So arbeitet die Wärmepumpe
Jede Wärmepumpenheizung arbeitet nach dem gleichen Prinzip: Sie entzieht der Umgebung des Hauses Wärme, um ein flüssiges Kältemittel im Gerät zu verdampfen. Die Wärmequelle kann die Außenluft, der Erdboden oder auch das Grundwasser sein. Das verdampfte Kältemittel wird in einem Kompressor verdichtet und so auf eine höhere Temperatur gebracht. Die thermische Energie wird anschließend an den Heizkreislauf des Hauses abgegeben. Dabei verflüssigt das Kältemittel wieder und der Kreislauf startet von vorne. Das Wärmepumpenprinzip funktioniert grundsätzlich auch an sehr kalten Tagen.
Luft-Wärmepumpe in Einfamilienhäusern beliebt
Im Neubau wurde die Luft/Wasser-Wärmepumpe 2021 in Ein- und Zweifamilienhäusern am häufigsten eingesetzt. Der Grund liegt auf der Hand: Anschaffung und Einbau sind günstiger als bei den anderen Wärmepumpentypen. Luft-Wasser-Wärmepumpen sind zudem überall einsetzbar. Sie haben allerdings einen entscheidenden Nachteil: Gerade in der Heizperiode enthält die Umgebungsluft nur relativ wenig Energie. Das bewirkt, dass die Luft-Wasser-Wärmepumpe in den kalten Monaten Januar und Februar oft nicht besonders effizient arbeitet und entsprechend mehr Heizstrom für den Betrieb benötigt. Zudem ist das Gerät durch die eingesetzten Ventilatoren zum Ansaugen der Umgebungsluft lauter als andere Wärmepumpen. Deren Standort sollte also gut gewählt sein.
Die Erd-Wärmepumpe punktet mit Effizienz
Sole/Wasser-Wärmepumpen sind besonders wirtschaftlich, denn sie nutzen die im Erdreich (der Sole) gespeicherte Sonnenwärme. Deren Erschließung ist allerdings aufwendig: Bei der häufigsten Variante, der Sole/Wasser-Wärmepumpe, sind die Erdwärmekollektoren schlangenförmig 1 bis 1,5 Meter tief im Boden verlegt. Hier herrschen übers ganze Jahr konstante Temperaturen um die zehn Grad. Sogar bei Eis und Schnee bekommt die Wärmepumpe mit verhältnismäßig wenig Strom die Wohnräume warm. Allerdings beanspruchen die Erdkollektoren viel unversiegelte Grundstücksfläche: zirka das 1,5- bis 2,5-fache der beheizten Wohnfläche. Solche Grundstücke gibt es heutzutage fast nur noch auf dem Land.
Bei kleinen Grundstücken kann die Erdwärme aber auch mit bis zu 100 Meter tiefen Sonden aus dem Erdreich nach oben geholt werden. Oder man zapft das Grundwasser an (Wasser/Wasser-Wärmepumpe). Egal für welche Variante der Erdwärmenutzung man sich entscheidet, man braucht dazu eine behördliche Genehmigung.
Was kostet die Anschaffung einer Wärmepumpe?
Die Preise der Wärmepumpensysteme können je nach Bauart und den Gegebenheiten vor Ort variieren. In einem Preisvergleich der Plattform Energieheld, kostet eine Luft-Wasser-Wärmepumpe mit Einbau durchschnittlich rund 14.000 Euro, staatliche Förderung bereits eingerechnet. Bei Erd-Wärmepumpe mit Kollektoren liegen die Gesamtkosten im Schnitt bei etwa 18.750 Euro, mit vertikalen Erdsonden muss man ca. 23.400 Euro einkalkulieren. Verglichen mit konventionellen Heizungen sind die Anschaffungskosten für eine Erdwärmepumpe also hoch, andererseits sind Sole/Wasser-Wärmepumpen aufgrund ihres hohen Wirkungsgrads unschlagbar günstig im Betrieb.
Wärmepumpe im Altbau – effizient?
Wärmepumpen arbeiten auch in Bestandsgebäuden verlässlich und klimafreundlich – das haben Forscher am Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE in einer Feldstudie festgestellt. Für die Nachrüstung im Altbau bietet sich am ehesten die Luft -Wärmepumpe an, da die Wärmequelle einfach und günstig zu erschließen ist. Zu bedenken ist allerdings, dass Wärmepumpen in aller Regel mit niedrigeren Vorlauftemperaturen bis 40 Grad arbeiten. Deshalb sollte ein Fachbetrieb vorab checken, ob die Wohnräume mit den vorhandenen Heizkörpern auch ausreichend warm werden. Andernfalls ist der Austausch gegen großflächige Niedertemperatur-Heizkörper möglich.
Im günstigsten Fall aber hat der Altbau schon eine Fußbodenheizung, eine einfache Wärmedämmung und moderne Fenster. Denn dann arbeitet die Luft-Wärmepumpe am effizientesten, weil der Wärmebedarf von vornherein geringer ist.
Photovoltaik und Pufferspeicher erhöhen Effizienz
Eine Nachrüstung ist aber auch ohne diese idealen Bedingungen möglich. Hochtemperatur-Wärmepumpen zum Beispiel können konstant die gleichen Vorlauftemperaturen erzeugen wie Gas-Brennwertkessel. Wegen des geringeren Wirkungsgrads sollte man jedoch gründlich prüfen, ob sich das rechnet. Eventuell kann die Heizung von einer Photovoltaikanlage und einem Pufferspeicher unterstützt werden. Dann bringt ein elektrischer Heizstab das Wasser zum Duschen und Heizen mit Sonnenstrom auf die richtige Temperatur.
Wärmepumpe oder Gas-Heizung: Muss ich mich entscheiden?
Man kann seine bestehende moderne Gas-Brennwertheizung über einen Pufferspeicher auch mit einer Wärmepumpe kombinieren. Während die Pumpe die meiste Zeit des Jahres effizient allein arbeitet, schaltet die Reglung den konventionellen Kessel bei sehr niedrigen Außentemperaturen zu, wenn der Wärmepumpenbetrieb zu teuer wird. Eine solche Hybridlösung spart CO2 und schont damit Klima und Haushaltskasse, wird allerdings nicht mehr staatlich gefördert.
Bildnachweis:
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Bundesverband Wärmepumpe e.V., Pressfotos 44, 117,147
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