Um die ehrgeizigen europäischen Klimaziele zu erreichen, setzt die Politik konzentriert auf Wärmepumpen zur Beheizung von Wohn- und Arbeitsräumen. Wärmepumpen nutzen die vorhandene Wärme in der Luft, im Erdreich oder im Grundwasser, um sie für Heizsysteme nutzbar zu machen.
Allerdings benötigen Wärmepumpen für die Umsetzung sehr viel Strom. Solange dieser nicht aus regenerativen Quellen produziert wird oder im Idealfall von einer hauseigenen Photovoltaikanlage produziert wird, bekommt die vermeintlich gute Ökobilanz der Wärmepumpe einen Dämpfer. Hinzu kommen die insgesamt steigenden Energiepreise, die die Wärmepumpe zur Kostenfalle machen können.
Wärmepumpen eignen sich vor allem für Neubauten und sanierte Immobilien
Wärmepumpen empfehlen sich besonders als Heiztechnik für gut isolierte Neubauten. In solchen Gebäuden, die in der Regel in Niedrigenergiebauweise ausgeführt sind, werden in der Regel Fußbodenheizungen oder Wandheizungen installiert. Für ältere Gebäude empfiehlt sich der Einbau einer Wärmepumpe nur dann, wenn sie im Zuge einer Renovierung ebenfalls gedämmt werden und über Fußboden- oder Wandheizungen verfügen.
Die Nachrüstung einer Wärmepumpenheizung in ein älteres Gebäude mit herkömmlichen Heizkörpern gestaltet sich schwierig, da Wärmepumpen generell mit niedrigeren Vorlauftemperaturen arbeiten als herkömmliche Heizkörper in jedem Raum benötigen. Die hier beschriebenen Wärmepumpen sind hauptsächlich für den Einbau in Neubauten oder energetisch sanierten Häusern geeignet.
So funktionieren Wärmepumpen
Die Entwicklung der Wärmepumpe als Heizungssystem fürs Eigenheim geht auf die späten 1960er-Jahre zurück. Damals wurden erste Geräte populär, die vornehmlich Fußbodenheizungen betrieben. Das Prinzip ist seither noch immer dasselbe: Eine Wärmepumpe macht sich die natürlich vorkommende Wärme im Grundwasser, dem Erdreich oder der Umgebungsluft zunutze.
Selbst bei tiefsten Temperaturen entnimmt sie der Umwelt die vorhandene Wärme, um ein in der Anlage enthaltenes Kühlmittel zu verdampfen. Der Dampf des Kühlmittels wird dann durch Strom verdichtet, wobei seine Temperatur ansteigt. Anschließend wird das verdichtete Kältemittel in einem Kondensator verflüssigt. Die Wärme, die bei diesem Prozess entsteht, erwärmt über einen Wärmetauscher das Wasser des Heizungssystems, während das nun wieder flüssige Kühlmittel für den nächsten Umwandlungsprozess im System bereitsteht.
Derzeit werden von den Fachbetrieben vier Wärmepumpen-Arten angeboten:
Hochtemperatur-Wärmepumpe
Hochtemperatur-Wärmepumpen eignen sich für Heizsysteme, die eine Vorlauftemperatur von bis zu 70 Grad oder mehr benötigen (zum Vergleich: Die drei gängigsten Wärmepumpenarten Luft-Wasser-, Sole-Wasser- und Wasser-Wasser arbeiten mit äußerst niedrigen Vorlauftemperaturen).
Zu den am weitesten verbreiteten Hochtemperatur-Wärmepumpen gehören Zweikreis-Hochtemperatur-Wärmepumpen, CO2-Wärmepumpen und Heißgaswärmepumpen. Allerdings erfordern sowohl die Installation als auch der Betrieb dieser Wärmepumpen im Vergleich zu klassischen Wärmepumpen für Wohnheizungen erheblich mehr Aufwand.
Luft-Wasser-Wärmepumpe
Hierbei fungiert die Umgebungsluft als Wärmequelle. Der Luft wird (auch bei extrem kalten Außentemperaturen) Wärme entzogen und durch das System in Heizenergie umgewandelt.
Sole-Wasser-Wärmepumpe
Bei dieser Wärmepumpen-Art dient das Erdreich als Wärmequelle. Kollektoren, die großflächig ins Grundstück integriert werden, transportieren die Wärme des Bodens über eine flüssige Sole. Der Begriff Sole steht generell für Kochsalz enthaltenes Wasser. Die hier enthaltene Sole besteht üblicherweise aus Wasser und Frostschutzmittel sowie einer wässrigen Lösung, deren Gefrierpunkt unter dem von Wasser liegt.
Wasser-Wasser-Wärmepumpe
Die Wärme des Grundwassers wird zur Speisung einer Wasser-Wasser-Wärmepumpe genutzt. Bohrungen bis über 60 Meter Tiefe ermöglichen das Eintauchen einer Sonde ins Grundwasser und führen die so gewonnene Wärme in die Heizungsanlage ab.
