Wärme-Sammler: Elektro-Wärmepumpen.

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Wärmesammler von Vaillant
Foto: Vaillant

Wärmepumpen gelten als sichere und ökologisch sinnvolle Wärmeerzeuger. Aber die Effizienz eines Systems hängt von einer Reihe an Faktoren ab.

Das Prinzip ist altbekannt und bewährt: Die Wärmepumpe macht nichts anderes als ein Kühlschrank – nur mit dem Unterschied, dass hier Wärme nicht vom Kühlschrankinneren nach außen in die Küche transportiert wird, sondern aus der unmittelbaren Umgebung des Hauses in die Wohnräume. Aus dem Erdboden, mittels von Sole durchströmten Sonden oder Kollektoren oder aus dem Grundwasser über einen Förder- und einen Schluckbrunnen. Oder direkt aus der Außenluft. Im Aggregat selber nimmt ein Kältemittel, das schon bei niedrigsten Temperaturen vom flüssigen in den gasförmigen Zustand übergeht, diese Wärme im Zuge des Verdampfens auf. Es mögen nur wenige Grad sein, doch wird der Dampf durch Verdichtung unter Druck gesetzt, steigt die Temperatur wie in einer Luftpumpe, und zwar auf 30, 40 oder 70 Grad, ausreichend für Heizkörper und Warmwasserbereitung.

Die Luft/Wasser-Wärmepumpe zur Außenaufstellung erreicht einen COP von 3,8 und eignet sich für Heizungs-Vorlauftemperaturen bis 63 °C. Foto: Wolf
Die Luft/Wasser-Wärmepumpe zur Außenaufstellung erreicht einen COP von 3,8 und eignet sich für Heizungs-Vorlauftemperaturen bis 63 °C. Foto: Wolf

Die Differenz klein halten

Wie effizient das System läuft, hängt entscheidend vom „Temperaturhub“ ab, den es bewältigen muss, der Differenz zwischen Quell- und angeforderter Nutztemperatur. Aus der Außenluft lässt sich besonders im Winter wesentlich weniger holen als aus Grundwasser und Erdboden. Dort unten herrschen ganzjährig um die 10 Grad plus. So ist der „Hub“ bis zu den 30 oder 35 Grad, die eine Fußboden- oder Wandflächenheizung braucht, in der Regel von Erd- und Grundwassersystemen gut zu schaffen. Ist jedoch die Differenz zu groß und wird dauerhaft Wärme auf hohem Niveau angefordert, zieht die Anlage für den Vorgang des Verdichtens zu viel Strom, unter Umständen sogar für den im Speicher integrierten, elektrischen Heizstab. Soll sie also nicht zum Groschengrab werden, muss die Nutztemperatur niedrig beziehungsweise der Wärmebedarf des Gebäudes in Grenzen gehalten werden. Fußboden- oder Wandflächenheizungen sorgen dafür ebenso wie ein ordentlicher Wärmeschutz der Gebäudeaußenhaut und dicht schließenden und hochdämmenden Fenstern und Türen.

Hohe Effizienz bei Wärmepumpen zahlt sich aus

Die Effizienz ist ablesbar an der JAZ, der Jahresarbeitszahl, die das Verhältnis von im Endeffekt nutzbarer zu eingesetzter Energie angibt. Luftwärmepumpen machen im Neubau nach einem Feldtest des Fraunhofer Instituts für Solare Energiesysteme (Fraunhofer ISE) aus einer Kilowattstunde Strom im Schnitt 2,9 Kilowattstunden Nutzwärme (JAZ = 2,9), Erdwärmepumpe anständige 3,9 Kilowattstunden (JAZ = 3,9). Angestrebt werden sollte eine 4 vor dem Komma. Dipl.-Ing. Alexander Lyssoudis von der Bayerischen Ingenieurekammer Bau würde Erd- oder Grundwasser-Wärmepumpen normalerweise den Vorzug geben. Viele Auftraggeber sprächen ihn auf Außenluft-Aggregate an, vor allem aufgrund der geringeren Anschaffungskosten und der unkomplizierten Montage: Erdarbeiten für das Einbringen der Sonden oder der flächigen Kollektoren sowie das Einholen von Genehmigungen entfallen. Doch laut Lyssoudis werde man mit den Techniken mit „Bodenhaftung“ trotz der zuerst höheren Kosten nicht nur ökologisch, sondern auf lange Sicht auch wirtschaftlich die Nase vorn haben, einfach dank der besseren Arbeitszahlen.

