Wärmepumpe

Wärmepumpe ist eine effiziente Heizungsanlage. Nach dem umgekehrten Kühlschrankprinzip wird die Wärme der Wärmequelle entzogen und in Heizwärme transfomiert. Dabei erreicht das Verhältnis des Energieoutputs zur der eingesetzten elektrischen Energie für den Kompressorbetrieb (Leistungszahl, Arbeitszahl) die Werte von 3,0 bis 5,0. Das heißt: aus einer 1 kWh Strom entstehen 3-5 kWh Wärme.

Wärmepumpenstrom wird in Deutschland subventioniert und ist daher bei örtlichen Energieversorger ca. 10-30% günstiger als Haushaltsstrom zu bekommen. Nur wenige alternative Stromanbieter liefern heute Wärmepumpenstrom. Es wird ein separater Stromzähler installiert. Der lokale Netzbetreiber darf die Stromzufuhr für Wärmepumpen per Steuergerät oder Zeitschaltuhr für insg. max. 4 Stunden am Tag unterbrechen (Sperrzeiten). Man darf die Wärmepumpe nach Rücksprache mit dem Netzbetreiber auch vom Haushaltsstrom speisen. Dann entfallen die Kosten für den zweiten Stromzähler sowie die Sperrzeiten.

Ob die von den Herstellern versprochenen Jahresarbeitszahlen und damit die avisierte Wirtschaftlichkeit wirklich erreicht werden, hängt von sehr vielen Faktoren ab. Bei der Auswahl der richtigen Wärmepumpe soll sich der Bauherr über folgende Punkte beraten lassen.

Entscheidend für die Effizienz ist die Wahl der Wärmequelle. Heute sind folgende Wärmequellen verbreitet.

• Die Erdwärmepumpe entzieht Wärme dem Erdreich über die mit Sole gefüllten Erdsonden oder Kollektoren. Da die Temperatur unter der Erde über das Jahr konstant bleibt, ist diese Methode sehr effizient, jedoch relativ teuer in der Herstellung.
• Ein Direktverdampfer ist eine Sonderform der Erdwärmepumpe. Im Erdkollektor zirkuliert nicht die Sole, sondern direkt das Kältemittel. Ein Wärmetauscher weniger erhöht die Effizienz.
• Die Grundwasser-Wärmepumpe entzieht die Wärme direkt aus dem angesaugten Grundwasser. Auch eine effiziente Methode, jedoch wegen Wasserschutz nicht überall möglich. Auch der Betrieb der Wasserpumpen ist je nach Tiefe des Grundwassers mit höheren Energieverlusten verbunden.
• Die Luft-Wärmepumpe entzieht die Wärme der Umgebungsluft. Der Nachteil liegt auf der Hand: Bei hohen Heizbedarf im Winter ist es draußen am kältesten. Daher ist die Jahresarbeitszahl einer Luft-Wärmepumpe am schlechtesten und außerdem sehr von Außentemperaturen im Winter abhängig.
• Die Abluft-Wärmepumpe entzieht die Wärme der Abluft aus der Hauslüftung (Wärmerückgewinnung).

Die erforderliche Heizleistung der Wärmepumpe soll nach der Heizlastberechnung bestimmt werden. Zusätzlich soll die Wärmepumpe ggf. Warmwasserbedarf abdecken. Das wird rechnerisch mit 250 Watt/Person angenommen. Außerdem sind evtl. Sperrzeiten des Netzbetreibers zu berücksichtigen. Die korrekte Dimensionierung der Wärmepumpe ist mit entscheidend für die Jahresarbeitszahl der Anlage. Überdimensionierte Wärmepumpen laufen kürzer und müssen häufiger starten. Man spricht im Extremfall vom "Takten". Die Startphase ist wegen hohen Anlaufströmen besonders ineffizient. Außerdem verkürzt sich so die Lebenserwartung des Kompressors drastisch. Es gibt aber auch Wärmepumpen, die ihre Leistung je nach Wärmebedarf flexibel anpassen können (modulierende Wärmepumpen).

Wie soll die Wärmepumpe ins Heizungssystem eingebunden werden?

• Es empfiehlt sich der Betrieb der Wärmepumpe mit der Niedertemperaturheizung, z.B. Fußbodenheizung. Im Niedertemperaturbereich bis 35° C arbeiten die Wärmepumpen besonders effizient. Es gibt auch verschiedene Varianten, wie die Wärmepumpe hydraulisch in die Heizung eingebunden werden kann: direkt, über eine hydraulische Weiche oder mit einem Pufferspeicher. Von der hydraulischen Einbindung hängt die Anzahl der erforderlichen Heizungspumpen und Mischer, deren Art und Anzahl ebenfalls die Gesamteffizienz beeinflussen.
• Luft-Luft-Wärmepumpen produzieren warme Luft als Heizungsmedium und erfordern eine kontrollierte Wohnraumbelüftung.
• Mit folgender Rechnung kann geprüft werden, welche Arbeitszahl die Wärmepumpe mindestens besitzen muss: (Strompreis / Gas- oder Heizölpreis) < Arbeitszahl. Die Arbeitszahl (oder Jahresarbeitszahl) der Wärmepumpe sollte größer sein als die Differenz aus Strompreis und Gas- oder Heizöl-Preis. Derzeit beträgt der durchschnittliche Strompreis rund 30 Cent pro kWh und der Gas-Preis rund 7 Cent pro kWh. Bei diesen Preisen ergibt sich ein Wert von 4,3. Die Arbeitszahl der Wärmepumpe sollte also mindestens 4,3 betragen (Quelle: "Das Wärmepumpen-Buch")

