Wärmepumpen sind zurzeit gefragt wie nie. Die Branche freut sich, aufgrund der immer weiter steigenden Gas- und Heizölpreise, über gewaltige Wachstumsraten. Der Einsatz von Wärmepumpen lohnt sich schon finanziell. Die Energie wird kostenlos und zuverlässig von Sonden aus der Umwelt eingesammelt, und lediglich der elektrische Antrieb des Verdichters verbraucht Energie. So lassen sich die Betriebs- und Energiekosten drastisch senken. Und die Kombination von Solaranlage mit der Wärmepumpe bringt zusätzliches Potential bei der Energieeinsparung im Gebäude und in der Schwimmhalle.
Genaugenommen ist die Wärmepumpe nichts anderes als ein Kühlschrank: gleiche Technik und umgekehrter Nutzen. Es wird nicht Lebensmitteln Wärme entzogen, um diese zu kühlen, sondern der Umgebungsluft wird Wärme entzogen, um einen Raum oder das Wasser zu beheizen. Zu unterscheiden sind prinzipiell Freibad-Wärmepumpen von den Wärmepumpen für Hallenbäder. Beide arbeiten nach dem einfachen Funktionsprinzip, dass sie der Luft Wärme entziehen und in den Raum oder ins Poolwasser abgeben. Das entscheidende Kriterium für die Leistung einer Freibad-Wärmepumpe ist der Energiegehalt der Luft. Je wärmer die Außenluft ist, desto höher ist in der Regel die enthaltene Feuchtigkeit und damit der Energiegehalt.
Bei den Schwimmbad-Wärmepumpen handelt es sich meistens um Luft/Wasser-Wärmepumpen, die die eingesetzte elektrische Energie mit der Energie aus der Umwelt vervielfachen. Bei einer Aufstellung im Garten in der Nähe des Pools kommt der Vorteil der einfachen Installation zum Tragen. Um keinen Ärger mit dem Nachbarn zu bekommen, sollte hinreichender Abstand zum Nachbargrundstück gehalten werden. Dabei empfiehlt es sich, das Gerät nicht neben schallharten Oberflächen wie zum Beispiel einer Betonwand zu stellen, um Schallreflektionen zu vermeiden. Wenn sie frei ansaugen und ausblasen kann und zum Beispiel etwa 1 m von einer Hecke entfernt steht, dann wirkt die Hecke wie ein Schalldämpfer, und die Anlage ist vom Nachbarn kaum zu hören.
Zu beachten ist weiterhin: Je mehr die Temperatur abkühlt, desto mehr lässt auch ihre Leistung nach, weil kalte Luft weniger Feuchte enthält und trockene Luft sehr energiearm ist. Das heißt aber im Umkehrschluss: In den Übergangswochen im Frühjahr und Herbst, wenn die Nachttemperaturen um die 0° Celsius und die Tagestemperaturen bei etwa 5 bis 10° Celsius liegen, kann man den Pool trotzdem über die Wärmepumpe betreiben. Vorausgesetzt, Becken und Rohrleitungen sind wärmegedämmt, und der Pool hat eine Abdeckung. Allein durch die Abdeckung lässt sich bis zu 70 % Energie einsparen. Sinken die Temperaturen auch tagsüber in den Frostbereich, sollte man die Anlage stilllegen, weil der Betrieb dann zum einen unwirtschaftlich wird, zum anderen, wenn der Filterbetrieb eingestellt ist, die Wärmepumpe durch den Frost Schäden nehmen könnte.
Natürlich kann die Wärmepumpe auch in einem geschlossenen Raum aufgestellt werden. Bei Freibädern findet man öfters auch ein Poolhaus im Garten, das zur Unterbringung der Schwimmbadtechnik und der Wärmepumpe genutzt wird. Die Ausblasöffnung sollte bündig an der Außenwand sein, und der Raum muss zusätzlich über eine ausreichend große Außenluftöffnung verfügen. Bei einem Luftdurchsatz selbst einer kleinen Wärmepumpe von 2.300 m3/h ist während des Betriebs der Wärmepumpe der Raum dann genauso warm oder kalt wie die Außentemperatur. Wenn eine Innenaufstellung gewünscht oder zwingend ist wegen sehr enger Bebauung, dann werden meist Kanalgeräte eingesetzt, das heißt Wärmepumpen mit Kanalanschluss. Im Kanalsystem ist ein Schalldämpfer integriert, nach außen reicht nur noch die Ansaug- und die Ausblasöffnung. Vom Gerät selber ist für den Nachbarn dann nichts mehr zu sehen und zu hören.
Kritiker merken gerne an, dass man schließlich zum Betrieb der Wärmepumpe Energie einsetzen müsse, um Energie rückzugewinnen. Da sei eine Solaranlage umweltfreundlicher. Dem kann erwidert werden: Eine Solaranlage kann, wenn die Sonne scheint, genügend Wärme an den Pool abliefern. In der Übergangszeit wird sie es aber nicht schaffen, die gewünschte Badetemperatur konstant aufrechtzuerhalten. Im Vergleich dazu hat eine Wärmepumpe eine wesentlich höhere Energieeffizienz. Heutige Wärmepumpen kommen auf eine Leistungszahl von 5 bis 5,5. Das heißt ich stecke 1 kWh hinein und bekomme 5 bis 5,5 kWh wieder heraus. Dies gewährleistet, dass ein Freibad die komplette Badesaison und vor allem in den Übergangszeiten im Frühjahr und Herbst, wenn die meiste Energie verbraucht wird, ausschließlich mit der Wärmepumpe betrieben werden kann.
