Was ist eine Wärmepumpe?

4. November 2016 | Von | Kategorie: Heizen

Immer mehr Haushalte und vor allem viele Neubauten nutzen moderne Wärmepumpen, um nahezu kostenlos zu heizen und warmes Brauchwasser zu erhalten. Doch was ist eigentliche eine Wärmepumpe und wie funktioniert sie?

Was ist eine Wärmepumpe?

Wärmepumpen holen auch aus niedrigsten Temperaturen noch Wärme und sind somit ideale Heizsysteme, die kostenlos zur Verfügung stehende Energiequellen nutzen. Mithilfe ihres Kreislaufsystems, das ähnlich wie ein Kühlschrank – nur eben andersherum – arbeitet, entziehen sie der Umwelt Wärme und erwärmen so das Brauch- und Heizwasser im Haushalt.

Bekannt sind vor allem die Erdwärmepumpen, die mithilfe von Flächenkollektoren oder Tiefensonden die konstante Wärme der Erde nutzen. Daneben gibt es aber auch Luft-Wärmepumpen, die auch aus niedrigen Lufttemperaturen noch Wärme gewinnen und sie für den Warmwasserbedarf zur Verfügung stellen. Je nach Funktionsweise der Wärmepumpe haben die Anlagen verschiedene Vor- und Nachteile.

Was sind die Vorteile einer Wärmepumpe?

– Nutzung kostenloser Energiequellen: Die Wärme aus der Erde oder der Umgebungsluft steht kostenlos zur Verfügung, muss nur sinnvoll genutzt werden.

– Energie nahezu überall verfügbar und unerschöpflich: Wärmepumpen nutzen Wärme, die fast überall zur Verfügung steht und dank der ständigen Energiezufuhr durch die Sonne unerschöpflich ist.

– bis zu 90 % weniger CO²-Ausstoß: Da keine Verbrennung anfällt, wird kein CO² ausgestoßen. Allerdings benötigt die Wärmepumpe Strom. Wird dieser zum Beispiel durch Photovoltaik gewonnen, ist die Heizung emissionsfrei.

– sehr geringer Wartungsaufwand: Bei Erdwärmepumpen entfällt der regelmäßige Wartungsaufwand sogar ganz.

– lange Lebensdauer: Da Wärmepumpen auf der altbewährten Technik von Kühlschränken arbeiten und nur wenige mechanische Komponenten nötig sind, hält sich der Verschleiß der Gebrauchsteile sowie ein möglicher Wirkungsgradverlust in Grenzen. So arbeitet sie auch nach zwanzig Jahren noch genauso effizient wie am ersten Tag.

– für fast jedes Gebäude geeignet: Die verschiedenen Wärmepumpenmodelle bieten für jeden Bedarf das Richtige.

Was sind die Nachteile einer Wärmepumpe?

– recht hohe Investitionskosten (Flächenkollektoren & Erdsonden): Die Investitionskosten für Wärmepumpen sind recht hoch. Für Erdwärmepumpen kommen zusätzlich die Erschließungskosten der Wärmequelle hinzu. Insbesondere bei Wärmepumpenheizung mit Tiefenwärme ist die Effizienz der Anlage von der Bohrtiefe abhängig – je tiefer gebohrt wird, desto höher sind allerdings auch die Investitionskosten.

– aufwendige Planung durch Fachbetrieb (Erdwärme): Die Planung und Durchführung einer Sondenbohrung kann nur durch externe Fachfirmen durchgeführt werden und ist sehr teuer.

– teilweise Genehmigungen erforderlich (Erdsonde): Bei Tiefenbohrungen kann in einigen Gegenden eine Genehmigung erforderlich sein.

– viel Platz bei Bohrgeräten (Erdsonde): Bohrgeräte benötigen in der Regel viel Platz, wenn sie ihre Arbeit verrichten.

– meist zweites Heizsystem zu Warmwassergenerierung nötig: Je nach Dimensionierung und Bedarf ist eventuell ein zusätzliches Heizsystem nötig, um den gesamten Warmwasserbedarf für die Dusche und Heizung abzudecken.

– Betrieb nur mit Fußbodenheizung oder ähnliches effizient: Da Wärmepumpen mit niedrigen Wärmevorlauftemperaturen arbeiten, sind sie vor allem für Fußbodenheizungen und andere Heizsysteme, die damit effizient arbeiten, geeignet.

Was kostet die Wärmepumpe für den Verbraucher?