Wärmepumpe als Zukunftsmodell für die Eigenheim-Heizung
Wärmepumpen haben den enormen Vorteil, dass für ihren Betrieb keinerlei fossile oder künstliche Brennstoffe benötigt werden – sie nutzen Energiequellen, die permanent, kostenlos und unbegrenzt zur Verfügung stehen. Die internen Prozesse der Verdampfung, Verdichtung und Verflüssigung verursachen zudem keinen CO2-Ausstoß.
Kommt der zum Betrieb notwendige Strom zudem aus einer eigenen Photovoltaikanlage mit Stromspeicher, ist das Heizen mit einer Wärmepumpe eine rundum ökologische Angelegenheit, die ein gutes Gewissen bringt und absolut CO2-neutrale Heizenergie zur Verfügung stellt.
Vor- und Nachteile der Wärmepumpe
Eine Wärmepumpe eignet sich nicht per se für jede Art Immobilie. Wird sie beispielsweise im Altbau eingesetzt, kann sie schnell zum kostenintensiven Stromfresser werden. Im energetisch optimierten Neubau hingegen ist die Wärmepumpe ein perfektes Heizsystem, mit dem CO2-neutral und kostengünstig geheizt wird.
Weitere Vorteile der Wärmepumpe
- Unterschiedliche Fördermodelle zur Senkung der Installationskosten vom Staat, vom Bundesland oder der Gemeinde
- Wenig Wartungsaufwand erforderlich
- Autonomes Heizen mit eigener Photovoltaikanlage möglich
- Kompakte Bauweise (im Vergleich zur klassischen Heizung)
Nachteile der Wärmepumpe
- Teure Erstanschaffung
- Kollektoren, Sole oder Bohrung als Zusatzkosten
- Effizienter Einsatz setzt perfekt gedämmtes Haus voraus
- Hausbesitzern vorbehalten
Knackpunkt Stromverbrauch: Wärmepumpe mit „Strom aus der Steckdose“ betreiben?
Auch wenn Anfang 2023 der Staat eine Strompreisbremse installiert hat, die den Strompreis auf 40 Cent pro Kilowattstunde deckelt, ist der Strompreis in Deutschland in den vergangenen Monaten stark gestiegen. Damit ist auch der Betrieb einer herkömmlichen Wärmepumpe teurer geworden. Zur Berechnung dient die definierte Jahresarbeitszahl „JAZ x“. Sie beschreibt den Anteil des Stromverbrauchs an Gesamtaufwand für die Erzeugung der Heizwärme.
Der Wert für das „x“ gibt dabei den Prozentsatz an, der auf den Strom entfällt. Werden im Jahr für die Heizung des Eigenheims beispielsweise 20.000 kWh Heizenergie verbraucht und der dafür benötigte Stromverbrauch beträgt 5000 kWh, wird der Heizungsverbrauch durch den Stromverbrauch dividiert. Im geschilderten Fall beträgt die JAZ also 4.
Effektive Wärmepumpen kommen auf JAZ Werte, die zwischen 3 und 5 liegen. Dabei sind die Werte von Luft-Wasser-Wärmepumpen in der Regel am niedrigsten. Allerdings sind die effektiveren Systeme Sole-Wasser und Wasser-Wasser deutlich teurer in der Anschaffung, da sie Erdarbeiten bzw. Bohrungen voraussetzen. Der JAZ-Wert einer Wärmepumpenheizung ist auch maßgeblich für die Förderfähigkeit. Derzeit werden ausschließlich Wärmepumpen gefördert, die mindestens eine JAZ 3 aufweisen.
Wärmepumpe und Altbau: nur bei Komplettsanierung empfehlenswert
Das Heizen mit einer Wärmepumpe unterscheidet sich eklatant von den üblichen Heizungssystemen auf Gas- oder Ölbasis. Den Unterschied macht die sogenannte Vorlauftemperatur. Diese gilt für das von der Heizung erwärmte Wasser, das bei herkömmlichen Systemen die Heißwasser-Heizkörper durchläuft und auf Werte von 70 bis 90 Grad kommt.
Eine Wärmepumpenheizung speist in der Regel Fußbodenheizungen oder Wandheizungen. Sie kommt dazu mit einer Vorlauftemperatur von 50 bis 55 Grad aus. Dieser Wert würde aber nicht ausreichen, um ein Heizungssystem mit üblichen Heizkörpern zu bewirtschaften. Eine Wärmepumpe im Altbau funktioniert also nur, wenn das Haus komplett saniert und statt des Heizkörpersystems eine Fußboden- oder Wandheizung mit entsprechender Dämmung installiert wird.
Verdient die Wärmepumpe den Status als Hoffnungsträger?
Wärmepumpen in Neubauten und jungen Immobilien sind ein wichtiger Bestandteil im Kampf gegen die Klimaerwärmung. Da in der deutschen Gesamtstrombilanz der Anteil an Ökostrom kontinuierlich anwächst und so mit einer Wärmepumpe beinahe CO2-neutrales Heizen möglich ist, ist die Umrüstung auf eine Wärmepumpenheizung – auch angesichts der staatlichen Förderungen – eine gute Investition.
Noch besser fällt diese allerdings aus, wenn zeitgleich eine Photovoltaikanlage angeschafft wird, die den Strom für den Betrieb der Wärmepumpe gratis zur Verfügung stellt.