Soll die Wärmepumpe auch Warmwasser produzieren, ist auf entsprechenden Funktionsumfang zu achten. In der Regel produziert die Wärmepumpe das wesentlich heißere Warmwasser zeitlich getrennt von der Heizfunktion. Sie läuft gesteuert durch Temperatursensoren also entweder im Heizmodus oder im Warmwassermodus. Es gibt auch Wärmepumpen mit integriertem Warmwasserspeicher oder mit Frischwassersystem. Bei besonders großem Warmwasserbedarf kann sich eine separate Warmwasser-Wärmepumpe lohnen. Besonders im Sommer kann die Warmwasseraufbereitung gut durch Solarthermie unterstützt werden. So kann die Wärmepumpe im Sommer komplett abgeschaltet werden. Ob der Einsatz der Solarthermie lohnt, ist in jedem Einzelfall zu berechnen. Der Einsatz von Solarthermie macht unter anderem eine komplexe Hydraulik mit Pufferspeicher erforderlich.

Aufstellungsort

Weiterer wichtiger Punkt: Der Aufstellungsort. Häufige Aufstellungsorte sind Kellerraum, Hauswirtschaftsraum oder Dachboden. Oft muss da auch Platz für den Warmwasserspeicher vorgehalten werden. Evtl. Anschlüsse an die Wärmequelle müssen gelegt werden können. Luft-Wärmepumpen werden je nach Typ (Innengerät oder Split-Gerät) im Innenraum oder auch als Zusatzkasten an der Außenwand des Hauses aufgestellt.

Der Lärmpegel stellt ebenfalls ein wichtiges Auswahlkriterium. Da alle Wärmepumpen einen Kompressor haben, sind sie nicht lautlos! Insb. bei Luft-Wärmepumpen können u.U. die Nachbarn durch Lüftergeräusche in Mitleidenschaft gezogen werden.

Funktionen

Einige Erdwärmepumpen können im Sommer auch zur Kühlung verwendet werden, indem die Wärme an die Sole abgegeben wird. Ob diese Möglichkeit bereits integriert ist oder durch ein Erweiterungsmodul nachgerüstet werden kann, soll im Vorfeld geklärt werden.

Die Einstellmöglichkeiten der Wärmepumpe soll man sich ggf. auch genauer anschauen. Wie flexibel können die Raumtemperaturen, die Warmwassertemperaturen, die Absenk- und Ferienzeiten, die Heizkurve etc. eingestellt werden? Lässt sich die Wärmepumpe an eine integrierte Hausüberwachung/-steuerung anschließen?

Förderung

Die Errichtung der Wärmepumpenheizung wird in Deutschland unter bestimmten Voraussetzungen von BAFA gefördert. Hier sollte sich der Bauherr informieren, welche Kriterien entscheidend sind und rechtzeitig entsprechende Nachweise besorgen (insb. Fachunternehmererklärung). Bauherren können anhand des EHPA-Gütesiegels Wärmepumpen im breiten Angebotsspektrum vergleichen und sich für ein Modell entscheiden, das eine hohe BAfA-Förderung erhält. Bei der aktuellen Förderung (2016) gibt es eine pauschale Basisförderung je nach Art und Größe der Anlage. Sie beträgt:

• für Luft/Wasser-Wärmepumpen bis 20 kW 1.300 Euro
• für Luft/Wasser-Wärmepumpen von 20 bis 100 kW 1.600 Euro
• für Wasser/Wasser- oder Wasser/Sole-Wärmepumpen bis 10 kW 2.800 Euro
• für Wasser/Wasser- oder Wasser/Sole-Wärmepumpen von 11 bis 20 kW 2.800 Euro + 120 Euro pro kW
• für Wasser/Wasser- oder Wasser/Sole-Wärmepumpen von 21 bis 100 kW 2.800 Euro + 100 Euro pro kW

KfW-Förderung und Subventionen der Energiewirtschaft Neben der BAfA-Förderung kommt auch eine KfW-Förderung für Wärmepumpen infrage, die auch den Einbau in Neubauten einbezieht. Es handelt sich hierbei um die KfW-Programme 271 und 281. Weitere Informationen dazu sind auf der Seite der Kfw zu finden: Kfw-Förderprogramme