Die Wärmepumpe - Das Heizsystem der Zukunft?

Inhaltsverzeichnis:

• Wann welche Wärmepumpe?
• Wärmepumpe im Neubau? - Der ideale Einsatzort
• Wärmepumpe auch für den Altbau geeignet?
• Förderung für die Wärmepumpe
• Monovalenter oder bivalenter Betrieb einer Wärmepumpe?
• Stromverbrauch einer Wärmepumpe
• Wärmepumpe und Heizkörper - Welche Optionen gibt es?
• Kältemittel für Wärmepumpen - welches ist das Beste?
• Klimafreundlichkeit einer Wärmepumpe

Wann welche Wärmepumpe?

Grundsätzlich haben Sie bei Wärmepumpen die Wahl zwischen unterschiedlichen Varianten, denn Wärmepumpen werden mit verschiedenen natürlichen „Brennstoffen“ betrieben. Mit Luft (Luft/Wasser-Wärmepumpe), Erdwärme (Sole/Wasser-Wärmepumpe) und mit Grundwasser (Wasser/Wasser-Wärmepumpe). Welche dieser Wärmepumpen am besten zu Ihnen passt, ist zum Großteil davon abhängig, wie die Gegebenheiten bei Ihnen vor Ort aussehen. Den einfachsten Einstieg bietet die Luft/Wasser-Wärmepumpe. Diese nutzt die Umgebungsluft als Energiequelle und ist relativ schnell installiert. Alles was Sie für die Luft/Wasser-Wärmepumpe benötigen, ist ein geeigneter Aufstellort. Die Anschaffung einer Sole/Wasser- und Wasser/Wasser-Wärmepumpe ist hingegen aufwendiger. Eine Sole/Wasser-Wärmepumpe bezieht die Energie aus dem Erdreich. Das entweder über eine Erdsonde oder Erdkollektoren. Für diese Variante der Wärmepumpe müssen die geologischen Voraussetzungen Ihres Grundstücks passen. Die Installation einer Erdsonde ist genehmigungspflichtig und mit aufwendigen, tiefen Bohrarbeiten (bis 100 m) verbunden. Erdkollektoren werden unter der Frostgrenze (1 bis 1,5 m) im Erdreich verlegt. Der Nachteil, Sie benötigen ungefähr das doppelte Ihrer Wohnfläche als Kollektorfläche. Die Installation einer Wasser/Wasser-Wärmepumpe erfordert den Bau von zwei Brunnen, da diese Art das Grundwasser als Wärmequelle nutzt. Die Bohrung der zwei Brunnen müssen behördlich genehmigt werden. Sollten Sie in einem Wasserschutzgebiet wohnen, dann kommt sowohl der Einbau einer Wasser/Wasser-Wärmepumpe als auch der einer Sole/Wasser-Wärmepumpe mit Erdsonden für Sie nicht infrage. Sollte das allerdings nicht der Fall sein, dann zahlt sich die aufwendigere Installation dieser Wärmepumpen auch aus. Dank der konstanteren Wärmequelle sind sie effizienter als eine Luft/Wasser-Wärmepumpe.

Wärmepumpe im Neubau? - Der ideale Einsatzort

Heutzutage werden Wärmepumpen in jedem dritten Neubau installiert. Die Vorgaben der Energieeinsparverordnung (EnEV) werden immer strenger und die Anforderungen an ein modernes Heizsystem immer höher. Mit einer Wärmepumpe setzen Sie auf ein zukunftssicheres Heizsystem mit vielen Vorzügen, dass alle Anforderungen ohne Probleme erfüllt. Neubauten werden immer Luftdichter und die Wärmedämmung immer besser. Diese Gegebenheiten sind ideal für den Einsatz einer Wärmepumpe und lässt die Wärmepumpe ihr volles Potenzial ausschöpfen. Denn umso niedriger die zu überbrückende Temperaturdifferenz zwischen Wärmequelle und Heizung ist, desto effizienter arbeitet die Wärmepumpe. Aus diesen Gründen sind Altbauten auch nur bedingt für das Heizen mit einer Wärmepumpe geeignet. Oftmals sind erst energetische Sanierungsmaßnahmen notwendig, bevor effizient geheizt werden kann.

Welche Wärmepumpe für den Neubau?

Durch den hohen energetischen Standard in Neubauten, eignet sich im Grunde jede Art der Wärmepumpe für einen effizienten Betrieb. Für einen monovalenten Betrieb (ohne zusätzliche Heizung) wird sich bei entsprechendem Grundstück gerne für eine Erdwärmepumpe oder eine Grundwasserwärmepumpe entschieden. Auch Luftwärmepumpen senken den Energieverbrauch spürbar, benötigen bei kalten Winternächten, aber in vielen Fällen zusätzliche Unterstützung durch einen zweiten Wärmeerzeuger.

