Richtig heizen mit der Wärmepumpe…

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Stromsparend Wärme erzeugen: Mit der Wärmepumpe ist’s möglich. Foto von he gong

…und dabei Strom sparen!

Den höchsten Energieverbrauch wenden deutsche Haushalte für das Beheizen ihrer Räumlichkeiten auf. Es wundert also nicht, dass die Kosten für Wohnen und Energie entsprechend hoch sind. Auf Grund der Versorgungsschwierigkeiten mit Gas und den gestiegenen Kosten für den fossilen Energieträger sind Wärmepumpen als Alternative immer stärker in den Fokus gerückt.

Eine Wärmepumpe verzichtet schließlich auf fossile Brennstoffe. Sie wandelt stattdessen Umweltenergie in Heizenergie um. Dafür benötigt sie lediglich elektrische Hilfsenergie, was nicht nur nachhaltig ist, sondern lange Zeit auch günstiger war als andere Heizsysteme. Nun, da die Kosten für Strom ebenfalls stark gestiegen sind, bringt das Heizen mit der Wärmepumpe kaum noch finanzielle Vorteile mit sich. Es sei denn, man verfügt über eine besonders effiziente Wärmepumpe, also ein Gerät, das verhältnismäßig wenig Strom braucht, um viel Wärme zu produzieren.

Welche Wärmepumpen arbeiten am effizientesten?

Es gibt hauptsächlich drei Typen von Wärmepumpen:

  • Luft/Wasser-Wärmepumpen,
  • Luft/Luft-Wärmepumpen
  • Sole/Wasser-Wärmepumpen (bzw. Erdwärmepumpen) und
  • Wasser/Wasser-Wärmepumpen (auch Grundwasser-Wärmepumpen genannt)

Sie nutzen die Wärme aus der Luft, dem Wasser oder dem Boden unterhalb des Hauses und bereiten sie für die interne Wärmeversorgung auf. Dabei wird kein CO2 ausgestoßen.

Geothermische Wärmepumpen (Erdwärme- oder Grundwasser-Wärmepumpen) erreichen einen höheren Wirkungsgrad als Luft/Wasser-Wärmepumpen. Allerdings sind sie auf Grund der aufwendigen Erschließungskosten erheblich teurer in Anschaffung und Installation. Eine Tiefenbohrung von bis zu 100 Metern kostet derzeit etwa 16.000 Euro. Trotz der niedrigen Betriebskosten können die Investitionskosten über die Länge der Laufzeit der Wärmepumpe kaum ausgeglichen werden.

Luft/Wasser-Wärmepumpen sind auf Grund ihrer flexiblen und kostengünstigeren Installation trotzdem sehr beliebt, was nicht zuletzt auch daran liegt, dass dieser Wärmepumpentyp ebenfalls eine hohe Effizienz erreichen kann.

Am konkreten Beispiel, dem ein Strompreis von 31 Cent/kWh zu Grunde liegt, bedeutet das:

Wird eine Luftwärmepumpe für Heizung und warmes Wasser genutzt, können Stromkosten von rund 1.180 Euro pro Jahr für 10.000 kWh Wärmeenergie entstehen. Bei einer Erdwärmepumpe sinken die jährlichen Stromkosten bei gleicher Heizleistung auf zirka 790 Euro, mit einer Grundwasserwärmepumpe können die Kosten auf ungefähr 660 Euro reduziert werden. (Quelle: dein-heizungsbauer.de)

Natürlich hängt dies auch von der Art des Gebäudes, der Dämmung, der Anzahl der Heizstunden und dem individuellen Nutzungsverhalten ab. Für welche Wärmepumpe du dich auch entscheiden magst, jede ist im laufenden Betrieb auf jeden Fall günstiger als zum Beispiel eine Gasheizung. Selbst bei gestiegenen Strompreisen ist eine Luftwärmepumpe immer noch etwa 10% sparsamer. Zudem funktioniert sie unabhängig von fossilen Brennstoffen.

Warum sich Geothermische Wärmepumpen nicht für jeden Haushalt eignen

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Komponenten einer Luft/Wasser-Wärmepumpe

Grundwasser weist als Wärmequelle die besten Eigenschaften auf, denn seine Temperaturen bleiben über das gesamte Jahr stabil und das auf einem hohen Niveau zwischen 8°C und 12°C. Demzufolge sind Grundwasser-Wärmepumpen jene mit dem höchsten Wirkungsgrad.

Bedauerlicherweise können Geothermische Wärmepumpen nicht überall errichtet werden, denn:

  • Erdwärmepumpen erfordern umfangreiche Installationsarbeiten.
  • Um die Erdkollektoren anzubringen, sind Tiefenbohrungen von bis zu 100 Metern nötig.
  • Hinzu kommt, dass das Gestein, in welchem sich der Kollektor befindet, möglichst gut Wärme leiten sollte. Die schlechteste Wärmeleitfähigkeit liefern Ton, Sand und Kies.

