Die Wärmepumpe

Die Geschichte der Wärmepumpe
Das Prinzip der Wärmepumpe ist schon lange bekannt. Bereits 1852 hatte Lord Kelvin Nachgewiesen; dass Kältemaschinen auch zum Heizen verwendet werden können. Nur fünf Jahre später ging in der Saline Ebensee in Österreich eine „Dampfpumpe“ in Betrieb, die der Ingenieur Peter von Rittlinger entwickelt hatte, um beim Eindampfen der Sole Brennstoff zu sparen. Seine Pumpe erhöhte durch mechanische Kompression die Temperatur des aus Sole aufsteigenden Dampfes. Die so zusätzlich gewonnene Wärme wurde wiederum zum Erhitzen der Sole verwendet.
Nach anfänglichen Erfolgen geriet das System in Vergessenheit. Den ersten Patentantrag für eine erdgekoppelte Wärmepumpe reichte der Schweizer Turbinenentwickler Heinrich Zoelly 1912 ein, allerdings ohne seine Erfindung auch praktisch zu verwerten. Nach einigen kleineren Anlagen in den Zwanziger- und Dreißigerjahren gingen wichtige Impulse für die weitere Entwicklung wieder von der Schweiz aus, wie Michael Baumann, Hans-Jürgen Laue und Peter Müller in ihrem Buch Wärmepumpen. Heizen mit Umweltenergie berichten. Kurz vor dem Beginn des Zweiten Weltkriegs war es in der Schweiz zu der ersten Energiekrise gekommen.
„Weil Kohlelieferungen ausblieben, bauten Schweizer Ingenieure vorbildliche Wärmepumpen. In Zürich wurden unter anderem das Rathaus, das Kongreßhaus, ein Hallenbad und die Amtshäuser mit Wärmepumpen beheizt.“
Das war zwischen 1838 und 1943. die Wärmepumpen holten ihre Energie aus der Luft, größtenteils aber aus Limmat, die durch Zürich fließt. „Nach dem Krieg erlosch erst einmal das Interesse, da wieder ausreichend Kohle und Öl beschafft werden konnten.“
Die erste erdgekoppelte Wärmepumpe wurde in den USA in Betrieb genommen, und zwar am 1.Oktober 1945 in dem haus von Robert C. Webber in Indianapolis. Wo Burkhard Sanner in seinem Aufsatz zur „Entwicklung erdgekoppelter Wärmepumpen“ schreibt, verfügte sie über einen Kompressor mit 2,2 kW Leistungsaufnahme.
„Als Wärmequelle wurden Kupferrohre in drei Kreisen mit zusammen 152 Metern Länge in die bis zu zwei Meter tiefen Gräben verlegt. Die Wärmepumpen speiste über ein Gebläse eine der damals schon in den USA verbreiteten Warmluftheizungen. Im Winter 1945/46 wurden in Indianapolis bis zu -24 °C gemessen, das Haus Webber durch die Wärmepumpe jedoch durchgängig auf 22-23°C Raumtemperatur geheizt.“
Nach diesem erfolgreichen Versuch wurden in den nächsten Jahren zahlreiche weitere Anlagen, meist von Universitäten und Elektrizitätsunternehmen, installiert. „In den fünfziger Jahren“, so Baumann/Laue/Müller, „gab es in den USA den ersten Wärmepumpenboom. Mit dem Wunsch nach mehr Wohn- und Bürokomfort waren dort Luft/Luft-Wärmepumpen für den Kühlbetrieb im Sommer und den Heizbetrieb im Winter sehr beliebt.“
In Deutschland hingegen führte die Wärmepumpe ein Nischendasein. Einzelne Anlagen wurden zur Warmwasserbereitung, zur Milchkühlung in der Landwirtschaft, zur Beheizung von Freibädern und zur Wärmerückgewinnung in Großbauten eingesetzt. Der schock durch die Ölkrise brachte dann einen Änderung, allerdings zunächst ohne nachhaltige Wirkung. Erst das prinzipielle Umdenken, das Mitte der Neunzigerjahre einsetzte, führte zu dem anhaltenden Boom auf dem Wärmepumpenmarkt.
In Schweden war die Entwicklung zunächst ähnlich. Allerdings begann der Siegeszug der Wärmepumpe bereits Mitte der Achtzigerjahre. Bis dahin waren die Strompreise so niedrig gewesen, dass in Schweden vor allem Elektro-Direktheizungen zum Einsatz kamen. Mit dem Anstieg der Strompreise wurde nach alternativen gesucht, zumal Öl in Schweden traditionell teuer ist. Da war die Wärmepumpe, die ebenfalls mit Strom betrieben wird, aber mit sehr viel größere Effizienz, eine gute Alternative. Den endgültigen Durchbruch brachten umfangreiche staatliche Fördermaßnahmen und einige spektakuläre Großprojekte. So entschloss sich das schwedische Königshaus, seine Sommerresidenz, das Schloss Drottningholm auf der Insel Lovö westlich von Stockholm, mit Hilfe einer Wärmepumpenanlage zu heizen. Die Energie liefert der umgebende Mälarsee. Die wärmetechnische Ausstattung für das von der UNESCO zum Weltkulturerbe erklärte Schloss lieferte die IVT.