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Wärmepumpen - Energie aus Sonne und Erde

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Wärmepumpen nutzen Sonnenenergie, die in Luft, Wasser und Erdreich gespeichert ist. Foto: Viessmann

Wärmepumpen nutzen Sonnenenergie, die in Luft, Wasser und Erdreich gespeichert ist. Sie steht in nahezu unbegrenztem Maße zur Verfügung und kann bereits heute effizient genutzt werden. Für Bauherren, die vor der Neuanschaffung oder Modernisierung ihrer Heizungsanlage stehen, lohnt sich ein Blick auf diese zukunftsweisende Technologie.

Das elektrisch betriebene System besteht aus Wärmepumpe, Verdampfer, Kompressor, Kondensator und Entspannungsventil. Es handelt sich also nicht um einen Verbrennungsprozess, wie bei Öl- und Gaskesseln, sondern um einen thermodynamischen.

So funktioniert’s
Erde, Luft oder Grundwasser wird Wärme entzogen. Diese wird in der Wärmepumpe durch Verdichtung und Entspannung auf mindestens 45 Grad gebracht und kann so zum Heizen genutzt werden. Der Kreislauf benötigt Strom als Antriebsenergie. Für Wärmepumpen gilt ein reduzierter Stromtarif, sie benötigen deshalb einen separaten Stromzähler.

Wann lohnt sich eine Wärmepumpe?
Die Wärmepumpe braucht Strom als Antriebsenergie. Und davon um so mehr, je größer der Temperaturunterschied zwischen Wärmequelle, also Luft, Wasser oder Erdreich, und der Vorlauftemperatur des Heizungswassers ist. Ökologisch und ökonomisch sinnvoll sind daher Wärmequellen, die ganzjährig möglichst hohe, konstante Temperaturen aufweisen. Und das sind Grundwasser und Erdwärme aus Sonden. Andersherum betrachtet sind Wärmeverteilsysteme mit niedrigen Vorlauftemperaturen besonders effizient, beispielsweise Fußboden- oder Wandflächenheizungen.

Unter diesen Voraussetzungen und bei gut gedämmten Gebäuden ist das Heizen mit einer Wärmepumpe oft deutlich billiger als das Heizen mit fossilen Energieträgern. Auch der Austausch eines alten Heizkessels mit 55 Grad Celsius Vorlauftemperatur kann sich rechnen. Es empfiehlt sich dann allerdings, den Energiebedarf durch entsprechende Dämmmaßnahmen am Gebäude zu senken oder die Heizkörper zu vergrößern.

So wird der Energieverbrauch gemessen
Das Mengenverhältnis zwischen eingesetztem Strom und gewonnener Energie entscheidet über Wohl und Wehe der Wärmepumpe.
Jahresarbeitszahl (JAZ) und Leistungszahl beschreiben das Verhältnis von Stromeinsatz und Nutzenergie. 4,0 bei Erd- und Grundwasser sowie 3,5 bei Luft-Wärmepumpen gelten als Mindestmaß für den effizienten Betrieb. Das heißt, aus einer Einheit Strom wird das 4- bzw. 3,5-fache an Nutzenergie gewonnen.

Den Blauen Umweltengel
haben elektrische Wärmepumpen
bislang nicht erhalten.

Das Q-Gütesiegel fasst Kriterien
von der Technik
bis zum Service zusammen.

 

Bürokratie und Kosten
Gemäß Wasserhaushaltsgesetz und den Landesvorschriften muss für Erdsonden- (ca. 7.000 Euro) und für Grundwasserbohrungen (bis 10 m Tiefe ca. 7.500 Euro) die Zustimmung der Behörde vorliegen. Je nach Bundesland und Untergrund ist eventuell ein Genehmigungsverfahren nötig. Für Erdwärme-Flächenkollektoren (ca. 4.000 Euro) genügt in der Regel die Anzeige bei der Behörde. Die Kosten der Wärmepumpe selbst betragen mit Speicher bei beiden Varianten ca. 8.500 Euro. Luft-Wärmepumpen sind genehmigungsfrei und kosten insgesamt rund 12.000 Euro (alle Richtpreise gelten für einen 120-m2-Neubau).