Wichtige Vorteile auf einen Blick:

• unerschöpfliche, umweltfreundliche Energiequelle
• geringe Betriebskosten durch spezielle kostengünstige Stromtarife
• geringer CO2 Ausstoß, zukunftssichere Investition
• geringer Warungsaufwand, hohe Betriebssicherheit und langlebig
• Wärmepumpen können im Sommer zum Kühlen genutzt werden

Wärmepumpe auch für den Altbau geeignet?

Wärmepumpen heizen sparsam und umweltfreundlich und sind somit der perfekte Wärmeerzeuger. Doch damit das so ist, muss Ihr Gebäude einige Voraussetzungen erfüllen, die in den meisten Fällen nur bei modernen Neubauten herrschen. Zum effizienten Heizen mit einer Wärmepumpe muss eine niedrige Vorlauftemperatur gewährleistet sein. Dies wird unter anderem durch eine sehr dichte Gebäudehülle und großflächigen Heizkörpern oder einer Fußbodenheizung erreicht. Viele Altbauten und Bestandsgebäude verlieren zu viel Energie nach außen, sodass eine Wärmepumpe unnötig viel leisten muss. Bedeutet: Die Wärmepumpe ist nicht so sparsam, sodass Sie beispielsweise mit einer Gas-Brennwertheizung effizienter Heizen würden. Durch den höheren Wärmebedarf eines Altbaus lohnt sich eine Wärmepumpe oftmals erst nach einer energetischen Sanierung. Genaueres erfahren Sie in unserem Ratgeber zu Wärmepumpen im Altbau.

Monovalenter oder bivalenter Betrieb einer Wärmepumpe?

Wie möchten Sie Ihre Wärmepumpe einsetzen? Bei der monovalenten Betriebsweise ist die Wärmepumpe Ihr einziger Wärmeerzeuger, die den ganzen Wärmebedarf allein abdeckt. Die bivalente Betriebsweise bedeutet, das Sie noch einen zweiten Wärmeerzeuger besitzen, der die Wärmepumpe in Spitzenzeiten unterstützt. Zum Beispiel die Kombination aus Wärmepumpe oder Gas-Brennwertheizung mit einer Solaranlage. Eine monovalente Betriebsweise kommt eigentlich nur für Neubauten und Niedrigenergiehäuser infrage. Gründe die für einen monovalenten Betrieb sprechen sind: eine sehr gute Dämmung, gedämmte Rohrleitungen, moderne Fenster und Türen, Flächenheizung und eine niedrige Vorlauftemperatur. Sprechen Sie mit unseren Experten und erfahren Sie welche Betriebsweise am besten für Sie geeignet ist.

Stromverbrauch einer Wärmepumpe:

Wie hoch der Stromverbrauch einer Wärmepumpe ist, lässt sich nicht pauschalisieren. Grundsätzlich ist es jedoch so, dass Luft/Wasser-Wärmepumpen durch die unterschiedlichen Temperaturen während des Jahres einen höheren Stromverbrauch haben, als die Wasser/Wasser- und Sole/Wasser-Wärmepumpen. Um die Kosten einer Wärmepumpe zu berechnen, müssen mehrere Faktoren berücksichtigt werden: Die Art der Wärmepumpe, die Sie nutzen möchten. Wie wird die Wärmepumpe eingesetzt? (Heizen, Warmwasser oder beides) Die zu beheizende Wohnfläche, Personen im Haushalt und die Dichte/Dämmung des Gebäudes spielen ebenfalls eine wichtige Rolle, um den benötigten Wärmebedarf und somit auch Strombedarf zu ermitteln.

Tipp: Achten Sie auf Wärmepumpen mit Smart-Grid Label.

Wärmepumpen mit dem Smart Grid Ready-Label sind mit einer modernen Regelungstechnik ausgestattet, die es ermöglicht, die Wärmepumpe in ein intelligentes Stromnetz einzubinden. Diese Wärmepumpen nutzen Strom der aus erneuerbaren Energiequellen erzeugt wurde. Ihr Vorteil: Sie nutzen regenerativen Strom zu günstigen Preisen, steigern die Ökobilanz Ihrer Wärmepumpe und unterstützen somit die Reduzierung der CO2 Emissionen. Als hervorragendes Beispiel für eine Smart Grid Ready-Wärmepumpe eignet sich die Vaillant Luft/Wasser-Wärmepumpe aroTHERM Split VWL 55/5 AS.

Formel für die Berechnung des Stromverbrauchs:

Um den Stromverbrauch zu berechnen brauchen Sie die Heizleistung und die JAZ (Jahresarbeitszahl) der Wärmepumpe, sowie Ihre jährlichen Heizstunden. Daraus resultiert dann folgende Formel:

Was ist die JAZ (Jahresarbeitszahl) der Wärmepumpe?

