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Wärmepumpen: Heizen − Kühlen − Warmwasser

Oktober 2012 Für viele Hausbesitzer stehen in den kommenden Jahren Investitionen in zeitgemäße Hauswärmetechnik an. Jeder kann selbst entscheiden, welche Maßnahmen der Energieeinsparung er nutzen möchte, um nicht zu viel Geld auszugeben. Es gibt viele Möglichkeiten, langfristig zu sparen und auch noch Fördergelder zu bekommen. In diesem Monat stellen wir Ihnen die "Wärmepumpe" vor.




Mit einem umfassenden Informations- und Serviceangebot klärt die Initiative WÄRME+ darüber auf, wie eine effiziente Anlagentechnik zu einer intelligenteren Energienutzung in Haus und Wohnung beitragen kann. Im Fokus stehen dabei Lösungen wie die Wärmepumpe.

Wer sich für eine Wärmepumpe entscheidet, sollte bei der Suche nach einem passenden Gerät einige Faktoren berücksichtigen. Grundsätzlich sollte man sich an einen Fachmann wenden, der je nach örtlichen Gegebenheiten und berechnetem Wärmebedarf den passenden Gerätetyp auswählt. Beste Voraussetzung für die Installation einer Wärmepumpe ist ein optimal gedämmtes Haus und eine auf Niedertemperatur ausgelegte Heizung.

nach oben1. Wie funktioniert eine Wärmepumpe?

Eine Wärmepumpe nutzt die in der Luft, im Boden oder im Grundwasser gespeicherte Umweltwärme. In einem thermodynamischen Kreislauf "fängt" sie diese kostenlose Wärme mit Hilfe eines Kollektors ein und "pumpt" sie auf ein höheres Energieniveau.
© Initiative WÄRME+/Vaillant
Eine Wärmepumpe nutzt die in der Luft, im Boden oder im Grundwasser gespeicherte Umweltwärme. In einem thermodynamischen Kreislauf "fängt" sie diese kostenlose Wärme mit Hilfe eines Kollektors ein und "pumpt" sie auf ein höheres Energieniveau.
Eine Wärmepumpe nutzt die in der Luft, im Boden oder im Grundwasser gespeicherte Umweltwärme. In einem thermodynamischen Kreislauf "fängt" sie diese Wärme mit Hilfe eines Kollektors ein und "pumpt" bzw. komprimiert sie auf ein höheres Energieniveau. Dabei wird drei bis fünf Mal so viel Heizwärme gewonnen wie Strom als elektrische Antriebsenergie notwendig ist. Die Wärmeabgabe im Haus erfolgt wie bei jedem zentralen Heizsystem über Heizkörper oder Heizflächen, beispielsweise eine Fußbodenheizung. Die Fußbodenheizung mit ihren niedrigen Vorlauftemperaturen eignet sich besonders für die Kombination mit einer Wärmepumpe. Im Sommer können Wärmepumpen auch zur Kühlung genutzt werden.

nach oben2. Welche Arten von Wärmepumpen gibt es?

Die Luft-/Wasser-Wärmepumpe nutzt die Außenluft als Energiequelle und ist daher nahezu überall einsetzbar. Grabungen oder Bohrungen wie bei einer Erdwärmepumpe sind nicht nötig. Da die Installation besonders einfach ist, ist dieser Wärmepumpentyp erste Wahl bei Sanierungen und Modernisierungen. In der Regel kann hier auch das im Haus vorhandene Wärmeverteilersystem unverändert weitergenutzt werden. Am wirtschaftlichsten arbeitet die Wärmepumpe aber in Kombination mit Fußbodenheizungen. Wegen ihrer großen Fläche und ihres hohen Anteils an Strahlungswärme reichen ihr schon geringe Vorlauftemperaturen von etwa 30 bis 35 °C aus, um einen Raum zu erwärmen. Das kommt der Wärmepumpe gelegen, denn sie arbeitet dann am effizientesten, wenn der Temperaturunterschied zwischen der Wärmequelle und der benötigten Vorlauftemperatur für die Raumheizung möglichst niedrig ist.