(Einen Überblick der unterschiedlichen Wärmeleitfähigkeiten verschiedener Gesteine gibt die die Webseite des Bundesverbandes Geothermie.)

Für die Grundwasser-Wärmepumpe muss ebenfalls eine Bohrung durchgeführt werden, um zwei Brunnen zu errichten:  Einen Saugbrunnen, durch den das Wasser nach oben gelangt, und einen Sickerbrunnen für dessen Rückführung. In Trinkwasserschutzgebieten sind Grundwasser-Wärmepumpen deshalb nicht erlaubt. 

Insofern bietet die Luft/Wasser-Wärmepumpe für viele eine flexiblere und nichtsdestotrotz nachhaltige Alternative. Anders als bei Geothermischen Wärmepumpen lässt sich die Luft mit sehr geringem Aufwand ansaugen und wieder ausblasen. Das mag zwar nicht so effizient sein, doch der Einbau erfolgt relativ unkompliziert – und ist damit kostengünstiger.

Luft/Wasser-Wärmepumpe mit Solarstrom betreiben, um Kosten zu sparen

Damit sich auch die laufenden Kosten der Luft/Wasser-Wärmepumpe in Grenzen halten, kann es durchaus Sinn machen, sie mit einer Photovoltaikanlage zu kombinieren. Neben der Kostenersparnis spricht auch die Speicherung der umgewandelten Solarenergie für eine solche Kombination. Sowohl der Wärmespeicher der Pumpe als auch das Gebäude selbst dienen als thermische Puffer für die Zeiten, in denen die Sonne nur wenig scheint und folglich nicht viel Strom produziert wird. 

Da der Strom für den Betrieb der Wärmepumpe selbst erzeugt wird, ist man nicht mehr (oder nur noch in geringem Umfang) von der öffentlichen Stromversorgung abhängig. Außerdem ist diese Art zu heizen tatsächlich emissionsfrei und somit sehr nachhaltig.

Viele Hersteller haben ihre Wärmepumpen bereits mit einer Schnittstelle versehen, damit diese auf einen Überschuss an Solarstrom reagieren kann. Somit kann sich die Wärmepumpe automatisch einschalten, sobald ein Überschuss an Solarstrom vorhanden ist.

Welche Größe sollte die Photovoltaikanlage haben?

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Foto von Bill Mead

Die Wärmepumpe wandelt den Solarstrom in Wärme um und speichert diese im Warmwasser- und Pufferspeicher. Die Temperaturen in den Speichern werden über das normale Niveau angehoben, sodass mehr Wärme produziert als gebraucht wird. In den Abendstunden kann der Heizwärme- und Warmwasserbedarf zunächst aus den überladenen Speichern gedeckt werden. Die Wärmepumpe pausiert in dieser Zeit, und es muss kein Strom aus dem Netz zugekauft werden.

Der von der Photovoltaikanlage erzeugte Strom kann zwar nicht ausreichen, um den gesamten Energiebedarf einer Wärmepumpe zu decken, doch er kann ein hilfreicher Teil des Energie-Mixes im Haushalt sein.

Wenn die Wärmepumpe allein nicht ausreicht

Altbauten eignen sich oftmals nicht für den reinen Wärmepumpenbetrieb, weil zu viel Energie benötigt wird, um die entsprechenden Temperaturen im Haus zu erzeugen. Trotzdem muss nicht unbedingt auf eine Wärmepumpe verzichtet werden. Stattdessen kann sie mit anderen Wärmeerzeugern kombiniert werden. Man spricht dann von einer Hybridheizung. Sobald es wirtschaftlich keinen Sinn mehr macht, die Wärmepumpe zur Beheizung der Räumlichkeiten zu verwenden, übernimmt der zweite Wärmeerzeuger die Arbeit.

Kombiniert werden können alle möglichen Heiztechnologien von der Gas-Brennwerttherme bis zur Pelletheizung. Auch die Funktionsweise kann sehr unterschiedlich ausfallen. Am häufigsten wird jedoch eine Luft-Wärmepumpe mit Öl oder Gas kombiniert:

In diesem bivalenten Betrieb übernimmt die Wärmepumpe fast das ganze Jahr über die Beheizung der Räume sowie die Warmwasserbereitung. Nur bei einem unerwartet hohen Wärmebedarf oder bei sehr niedrigen Außentemperaturen wird der Gaskessel zugeschaltet. (Quelle: heizung.de)

Die Hybridheizung weist jedoch nicht nur Vorteile auf. So ist der Nutzer immer noch abhängig von fossilen Brennstoffen, die CO2 freisetzen. Zudem ist die Installation zweier Wärmeerzeuger sehr teuer. Ein zusätzlicher Kostenfaktor ist weiterhin das Verlegen eines Gasanschlusses.

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