Förderung
Seit Jahresbeginn 2008 werden Wärmepumpen bezuschusst. Voraussetzung ist ein Strom- und Wärmemengenzähler zur Erfassung der Arbeitszahl und ein Mindestmaß an Effizienz (dazu bitte auch PDF-Download unten beachten: „Wärmepumpen-Systeme und ihre Kosten"). Weitere Informationen: Bundesamt für Wirtschaft,
Tel. 061 96/90 86 25, www.bafa.de

Rechnet sich eine Wärmepumpe ökologisch und finanziell?
Wir fragten Frank Hartmann.

Interview mit Frank Hartmann

Der Gas-Wasser-Installateur, Heizungs- und Lüftungsbauer, Elektroinstallateur und Energietechniker hat Hunderte von Wärmepumpen-Anlagen geplant und eingebaut und weiß, worauf Bauherren und Sanierer achten müssen. Nun konzentriert er sich mit seinem Forum Wohnenergie www.forum-wohnenergie.de auf Beratungen und Planungen im Bereich erneuerbare Energien.

Warum können Wärmepumpen ihre Stärken im Neubau ausspielen?
Die Wärmepumpe ist eine Niedrigtemperaturheizung: Je niedriger die Systemtemperaturen im Haus, desto besser. Fußboden- oder Wandheizungen mit ihren niedrigen Vorlauftemperaturen sind ein deutlicher Vorteil. Im dick gedämmten Neubau wird zudem weniger Heizwärme benötigt. Dadurch sind die Anlagen viel einfacher zu realisieren als bei einer Modernisierung. Im Neubau liegen die jährlichen Betriebskosten je nach Wärmequelle bei 500 bis 700 Euro, bei Erdwärmepumpen in einem extra dick gedämmten Haus deutlich unter 500 Euro.

Wie kommt man zu solchen „Traumzahlen”?
Entscheidend ist eine detaillierte und produktunabhängige Planung. Dabei geht es nicht nur um die Wärmepumpe selbst, sondern auch um alle übrigen Komponenten bis zur Wärmeübertragung an den Raum. Letztlich entscheidet das jeweilige Objekt mit den individuellen Nutzerbedürfnissen.

Und was ist so kompliziert an der Heizungsmodernisierung mit Wärmepumpen?
Die hohe Vorlauftemperatur in den meisten Gebäuden. Dennoch lässt sich Umweltwärme auch in älteren Häusern nutzen. Voraussetzung dafür ist eine umfassende Bestandsaufnahme. Die Dämmung des Hauses muss ebenso verbessert werden wie zum Beispiel die Wärmeabgabe an die Räume, sprich: die Heizkörper.

Wenn die Entscheidung pro Wärmepumpe gefallen ist, geht es noch um den Anlagentyp.
Sole- (also Erd-) und Grundwasser-Wärmepumpen sind ohne zusätzlichen Wärmeerzeuger realisierbar. Sie decken den Heizwärme- und Warmwasserbedarf alleine ab. Luft-Wärmepumpen sind einfach zu installieren, unterliegen aber großen Temperaturschwankungen. Im Sommer haben sie bei der Trinkwassererwärmung, in der Übergangszeit bei der Heizung Vorteile. Doch ab einer Außentemperatur von minus 5 Grad brauchen sie einen zusätzlichen Wärmeerzeuger zur Abdeckung der Spitzenlast. Das geht mit einem elektrischen Heizstab am einfachsten. Doch Vorsicht! Wenn der zu häufig einspringen muss, wird die Wärmepumpe tatsächlich zum Stromfresser. Ein Betriebsstundenzähler hilft dabei, den Überblick zu behalten. Eleganter ist es, wenn beispielsweise ein bestehender Gas- oder Holzkessel in die Bresche springt. Der Anteil der Wärmepumpe an der Energieerzeugung sollte allerdings bei 85 bis 90 Prozent liegen.

Ihr Fazit: Sind Wärmepumpen umweltfreundlich?
Gut geplante auf jeden Fall! Wichtig ist einfach, dass die Anlage nicht zu viel Strom braucht. Voraussetzungen dafür sind, wie gesagt, eine gute Dämmung und möglichst eine Fußbodenheizung.

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