Die JAZ ist der Indikator für die Effizienz einer Wärmepumpe. Sie zeigt, wie viel nutzbare Wärmeenergie im Verhältnis zum eingesetzten Strom im Laufe eines Jahres erzeugt wurde.

Beispiel: Angenommen eine Wärmepumpe hat eine JAZ von 3,8, dann wandelt diese im Jahresschnitt 1 kWh Strom in 3,8 kWh Wärmeenergie um. Eine hohe JAZ der Wärmepumpe ist auch wichtig, um staatliche Förderprogramme nutzen zu können. Folgende Werte muss die jeweilige Wärmepumpe mindestens erreichen:

• Luft/Wasser-Wärmepumpe: JAZ muss über einem Wert von 3,5 liegen.
• Sole/Wasser-Wärmepumpe: JAZ von 3,8 oder besser muss erreicht werden.
• Wasser/Wasser-Wärmepumpen: JAZ von mindestens 3,8 muss erreicht werden.

Um für den Neubau eine Förderung der Wärmepumpe zu erhalten ist eine JAZ von mindestens 4,5 erforderlich.

Was ist der COP (Coefficient of Performance) der Wärmepumpe?

Oftmals finden Sie in den technischen Daten einer Wärmepumpe nur den COP und nicht die JAZ. Was nicht weiter schlimm ist, denn auch der COP eignet sich gut, um Wärmepumpen untereinander zu vergleichen. Der COP beschreibt ebenfalls, wie effizient eine Wärmepumpe ist, allerdings unter ganz anderen Voraussetzungen. Dieser Wert ist eine Momentaufnahme und wird unter Laborbedingungen gemessen. Er ist also weniger Aussagekräftig, da diese Testbedingungen bei niemandem Zuhause zutreffen. In der folgenden Tabelle finden Sie Beispiele und die Erklärung zu den COP-Kennzahlen.

Wärmepumpe und Heizkörper - Welche Optionen gibt es?

Wärmepumpen arbeiten am effizientesten bei niedrigen Vorlauftemperaturen von rund 35°C. Das ist um einiges weniger als bei modernen Brennwert Gas- oder Ölheizungen. Aus diesem Grund gehören sogenannte Flächenheizungen, wie die Fußbodenheizung und Wandheizung zu den besten Alternativen. Sollten Sie mit einer Wärmepumpe für Ihren Neubau planen, ist der Einsatz einer Flächenheizung alternativlos.

In Bestandsgebäuden ist die Situation eine andere. Vorlauftemperaturen von rund 35°C sind durch die veraltete Bauweise kaum zu erreichen und der Einbau einer Fußbodenheizung ist mit viel Arbeit, Aufwand und Kosten verbunden. Der Einsatz einer Wärmepumpe kann aber auch bei Vorlauftemperaturen von bis zu 55°C noch sinnvoll sein. Deshalb stellt sich hier die Frage nach dem besten Heizkörper für die Kombination mit einer Wärmepumpe. Grundsätzlich gilt dabei: Je größer die Fläche des Heizkörpers, desto besser ist er für den Betrieb mit einer Wärmepumpe geeignet. Somit sind alte Gliederradiatoren und Röhrenheizkörper eine schlechte Wahl. Anders sieht es bei den heutigen Plattenheizkörpern aus. Diese haben einen deutlich höheren Wirkungsgrad und benötigen so weniger Wasser bei gleicher Wärmeleistung. Außerdem geben viele Plattenheizkörper die Wärme über Strahlung statt Konvektion ab, was ein weiterer Pluspunkt ist. Eine weitere Alternative sind spezielle Niedertemperar-Heizkörper, die mit einer hohen Energieeffizienz überzeugen und ebenso wie Fußbodenheizungen mit einer niedrigen Vorlauftemperatur auskommen.

Optimierungsmaßnahmen für Heizkörper mit Wärmepumpe

Auch wenn viele Heizkörper in Ihrem Bestandsgebäude nicht ideal für die Kombination mit einer Wärmepumpe geeignet sind, gibt es einige Maßnahmen mit denen sich die Investition in eine Wärmepumpe dennoch lohnt.

Kältemittel für Wärmepumpen - welches ist das Beste?

Das Kältemittel spielt bei dem Betrieb einer Wärmepumpe eine entscheidende Rolle. Es hat die Aufgabe die Wärmeenergie von der Wärmequelle zum Heizsystem zu transportieren, auf eine sichere, klimaschonende und effiziente Weise.

