußbodenheizungen und Radiatoren bis maximal 60 C Vorlauftemperatur geeignet. Bivalent-teilparallele Betriebsweise. Bis zu einer bestimmten Außentemperatur erzeugt allein die Wärmepumpe die notwendige Wärme. Sinkt die Temperatur unter diesen Wert, schaltet sich der zweite Wärmeerzeuger dazu. Reicht die Vorlauftemperatur der Wärmepumpe nicht mehr aus, wird die Wärmepumpe abgeschaltet. Der zweite Wärmeerzeuger übernimmt die volle Heizleistung. Diese Betriebsart ist für alle Heizsysteme über +60 C Vorlauftemperatur geeignet. Wärmequellen Für eine sinnvolle Nutzung der Umgebungswärme stehen die Wärmequellen Erdreich, Grundwasser und Umgebungsluft zur Verfügung. Sie alle haben kostenlose Energie gespeichert, die sich mit einer Wärmepumpe nutzen lässt. Für die Auswahl einer Wärmequelle sind wichtige Kriterien wie ausreichende Verfügbarkeit, möglichst hohe Speicherfähigkeit, möglichst hohes Temperaturniveau und möglichst kostengünstige Erschließung zu berücksichtigen. Wärmequelle Heizmedium Wasser Heizmedium Luft Erdreich (Solekreislauf) Sole/Wasser-Wärmepumpe Sole/Luft-Wärmepumpe Wasser Wasser/Wasser-Wärmepumpe Wasser/Luft-Wärmepumpe Luft Luft/Wasser-Wärmepumpe Luft/Luft-Wärmepumpe Je nach Wärmequelle und Heizmedium sind die in Tafel ➊ aufgeführten Wärmepumpentypen zu unterscheiden..1 Wärmequelle Erdreich Das Erdreich hat die Eigenschaft, Sonnenwärme saisonal, also über einen längeren Zeitraum, zu speichern, was zu einer über das ganze Jahr relativ gleichmäßigen Temperatur der Wärmequelle führt. Die enthaltene Energie wird über Erdreichwärmetauscher nutzbar gemacht. Als Wärmetauscher, die innerhalb des Kreisprozesses der Wärmepumpe als Teil des Verdampfers anzusehen sind, kommen entweder ein unterhalb der Erdoberfläche verlegter Erdwärmekollektor oder eine tiefer ins Erdreich eingebrachte Erdwärmesonde zum Einsatz. Erdwärmekollektoren bestehen zumeist aus mehreren Kunststoffrohrsystemen (Solekreisen, ähnlich den Heizkreisen einer Fußbodenheizung), die in einer Tiefe von etwa 1,50 m im Erdreich verlegt sind (Bild ➎). Sie enthalten ein Ethylen-Glykol-Wasser-Gemisch (Sole), das mithilfe einer Umwälzpumpe durch das System gepumpt wird und dabei die im Erdreich enthaltene Wärme aufnimmt. Die Bodentemperatur sinkt ab einer Tiefe von etwa einem Meter kaum unter 0 C ab. Die Wärmeentzugsleistung (Kälteleistung) liegt zwischen 20 und 40 W/m 2 Erdreichfläche als Jahresmittelwert für ganzjährigen monovalenten Betrieb. Mit Erdwärmekollektoren betriebene Wärmepumpen werden als Sole/Wasser-Wärmepumpen bezeichnet, da auf der Verdampferseite Sole und auf der Verflüssigerseite, im Heizsystem also, in der Regel Wasser als Wärmeträger verwendet wird. Ist am Verflüssiger eine Warmluftheizung angeschlossen, spricht man von einer Sole/Luft-Wärmepumpe. Erdwärmesonden. In eng besiedelten Wohngebieten fehlt häufig die erforderliche Grundfläche für die Einbringung eines Erdwärmekollektors. Aus diesem Grunde kommen heute zunehmend so genannte Erdwärmesonden zum Einsatz. Sie bestehen in der Regel aus Polyethylen-Rohren, die mithilfe von Bohr- oder Rammgeräten bis zu einer Tiefe von 0 bis 100 m ins Erdreich eingetrieben werden. Sie enthalten ebenfalls eine Sole als Wärmeträger und erbringen bei normalen hydrogeologischen Bedingungen eine Sondenleistung von 50 bis 100 W/m Sondenlänge..2 Wärmequelle Grundwasser Anders als Sole/Wasser-Wärmepumpen benötigen Wasser/Wasser-Wärmepumpen keinen außen liegenden Sole-Kreislauf (Bild ➏). Sie gewinnen die Wärme direkt aus Grundwasser, das mithilfe einer Förderpumpe aus einem Bohrbrunnen (Förderbrunnen) an den Verdampfer herangeführt und anschließend über einen zweiten Brunnen (Schluckbrunnen) dem Grundwasser wieder zugeführt wird. Die Nutzung von Grundwasser ist wegen der über das Jahr fast konstanten und dabei relativ hohen Wassertemperatur (um 10 C) energetisch gesehen ausgesprochen günstig. Doch vor einer Entscheidung sollte der Bauherr zunächst die Grundwasserverhältnisse von einem Fachmann gründlich untersuchen lassen, da Probleme in Bezug auf die Fördertiefe und vor allem auf die störungsfreie Funktion des Schluckbrunnens auftreten können. Sind solche Schwierigkeiten jedoch ausgeschlossen, ist aus wirtschaftlicher Sicht die Wasser/Wasser-Wärmepumpe allen anderen Typen vorzuziehen.. Wärmequelle Umgebungsluft Der Einsatz einer Luft/Wasser-Wärmepumpe ist hinsichtlich seiner Wärmequelle besonders problemlos, da