Modell einer Sole/ Wasser-Wärmepumpe mit Erdsonde.
© RWE
Modell einer Sole/ Wasser-Wärmepumpe mit Erdsonde.
Die Sole-/Wasser-Wärmepumpe nutzt das Erdreich als Wärmequelle, indem entweder eine Sonde oder ein Erdkollektor in den Boden eingebracht wird. Bei Letzterem handelt es sich um ein großflächiges horizontal angelegtes Rohrsystem, das in etwa 1,5 m Tiefe verlegt wird und daher nur für große Grundstücke geeignet ist. Am besten wird es direkt beim Neubau mit eingeplant. Bei kleineren Bauplätzen ist die Erdsonde eine Alternative, da sie die Wärme über eine vertikale Bohrung in einer Tiefe von bis zu 100 m unter der Erde bezieht. Sole-Wasser-Wärmepumpen bieten gegenüber den Luft-/Wasser-Wärmepumpen eine deutlich höhere Effizienz, da die Wärmequelle Erdreich eine konstant hohe nutzbare Temperatur aufweist. Das macht sich an besonders kalten Tagen deutlich positiv bemerkbar. Zudem bietet die Sole-/Wasser-Wärmepumpe die Möglichkeit der passiven Kühlung im Sommer.

Die Wasser-/Wasser-Wärmepumpe zieht die Energie zur Wärmeerzeugung aus dem Grundwasser, da dieses das ganze Jahr über eine konstante Temperatur behält. "Da der Zugang zum Grundwasser über eine Brunnenanlage erfolgt, kann diese Wärmepumpe nicht an jedem Ort eingebaut werden, denn nicht überall ist die erforderliche Wassermenge und -Qualität zum Betrieb einer Brunnenanlage gewährleistet", weiß Hans-Jürgen Nowak von der Initiative WÄRME+. Außerdem bedarf die Erschließung grundsätzlich einer behördlichen Genehmigung.

nach oben3. Für wen eignet sich eine Wärmepumpe?

Der Einbau einer Wärmepumpe eignet sich grundsätzlich für alle Bauherren und Modernisierer, die ihre Heizkosten senken und auch die Umwelt entlasten möchten. Gerade im sanierten Gebäude mit einer optimalen Dämmung ist die Wärmepumpe erste Wahl. Der Platzbedarf für die Heizung im Innenbereich ist nicht größer als für einen konventionellen Heizkessel, der Raumbedarf für Tanks sowie der Schornstein entfallen dabei.

nach oben4. Wie umweltfreundlich ist die Wärmepumpe?

Die Wärmepumpe gehört zu den umweltschonendsten Heizsystemen: Sie nutzt Umweltwärme, arbeitet vor Ort emissionsfrei und kann bei Nutzung von Öko-Strom komplett mit regenerativen Energien betrieben werden. Eine vom Fachmann installierte Sole-/Wasser-Wärmepumpe ist mit einer Jahresarbeitszahl von 4 sehr effizient. Das heißt: Für ein Einfamilienhaus mit einem Wärmebedarf von 20.000 kWh muss im Jahr etwa ein Viertel dieser Energiemenge in Form von elektrischer Energie aufgewandt werden.

nach oben5. Welche finanzielle Unterstützung gibt es?

Wer sich für den Einbau einer Wärmepumpe entscheidet, wird von Bund, Bundesländern, Städten und Gemeinden sowie Energieversorgern mit einer Reihe von Förderprogrammen unterstützt. Einen aktuellen Überblick über die unterschiedlichen Programme bietet die Förderdatenbank der Initiative WÄRME+ im Internet unter www.waerme-plus.de.

