Wasser verfügt über zwei bedeutsame Eigenschaften: die Aufnahmefähigkeit von Wärme (Wärmekapazität) und die Verdunstung. Das Erwärmen von einem Kubikmeter Wasser um ein Grad Celsius erfordert pro Stunde 1,16 Kilowatt (kW) an Energie. So können Sie kalkulieren, wie viel Energie eine Poolheizung zur Verfügung stellen muss, um ein frisch gefülltes Becken auf eine komfortable Badetemperatur zu bringen.

Um Wasser um 20 Grad Celsius in einer angemessenen Zeit (zum Beispiel 72 Stunden) zu erwärmen, bedarf es 0,32 kW pro Kubikmeter Wasser an Energie. Um die Beheizung zu beschleunigen, braucht es mehr Energie. Stellt das Heizsystem hingegen weniger Energie zur Verfügung, verlangsamt dies den Erwärmungsprozess. Nach dem Anheizen des Poolwassers ist es erforderlich, die dadurch erreichte Wassertemperatur aufrechtzuerhalten. Deshalb muss die Poolheizung in der Lage sein, eventuelle Wärmeverluste zu kompensieren.

Wie Wärmeverluste von Wasser enstehen

Wärmeverluste erzeugt die Verdunstung von Wasser. Die hohe Verdunstungswärme führt dazu, dass etwa 80 Prozent der Wärme dadurch verloren geht. Diesen Prozess beeinflussen vornehmlich die Wassertemperatur und, bei Hallenbädern, die relative Luftfeuchtigkeit im Raum. Sie benötigen also eine weitaus stärkere Poolheizung, um die Wassertemperatur in einem Spa oder Hallenbad dauerhaft hochzuhalten.

Hallenbäder mit einer Wassertemperatur von ungefähr 28 Grad Celsius weisen Wärmeverluste von rund 0,20 kW pro Quadratmeter Wasser an der Oberfläche aus. Außenpools verlieren während der Nutzungszeit im Sommer und bei moderaten Windverhältnissen rund 0,30 kW pro Quadratmeter Oberflächenwasser. Bei einem Pool mit einer durchschnittlichen Wassertiefe von 1,50 Metern müssen Sie von Wärmeverlusten zwischen 0,13 and 0,20 kW pro Kubikmeter Wasser ausgehen.

Mehr Power für die Poolheizung

Das Anheizen des Poolwassers in einem reellen Zeitraum erfordert mehr Power vom Beheizungssystem als die folgende Aufrechterhaltung der Wassertemperatur. Die Auswahl der richtigen Poolheizung basiert deshalb auf Werten zwischen 0,2 bis 0,4 kW pro Kubikmeter Poolwasservolumen. Und zwar abhängig vom Standort des Schwimmbades und seiner initialen Wassertemperatur.

Die Wassertemperatur eines Outdoor-Pools in anderen Jahreszeiten als dem Sommer stabil hoch zu halten, bedeutet eine große Herausforderung. Bei Pools ohne Abdeckung oder Überdachung liegt der Koeffizient für Wärmeverluste bei 40 Watt/Quadratmeter x Kelvin (40 W/m2K). Bei einer Wassertemperatur von 26 Grad Celsius und einer Lufttemperatur von 6 Grad Celsius beträgt der Wärmeverlust 0,80 kW pro Quadratmeter Wasser an der Oberfläche. Das ist 2,7 Mal mehr als während der Sommerzeit.

Die Wärmepumpe als Poolheizung

Die Wärmepumpe ist das am häufigsten verwendete Gerät als Poolheizung. Ihre Funktionsweise basiert auf dem im Jahr 1852 entdeckten Joule-Thomson-Effekt. Er besagt, dass sich ein reales Gas durch Druckerhöhung (Kompression) erwärmt und umgekehrt bei Druckverminderung abkühlt. Bei Wärmepumpen nutzt man diesen Effekt, um ein Kältemittel jeweils auf das gewünschte Niveau anzuheben oder abzusenken.

Wärmepumpen entziehen der Umwelt Wärme und heben diese auf ein höheres Niveau. Dieses Wärmeniveau führen sie dann dem Heizkreislauf zu. Diese Umwandlung geschieht im Kompressor (Verdichter) der Wärmepumpe, für dessen Antrieb elektrische Energie erforderlich ist. Die Effizienz einer Wärmepumpe gibt die Leistungszahl COP (Coefficient of Performance) an. Sie stellt das Verhältnis zwischen Verflüssigerleistung (Heizleistung) und Leistungsaufnahme dar.

Wärmepumpen: technisch ausgereift

Der COP-Wert hat sich in den vergangenen Jahren durch leistungsfähigere Kompressoren und die Einführung der Invertertechnik verbessert. Die Gegenüberstellung von Leistungszahlen verschiedener Modelle ist nur dann aussagekräftig, wenn überall gleiche Messbedingungen gelten.