Erdkollektoren werden großflächig in frostfreier Tiefe verlegt. Das darüberliegende Erdreich darf nicht versiegelt werden. Foto: BWP
Erdkollektoren werden großflächig in frostfreier Tiefe verlegt. Das darüberliegende Erdreich darf nicht versiegelt werden. Foto: BWP

Eine Sache für Experten

Ob eine Wärmepumpe sinnvoll ist – und welche –, kann nur ein Energieberater feststellen, ohne den kein Bauprojekt begonnen werden sollte, ein Unabhängiger, der das gesamte Haus im Blick hat und ausschließlich dem Bauherrn verpflichtet ist. Planung und Installation sollte ein von der European Heat Pump Association (ehpa) zertifizierter Fach- betrieb übernehmen. Peter Hubacher, international anerkannter Wärmepumpenexperte aus der Schweiz, warnt ausdrücklich davor, sich sein Gerät im Internet auszusuchen. Kommen Erd- oder Grundwasser-Wärmepumpe in die engere Wahl, wird der Installateur ein geologisches Gutachten in die Wege leiten. Denn nicht jeder Boden eignet sich, nicht überall verlaufen die Grundwasser führenden Schichten günstig. Er muss dem Häuslebauer das Erreichen einer Mindest-JAZ schriftlich zusichern (Fachunternehmererklärung). Nach der Montage kann man das System sich selbst überlassen, sollte aber gelegentlich nach den Werten schauen. Und bei unverhofften Tariferhöhungen gegebenenfalls den Stromversorger wechseln.

Weitere Infos

Praxistipp
Adressen von Fachinstallateuren mit ehpa-Zertifikat bekommt man über die Internetseite des Bundesverbandes Wärmepumpe (www.waermepumpe.de). Der Installateur muss ein vollständiges Angebot erstellen, das die Kosten für das Gerät, die Montage und für die Erschließung der Quellen umfasst. Energieberater sucht man über die Website www.energie-effizienz-experten.de, betreut von der dena, der Deutschen Energie-Agentur GmbH, sowie über die Website der Bundesarchitektenkammer (BAK), die auf die Listen der Architekten- und der Ingenieurkammern der Bundesländer verlinkt
(www.energie-effizienz-planer.de)

Was kostet das?
Luft/Wasser-Wärmepumpe: 12.000 bis 15.000 Euro
Sole/Wasser-Wärmepumpe mit Erdkollektor: 14.000 bis 17.000 Euro Sole/Wasser-Wärmepumpe mit Erdsonde: 18.000 bis 22.000 Euro Wasser/Wasser-Wärmepumpe: 15.000 bis 20.000 Euro inkl. Montage und Erschließung der Quelle; aus: Ratgeber Heizung und Wasser, hg. von der Verbraucherzentrale

Expertentipp

livvi-waermesammler
Karl-Heinz Stawiarski, Geschäftsführer des Bundesverbands Wärmepumpen (BWP) e. V.

Lohnt sich eine Wärmepumpe mit Kühlfunktion?
Das konstante Temperaturniveau des Erdreichs (ganzjährig ca. 10 °C) können Erdwärmepumpen im Sommer zur „Passiven Kühlung“ nutzen und dabei durch besonderen Komfort und eine bis zu 95-prozentige Energie-ersparnis gegenüber konventionellen Klimaanlagen punkten. Bei der passiven Kühlung wird die über die Heizflächen abtransportierte Raumwärme mittels eines Wärmetauschers direkt auf die in der Erdsonde zirkulierende Sole übertragen und ins Erdreich geleitet. Weil der Kältekreislauf der Wärmepumpe ausgeschaltet bleibt, wird dazu kaum elektrische Antriebsenergie benötigt. Passive Kühlung ist gerade bei Fußbodenheizung und großen Fensterflächen eine ideale Kombination, da einfallende Sonnenstrahlung auf dem Fußboden nicht in Wärme umgewandelt und an den Raum als Wärme abgegeben, sondern über die Fußbodenheizung aufgenommen und abgeführt wird. Für die Bewohner erfolgt die Kühlung so ohne Belastungen durch Geräusche oder Zugluft.

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