Für die Beheizung eines Hallenbades hat die Wärmepumpe eine ganz andere Funktion. Die Entfeuchtungsgeräte, die mit Wärmepumpe in Hallenbädern eingebaut werden, entfeuchten und geben den Wärmerückgewinn aus der Entfeuchtung an die Hallenluft ab oder auch ans Beckenwasser. Das heißt allein über die Wärmepumpe lässt sich der Wärmebedarf des Beckenwassers, wenn es einmal aufgeheizt ist, abdecken und das Wasser auf der gewünschten Temperatur halten. Vorausgesetzt, das Becken ist wärmegedämmt, steht nicht im Erdreich oder im Grundwasser und hat eine Abdeckung.
Auch die Hallenluft, die über den Luftwärmetauscher wieder mit vorgewärmter Luft versorgt wird, kommt die meiste Zeit im Jahr mit der zurückgewonnenen Energie aus. Nur in starken Frostperioden wird nachgeheizt werden müssen. In diesen Fällen schaltet sich ein Luftheizregister zu. Auch hier gilt die Voraussetzung, dass die Schwimmhalle bauphysikalisch modern ausgebaut ist und keine starken Transmissionswärmeverluste zum Beispiel durch Türen und Fenster entstehen.
Entfeuchtungsgeräte mit Wärmepumpe sind in Bezug auf Konstruktion und Auslegung sehr unterschiedlich. Dazu ein kurzer Überblick: Zum einen gibt es einfache Umluftanlagen. Die Abluft wird aus der Schwimmhalle abgezogen, entfeuchtet und die zurückgewonnene Wärme an die Hallenluft oder ans Beckenwasser abgegeben. Zusätzlich wird ein Fortluftventilator im Technikraum installiert. Der sorgt dafür, dass die Schwimmhalle im Unterdruck gehalten wird, damit keine Feuchte in benachbarte Räume gelangen kann. Außerdem versorgt er die Halle mit Frischluft. Optional kann man einen Außenluftanschluss mit Filter vorsehen. Er holt sich die Frischluft von außen oder aus den Nachbarräumen. Da die Schwimmhallenluft unter hohem Dampfdruck steht, ist der Unterdruck notwendig. Die Hallenluft drückt nicht nach außen, sondern es wird Frischluft nach innen gezogen. So wird der Baukörper sicher vor Schäden geschützt. Voraussetzung ist ein Kanalsystem für die Zuluft und eins für die Abluft.
Die einfachste Variante sind Truhengeräte für den Umluftbetrieb, die direkt in der Schwimmhalle aufgestellt werden, bzw. Hinterwandgeräte. Wesentlich höherwertiger sind Kanalgeräte mit 100 % Außenluft-/Fortluftbetrieb. Sie sind in der Lage, die Schwimmhallenwerte, was Temperatur und rel. Luftfeuchte betrifft, immer im gewünschten Komfortbereich zu halten. Ob durch einen Kindergeburtstag mit Poolparty die Verdunstung hochgetrieben wurde oder aufgrund starker Sonneneinstrahlung viel Wärme abgeführt werden muss: Die Anlage reagiert schnell und sorgt immer für optimal konditionierte Hallenluft.
Die „S-Klasse“ unter den Geräten sind die, die die Wärmepumpe mit einem Rekuperator kombinieren. Diese Anlagen finden sich vor allem in hochwertigen, technisch ausgereiften Privatschwimmhallen, Hotelbädern und öffentlichen Bädern. Entfeuchtung und Wärmerückgewinnung erfolgen hier zweistufig über einen Wärmetauscher und über die Wärmepumpe. Der Hintergrund: Für die Beheizung und Entfeuchtung von öffentlichen Bädern gilt die VDI-Richtlinie 2089. Diese fordert im Badebetrieb einen Außenluftanteil von 30 % an der Zuluft. Die Schwimmbadluft wird am Luft/Luft-Wärmetauscher, dem Rekuperator, mit diesem hohen Außenluftanteil vorgekühlt und danach am Verdampfer der Wärmepumpe entfeuchtet. Diese Kombination senkt so den Energieaufwand bei gleicher Entfeuchtungsleistung. Die Mehrkosten eines solchen Geräts machen also Sinn, wenn ein großer Frischluftanteil genutzt wird und ein sehr hoher Komfortanspruch besteht. Noch einmal eine Stufe höher sind Geräte mit dreistufiger Wärmerückgewinnung angesiedelt. Die Technik basiert auf der Kombination von Doppelplatten-Wärmeübertrager und Wärmepumpe. Das Resultat: Heizen, Trocknen und Lufterneuerung erfolgt mit minimalem Energieaufwand. Die beim Entfeuchten freiwerdende nutzbare Wärme wird an die Raumluft oder an das Beckenwasser abgegeben. Zusätzliche Heizsysteme und Regeleinrichtungen für die Schwimmhallenluft sind nicht erforderlich. Das System deckt dann auch den Frischluftbedarf. Die Anlage „verschwindet“ im Technikraum und ist in der Schwimmhalle nicht wahrnehmbar. Elektronisch geregelte Ventilatoren passen sich automatisch den jeweiligen Betriebsbedingungen an und reduzieren den Energieverbrauch weiter. Auch die Fernüberwachung des kompletten Systems ist möglich. Zusammen mit der Speicherung von Betriebsdaten können so übers Internet die Leistungsdaten abgerufen werden. Dies vereinfacht die Wartung und reduziert den Kostenaufwand erheblich.