Moderne Wärmepumpen sind technisch ausgereift und leicht als Poolheizung zu installieren. Außerdem sind sie einfach nachzurüsten und sparsam. Mit ihr können Sie die Badesaison über die frostfreie Zeit des Jahres ab einer Außentemperatur von etwa 8 Grad Celsius verlängern. Schwimmbad-Wärmepumpen nutzen die Umgebungsluft als Wärmeträger, um sie mithilfe einer (strombetriebenen) Wärmepumpe auf ein für Heizzwecke nötiges Temperaturniveau zu bringen.

Wärmepumpen verursachen keine Emissionen

Wärmepumpen verursachen keinerlei Emissionen. Ihr Betrieb ist nicht auf einen Verbrennungsvorgang angewiesen, wie etwa mit Gas oder Ölheizung versorgte Wärmetauscher. Eine Wärmepumpe kann in den meisten Fällen nachgerüstet werden und stellt somit für die nachträgliche Installation eine echte Option für die Installation einer Poolheizung dar. Darüber hinaus muss man bei einer Wärmepumpe weder die Absorberfläche noch die Ausrichtung der Absorber beachten.

Bei der Auswahl der richtigen Wärmepumpe kommt es auf die klimatischen Bedingungen am Aufstellungsort, die Bauart und die Dimensionen des Pools an. So ist bei der Aufstellung in 1 000 Metern Höhe eine um circa 20 Prozent geringere Leistung gegenüber der Aufstellung in Meereshöhe zu erwarten. Überdies beeinflussen regionale Windverhältnisse die Wärmeverluste durch Verdunstung und Wärmeübertragung.

Der Wärmetauscher als Poolheizung

Wärmetauscher übertragen Wärmeenergie von einem Medium zu einem anderen, ohne dass sich die beiden Medien mischen. Sie haben zwei Seiten, die mit getrennten Stromkreisen verbunden sind: eine heiße Seite, die mit einer Quelle für heißes Wasser beziehungsweise einer Übertragungsflüssigkeit verbunden ist. Und eine kalte Seite, die mit der Beckenzirkulation verbunden ist.

Bei der höheren Temperaturdifferenz zwischen den Kreisläufen und den höheren Durchflussraten überträgt ein Wärmetauscher mehr Leistung. Bei der Auswahl eines Wärmetauschers müssen Sie also die tatsächlichen Betriebsbedingungen berücksichtigen. Wenn zum Beispiel die Wassertemperatur des Beckens 28 Grad Celsius beträgt, sollte die Warmwassertemperatur am Einlass des Primärkreislaufs 88 Grad Celsius betragen. Nur dann überträgt der Wärmetauscher die Nennleistung.

Die elektrische Poolheizung

Gibt es keine heiße Wasserquelle in der Nähe oder wird die Versorgung unterbrochen wird, kann eine elektrische Heizung zum Einsatz kommen – im Grunde eine Art Durchlauferhitzer. Die elektrische Heizung besteht aus einer Hülle, einem Rohrheizkörper, einem Thermostat sowie Schutzsystemen.

Die Besonderheit von Elektroheizungen: Ihr COP beträgt immer circa „1“ ist: Sie übertragen das Wasser mit derselben Wärmeenergie, mit der sie diese aus dem Stromnetz beziehen. Daher ist die tatsächliche Leistung einer elektrischen Heizung immer gleich ihrer Nennleistung. Inklusive eines Haftungsausschluss: Die tatsächliche Spannung ihrer elektrischen Versorgung sollte gleich der Nennspannung sein, die auf dem Etikett der Heizung angegeben ist.

Alternativen: Solarabsorber und Gasheizung

Solarabsorber zapfen die Sonne als Energiegeber an und weisen deshalb eine fast optimale Energiebilanz auf. Dabei befestigt man Solarkollektoren auf einem Dach in der Nähe. Die Solarenergie trifft auf den Kollektor. Er gibt die Solarwärme an das Wasser an jener Stelle im Poolkreislauf ab, an der es aufbereitet zurück in den Pool fließt. Dieser Vorgang wiederholt sich und die Temperatur des Wassers steigt. Diese Technik ist zu 100 Prozent klimaneutral und die Hersteller bieten modulare Baukastensysteme an, die einfach und angepasst an die vorhandenen Flächen und Gegebenheiten montiert werden können.

Die Gasheizung hat vor allem dann wirtschaftliche Vorteile, wenn Wasser auf einen bestimmten Zeitpunkt hin eine bestimmte Temperatur haben muss. Zum Beispiel im Ferienhaus, in einem nur sporadisch genutzten Wellnessbereich oder nur früh oder spät in der Badesaison.

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