3. Luft/Wasser-Wärmepumpe in Monoblockbauweise zur Innenaufstellung
Moderne und effiziente Wärmepumpen werden mit natürlichen Kältemitteln bzw. Kältemitteln mit einem sehr niedrigen GWP (Global Warming Potential = Umwelteinwirkung auf die Erderwärmung) betrieben. Der Nachteil dieser Kältemittel ist, dass sie schwerer als Luft und fließfähig wie Wasser sind. Sie dürfen daher ab bestimmten Mengen nicht in innerhalb von Gebäuden aufgestellten Wärmepumpen und Kälteanlagen eingesetzt werden. Aus diesem Grund werden bei Wärmepumpen zur Innenaufstellung herkömmliche Kältemittel verwendet. Möchten sich Hauseigentümer eine solche Wärmepumpe anschaffen, sollten sie ihren erhöhten Platzbedarf berücksichtigen, eine nicht unerhebliche Geräuschentwicklung im Gebäude einkalkulieren sowie die Herstellerangaben zum Wirkungsgrad vergleichen. Die gesamte Technik ist kompakt in einem Gerät vereint. Als Wärmequelle dient die Außenluft der direkten Umgebung. Die Zu- und Abluft strömt durch oberirdische Mauerdurchbrüche mit einem Durchmesser von rund 50 cm in den Aufstellraum. Pro kW Wärmepumpenleistung benötigen derartige Geräte ca. 300 m³ Luftvolumen, bei zehn kW sind es bereits 3.000 m³/h. Mit zunehmender Leistung vergrößert sich entsprechend der Durchmesser der Mauerdurchbrüche.
Die Energiequelle ist erd- bzw. wassergekoppelt
Die Wärmeenergiegewinnung aus dem Erdreich oder dem Grundwasser ist gegenüber der Energiequelle Umgebungsluft etwas effizienter, da im Erdreich sowie im Grundwasser über das Jahr hinweg betrachtet relativ konstante Temperaturen vorherrschen. Im Winter hat das den Vorteil, dass die Temperaturdifferenz von der Energiequelle zur Vorlauftemperatur kleiner ist als bei einer Luft/Wasser-Wärmepumpe. Nachteilig ist die generell aufwendige und teure Technik zur Erschließung der Wärmequelle sowie der erhöhte Platzbedarf im Gebäude. Bei der Erdwärmenutzung unterscheiden Experten vertikale Erdwärmesonden, auch Sondenfeld oder Erdregister genannt (Tiefenbohrung von 50-100 Meter) und horizontale Erdwärmekollektoren (oberflächennahe, waagerechte Verlegung im frostfreien Bodenhorizont).
Erdarbeiten in der Fläche sind meist nicht günstiger als eine Tiefenbohrung und benötigen viel Platz auf dem Grundstück, da sie frostgeschützt im Erdreich in einer Tiefe von etwa 1,5 Metern verlegt werden. Die Fläche darf weder versiegelt, überbaut noch mit Tiefwurzlern bepflanzt werden. Erdverlegte Kollektoren und Sonden müssen sorgfältig geplant werden, um durch den Wärmeentzug ein dauerhaftes Einfrieren des Untergrundes ("Permafrost") zu verhindern. In der Regel ist für Brunnen- oder Tiefenbohrungen eine Genehmigung nach dem Wasserhaushaltsgesetz (WHG) erforderlich. Zuständig dafür ist die Untere Wasserbehörde der einzelnen Bundesländer, jedoch sind die Vorgaben und Voraussetzungen für eine Genehmigung Ländersache und nicht einheitlich geregelt. Bereits in der Planungsphase sollten sich daher Bauherren zuerst bei ihrem zuständigen Bauamt über die Formalitäten informieren.
Zur Nutzung von erd- bzw. wassergekoppelter Wärme als Energiequelle haben sich drei Technologien durchgesetzt:
1. Sole/Wasser-Wärmepumpen mit Sonden
Für Erdwärmesonden werden Kunststoffrohre in ein vertikal oder schräg verlaufendes Bohrloch eingebracht. Die Temperatur des Erdreiches ab zehn Metern Tiefe liegt ganzjährig konstant bei etwa 10 °C. Daher arbeitet eine Wärmpumpe mit Erdsonden das ganze Jahr über mit der gleichen "Außentemperatur" bzw. Wärmemenge. Nachteil bei einer Tiefenbohrung: Die Geothermie-Nutzung ist aus Sicherheitsgründen nicht überall in Deutschland erlaubt und außerdem immer genehmigungspflichtig. Zusätzlich ist ein Gutachten über Bodenqualität, -beschaffenheit und -ergiebigkeit von einem unabhängigen Sachverständigen erforderlich.