Die Kosten für eine Wärmepumpe sind sehr hoch und ergeben sich aus dem Preis der Wärmepumpe, der Installation sowie der Erschließung der Wärmequelle. Letzterer Punkt verursacht dabei die größten Preisunterschiede. Je nachdem welcher Aufwand für die Erschließung dieser Quelle betrieben werden muss, steigen auch die Kosten. Die Erdwärmepumpen gehören daher zu den teuersten Wärmepumpen. Während Erdwärmepumpen mit Erdsonden insgesamt etwa 25.000 Euro kosten, schlagen diejenigen mit Flächenkollektoren durchschnittlich mit 18.000 Euro zu Buche. Bei den Luft-Wärmepumpen ist die Luft als Wärmequelle frei zugänglich und die Wärmequellenerschließung entfällt. Die Investitionskosten liegen hier zwischen 12.000 und 14.000 Euro. Trotz der recht hohen Kosten ist die Investition in eine Wärmepumpe vor allem bei der Ausnutzung der zur Verfügung stehenden Fördermitteln auf lange Sicht recht rentabel.

Während Erdwärmepumpen in der Anschaffung sehr teuer sind, bieten sie auch die höchsten Heizleistungen und benötigen kaum Wartungsaufwand. Die günstigeren Luft-Wärmepumpen sind dagegen weniger effizient und kostenintensiver im Betrieb.

Für wen lohnt sich eine Wärmepumpe?

In vielen Regionen lohnt sich die Nutzung der relativ konstanten Erdwärme. Flächige Erdkollektoren sind dabei besonders für Neubauten mit großer Grundstücksfläche interessant. Die Erdkollektoren, die etwa die zweifache Fläche der Wohnheizfläche besitzen sollten, werden in einer Tiefe von etwa 1,2 bis 1,5 m verlegt. Dies wird oft von den Bauherren selbst durchgeführt und ist damit recht kostengünstig.

Für den Bestand und kleine Grundstücksflächen lohnen sich dagegen Erdwärmesonden, die per Tiefbohrung in den Untergrund eingebracht werden. Je nach Wärmebedarf und geologischen Bedingungen variiert die Tiefe einer Bohrung. In jedem Fall muss sie von einer Fachfirma durchgeführt werden und benötigt Genehmigungen variiert je nach den geologischen Bedingungen des Untergrundes und dem Heizwärmebedarf des Hauses. Dies führt im Vergleich zum Flächenkollektor zu deutlich höheren Investitionskosten. Die Heizleistung ist dagegen konstanter.

Ist die Nutzung der Erdwärme nicht möglich, kann sich auch eine Luft-Wasser-Wärmepumpe lohnen. Sie entzieht der Umgebungsluft Wärme und kommt mit sehr einfachen Komponenten aus. Besonders lohnt es sich, wenn eine konstante Wärmequelle zum Beispiel durch Abluft zur Verfügung steht. Das Beispiel Schweiz zeigt, dass es aber auch für normale Haushalte lohnt. So werden hier bereits die Hälfte der Wärmepumpen durch die Umgebungsluft betrieben.

Die Wärmepumpen lassen sich auch gut mit Solarthermieanlagen kombinieren. Photovoltaik bietet dagegen sauberen und kostenlosen Strom für den Betrieb der Wärmepumpe.

Welche Kosten müssen jährlich für die Wärmepumpe einkalkuliert werden?

Die Erd- und Umgebungswärme steht den Betreibern kostenlos zur Verfügung. Allerdings benötigen sie für den Betrieb ihrer Wärmepumpe Strom. Die Kosten hierfür liegen je nach Wirkungsgrad und Strompreis zwischen 400 und 1.000 Euro im Jahr. Während die Luft-Wärmepumpen eher im Bereich von 1000 Euro liegen, sind Geothermie-Wärmepumpen deutlich energiesparender.

Wartung einer Wärmepumpe

Da bei den Wärmepumpen kein Verbrennungsvorgang stattfindet, entfallen keinerlei Kosten für den Schornsteinfeger. Auch in Sachen Wartung sind sie gegenüber dem Heizbetrieb mit konventionellen Brennstoffen deutlich besser. So entfällt bei den meisten Wärmepumpen eine regelmäßige Wartung. Nur die Luft-Wärmepumpen benötigen eine regelmäßige Kontrolle des Kältemittelkreislaufs bzw. des Filters.

geschrieben von: Patrick Thoma

Patrick Thoma

Patrick Thoma ist im Bereich der Erneuerbaren Energien tätig. Er ist Autor und Herausgeber der Seite Photovoltaik.info auf der es um allgemeine Themen der Photovoltaik geht. Ziel der Seite ist es, Themen zu behandeln die einen Interessenten für eine Photovoltaikanlage beschäftigen und diese in einfachen Worten zu erklären.

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