Kältemittel R410A:

R410A ist ein synthetisches Kältemittel und wird in vielen effizienten Wärmepumpen genutzt. Durch die guten thermodynamischen Eigenschaften eignet es sich ideal zum Heizen und zur Warmwasserbereitung. Außerdem überzeugt das Kältemittel R410A durch eine hohe Energieeffizienz und zählt zu den sichersten Kältemitteln. Es gibt allerdings auch einen Nachteil: R410A ist zwar nicht ozonschädlich, hat jedoch mit 2088 einen hohen GWP-Wert (Global Warming Potential) und darf als Kältemittel nur noch bis zum Jahr 2025 ohne Einschränkungen verwendet werden.

Kältemittel R32:

Viele Hersteller setzen aus klimaschonenden Gründen bei den neuen Wärmepumpen-Generationen auf das Kältemittel R32. Das Kältemittel R32 hat gegenüber dem R410A mehrere Vorteile. R32 ist schwerer entflammbar, hat einen niedrigeren GWP-Wert von 675 und ist somit eine geringere Umweltbelastung. Zudem ist R32 im Vergleich zu vorher genutzten Kältemitteln deutlich effizienter.

Kältemittel R290:

Bei dem Kältemittel R290 (Propan) handelt es sich um ein natürliches Kältemittel mit einem GWP von 3. Somit zählt es dank dem geringen Treibhauspotenzial zu den klimafreundlichsten Kältemitteln, die in Wärmepumpen eingesetzt werden. Des Weiteren ermöglicht R290 hohe Vorlauftemperaturen von bis zu 75 °C. Das ist gerade für Besitzer eines Altbaus, die auf einen Wärmepumpenbetrieb umsteigen wollen, ein interessanter Aspekt. Weitere Pluspunkte sammelt R290 (Propan) durch das natürliche, unbegrenzte Vorkommen und die damit verbundene Zukunftssicherheit, sowie dem günstigen Preis in der Anschaffung.

Klimafreundlichkeit einer Wärmepumpe

Gas- und Ölheizungen gehören in Deutschland noch immer zu den beliebtesten Wärmeerzeugern. Doch mit Blick auf die Zukunft und unter Berücksichtigung der steigenden Energiepreise sowie dem Klimaschutzgesetz sieht es für fossile Brennstoffe nicht wirklich rosig aus. Um die Klimaziele zu erreichen, ist es entscheidend, den Ausstoß von Kohlenstoffdioxid (CO2) erheblich zu verringern. Die CO2-Bilanz von Gas und Öl ist mit einem Ausstoß von 250 und 320 CO2-Ausstoß von ca. 100 g/kWh für das Erreichen der Klimaziele nicht von Vorteil. Wärmepumpen werden mit Strom betrieben und liegen mit einem Wert von ~100 CO2-Ausstoß von ca. 100 g/kWh deutlich darunter. Dieser Wert kann allerdings variieren, denn die Art des Stroms spielt dabei eine maßgebliche Rolle. Durch den Ausbau von erneuerbaren Energien wie Windkraft und Solarthermie ist allerdings davon auszugehen, dass dieser Wert weiter sinkt. Je mehr "grüner Strom" in den allgemeinen Strommix einfließt, desto klimafreundlicher wird jede Wärmepumpe.

Wärmepumpen und die Kraft der Sonne

Wie viele andere moderne Wärmeerzeuger lassen sich auch Wärmepumpen hervorragend mit der kostenlosen Kraft der Sonne kombinieren. Damit machen Sie sich noch unabhängiger und heizen noch umweltfreundlicher. Die Kombination mit einer Solaranlage ermöglicht Ihnen in den sonnigen Sommermonaten, die Warmwasserbereitung über die Sonnenenergie sicherzustellen. Sie können die Wärmepumpe auch um eine PV-Anlage (Photovoltaik) erweitern und so zumindest einen Teil des benötigten Stroms mit Hilfe der Sonne selbst produzieren. Beide Varianten helfen dabei, die Klimafreundlichkeit der Wärmepumpe zu steigern und Ihre Heizkosten zu senken.

Amortisation einer Wärmepumpe

Ab wann rechnet sich die Investition in eine Wärmepumpe? Sicherlich eine zentrale Frage, die sich viele vor dem Kauf einer Wärmepumpe stellen. Bei der Amortisationszeit handelt es sich um die Zeit, in der Einsparungen die Höhe der Investition komplett ausgeglichen haben. Wie schnell sich die Wärmepumpe amortisiert hat, hängt unter anderem vom Strompreis, der Jahresarbeitszahl (JAZ) und dem Wärmebedarf ab. Wenn wir davon ausgehen, dass Ihr Gebäude für den Einsatz einer Wärmepumpe ausgelegt ist, dann beträgt die Amortisationszeit zwischen 8 und 12 Jahren.