nach obenEnergieeffizienz beachten

Wer sich eine Wärmepumpe anschaffen möchte, sollte auf die Jahresarbeitszahl (JAZ) achten. Diese gibt an, wie viel Heizungswärme im Verhältnis zum eingesetzten Strom von der Wärmepumpe im Laufe eines ganzen Jahres im betreffenden Haus erzeugt wurde. Dies ist der Maßstab für die Effizienz einer Wärmepumpe. Zum Beispiel ergibt das Verhältnis von 75 Prozent aufgenommener Umweltwärme zu 25 Prozent Antriebsenergie, also Strom, eine Jahresarbeitszahl von 4 (JAZ = kWh/a Wärme : kWh/a Strom). Das heißt: Für ein Einfamilienhaus mit einem Wärmebedarf von 20.000 kWh müssen im Jahr etwa 5.000 kWh Strom vom Energieversorger gekauft werden. "Grundsätzlich gilt: Je höher die Jahresarbeitszahl der Wärmepumpenanlage, desto besser ist ihre Energieeffizienz. Dabei muss jedoch berücksichtigt werden, dass die im Vorfeld berechnete Jahresarbeitszahl ein Richtwert ist und viele Faktoren eine Rolle spielen", erklärt Nowak. "So hängt die Jahresarbeitszahl unter anderem von der Bauweise und Dämmung des Hauses, dem Wärmeverteilsystem (Fußbodenheizung, klassische Heizkörper etc.), der geographischen Lage, dem Wetter und auch von den Heizgewohnheiten der Bewohner ab."

nach obenWarmes Wasser – mit der Warmwasser-Wärmepumpe

Die Warmwasser-Wärmepumpe erzeugt warmes Wasser zum größten Teil aus Umweltenergie - rund ein Viertel der Energie muss als Strom zugeführt werden.
© Iniatiative WÄRME+/Stiebel Eltron
Die Warmwasser-Wärmepumpe erzeugt warmes Wasser zum größten Teil aus Umweltenergie - rund ein Viertel der Energie muss als Strom zugeführt werden.
Neben der Heizung ist die Warmwassererzeugung einer der größten Energieverbraucher im Haus. Der Heizbedarf lässt sich durch verschiedene bauliche und technische Maßnahmen senken – warmes Wasser wird aber auf jeden Fall benötigt. Es lohnt sich daher, über Alternativen wie eine Warmwasser-Wärmepumpe nachzudenken. Sie erzeugt warmes Wasser zum größten Teil aus Umweltenergie. Im Schnitt rund drei Viertel der Energie entnimmt die Technik aus der Luft, rund ein Viertel muss als Strom zugeführt werden.

nach obenWärmepumpe plus Solarenergie

Günstiger fällt die Gesamtbilanz aus, wenn der benötigte Betriebsstrom nicht vom Energieversorger, sondern von der Sonne über eine Photovoltaikanlage auf dem Dach geliefert wird. Der so produzierte Strom treibt die Wärmepumpe an. Überschüsse lassen sich entweder gegen eine Vergütung ins öffentliche Stromnetz einspeisen oder im Haus selbst nutzen. Ein intelligenter "Energiemanager" als Steuereinheit regelt das Zusammenspiel von Sonnenenergie und Wärmepumpe. So kann er etwa in sonnenreichen Stunden dafür sorgen, dass die Wärmepumpe auf Vorrat warmes Wasser erzeugt, das im Pufferspeicher gelagert und während sonnenarmer Stunden oder nachts genutzt werden kann.

nach obenWarmwasser-Wärmepumpe im Sommer

Die Warmwasser-Wärmepumpe wird in der Regel im Keller aufgestellt. Dann wird die zentrale Warmwasserleitung vom vorhandenen Heizkessel getrennt und an die Wärmepumpe angeschlossen. Die autarke Erzeugung von warmem Brauchwasser ohne die vorhandene Heizanlage hat einen angenehmen Nebeneffekt: Während der warmen Jahreszeiten kann die Heizung komplett abgeschaltet werden und muss nicht, wie sonst üblich, im Stand-By-Betrieb für die Warmwasserversorgung bleiben.

Basiswissen Energie

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Dr. Johannes Spruth, Diplom-Physiker und Autor
Richtig heizen: Interview / Seite 4
Erdreich; horizontale Erdwärmekollektoren
Wärmepumpen im Altbau? / Seite 2
Wärmepumpen im Altbau?

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Erdwärme, Grundwasser, Heizung, Heizungstechnik, Luft-/Wasser-Wärmepumpe, Photovoltaik, Solarenergie, Solarzelle, Sole-/Wasser-Wärmepumpe, Wasser-/Wasser-Wärmepumpe, Wärmepumpe

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