Außen- beziehungsweise Umgebungsluft leicht zu erschließen ist und in der Regel überall in unbegrenzter Menge zur Verfügung steht (Bild ➐). Die erforderliche Luftmenge wird mithilfe eines Ventilators über den Verdampfer geführt und dort abgekühlt. Anders jedoch als bei den Wärmeträgern Sole und Wasser kann die Temperatur der Luft je nach Standort hohe Minuswerte annehmen, die die Leistungszahl und damit die Wirtschaftlichkeit der Anlage sinken lassen. Deshalb ist in solchen Fällen eine monoenergetische Betriebsweise zu wählen, bei der die Wärmepumpe zwar den größten Teil der Jahresheizzeit übernimmt, die Spitzenlast an sehr kalten Tagen jedoch von einer elektrischen Zusatzheizung geliefert wird. 4 Wärmeverteilsysteme Wie bereits dargestellt, ist die Wirtschaftlichkeit einer Wärmepumpenanlage in hohem Maße von der Temperaturdifferenz zwischen Wärmeverteilsystem und Wärmequelle abhängig. Angesichts der Tatsache, dass die Temperatur der genutzten Wärmequelle nicht sinnvoll zu beeinflussen ist, kommt der Vorlauftemperatur des Heizsystems eine entscheidende Bedeutung zu. Sie ist, zumindest bei Neubauten, in weiten Grenzen frei wähl- 806 Elektropraktiker, Berlin 59 (2005) 10

5 setze zur Nutzung der verschiedenen Wärmequellen zu beachten. ➎ Sole/Wasser-Wärmepumpe mit Erdreichkollektor ➏ Wasser/Wasser-Wärmepumpe mit Förder- und Schluckbrunnen ➐ Luft/Wasser-Wärmepumpe für Außenaufstellung bar und sollte so niedrig wie möglich sein. Auch wenn sich diese Forderung prinzipiell bei allen Heizsystemen erfüllen lässt, kommt doch der Fußbodenheizung eine besondere Bedeutung zu, denn ihre bevorzugte Vorlauftemperatur von 5 C genügt für die Wohnraumbeheizung selbst am kältesten Tag. Das wurde allerdings erst in den letzten Jahren möglich, nachdem infolge immer besserer Wärmedämmung der Wärmebedarf von Gebäuden stark sank. 5 Gesetze und Vorschriften Bei der Planung und Errichtung von Wärmepumpenanlagen sind neben der Energie-Einsparverordnung (EnEV) sowie den einschlägigen Normen und Vorschriften spezielle Ge- 5.1 Energie-Einsparverordnung (EnEV) Die heute gültige Energie-Einsparverordnung ist seit Dezember 2004 in Kraft. Sie begrenzt den Primärenergiebedarf für Gebäude und eröffnet Planern die Chance, das Energiesparziel flexibel zu erreichen, indem sie sowohl den Wärmeschutz als auch die Anlagentechnik berücksichtigen. Zudem bringt der neue Energiebedarfsausweis sowohl für Bauherren, als auch für die Nutzer mehr Transparenz bezüglich der energischen Qualitäten eines Gebäudes. 5.2 Normen und Vorschriften Für die Planung, den Bau und den Betrieb von Wärmepumpenanlagen gelten in Deutschland eine Vielzahl von Vorschriften. Der Bundesverband WärmePumpe gibt in seinem Arbeitsordner Wärmepumpe mehr als 60 Hinweise auf DIN-Normen, VDE-, VDI- und VGMA-Richtlinien, UVVs, Gesetze und Verordnungen. Sie betreffen beispielsweise die Sicherheit von Kälteanlagen und Wärmepumpen, Fußbodenheizungen, Sicherheitsschalteinrichtungen, Emissionen, Behandlung von Stoffen und Wartungsarbeiten. 5. Gesetze zu Wärmequellen Zusätzlich gibt es spezielle Gesetze für die Nutzung der verschiedenen Wärmequellen. Sie sollen gewährleisten, dass private und öffentliche Belange nicht beeinträchtigt und dass durch diese Maßnahmen keine schädlichen Umwelteinflüsse hervorgerufen werden. So sind die Förderung von Grund- und Oberflächenwasser als Wärmequelle für eine Wärmepumpe und die Wiedereinleitung des abgekühlten Wassers in Deutschland grundsätzlich genehmigungspflichtig. Auch die Entnahme von Wärme durch im Boden verlegte Rohrleitungen, die mit Sole zum Wärmetransport gefüllt sind, bedarf einer wasserrechtlichen Erlaubnis, da bei Leckagen eine Beeinträchtigung des Grundwassers nicht ausgeschlossen werden kann. Dem deutschen Genehmigungsverfahren liegen das Wasserhaushaltsgesetz (WHG) und die jeweiligen Landeswassergesetze mit deren Verordnungen zugrunde. Die Nutzung der Wärmequelle Außenluft hingegen unterliegt in Deutschland keinen gesetzlichen Regelungen. Literatur [1] Flade, F.; Bundesverband WärmePumpe (BWP): Handbuch Wärmepumpe. München 200. [2] RWE-Bauhandbuch. Frankfurt, Berlin, Heidelberg: VWEW Energieverlag [] Wikipedia: Wärmepumpe. Historisches. In: de.wikipedia.org/wiki/waermepumpe [4] Sanner, B.: Wichtige Entwicklungen in der Geschichte der Wärmepumpe. In: waermepumpe/wp/wp_tec.htm [5] EnEV In: enev-normen.enev-online.de/ enev Elektropraktiker, Berlin 59 (2005)