Wärmepumpe – passend geplant, mit Umweltwärme nutzbar

Das Konzept einer Wärmepumpe kann – passend geplant – energieeffizient arbeiten und Umweltwärme als Energiequelle nutzen. Bei einer Wärmepumpe wird die natürliche Energie aus dem Grundwasser (Wasser-Wasser-Wärmepumpen), der Erde (Sole-Wasser-Wärmepumpen) oder der Luft (Luft- oder Luft-Wasser-Wärmepumpen) in nutzbare Wärme für Heizung und Warmwasser umgewandelt. Wärmepumpen können – je nach Gebäude, Auslegung und Strommix – den Energieverbrauch für Wärme reduzieren und damit in vielen Fällen die Umweltwirkung im Betrieb gegenüber fossilen Heizsystemen verbessern.

Moderne Wärmepumpen nutzen zur Energiegewinnung verschiedene Quellen: Luft, Boden, Wasser und Abwärme. Je nach den örtlichen Gegebenheiten und der benötigen Wärmemenge muss die richtige Wärmepumpe ausgewählt werden. Folgende grundsätzlichen Wärmepumpen-Systeme gibt es:

Luft-Wasser-Wärmepumpe
Eine Luft-Wasser-Wärmepumpe ist eine besonders platzsparende Wärmepumpe mit vergleichsweise geringen Anschaffungskosten. Diese Wärmepumpe nutzt die Wärme aus der Umgebungsluft für die Energiegewinnung. Ein Ventilator saugt die Umgebungsluft an und bringt sie zu einem eingebauten Luft-Wärmetauscher. Das darin enthaltene Kältemittel kommt mit der warmen Außenluft in Verbindung, erwärmt sich bis es schließlich zu verdampfen beginnt. Nach der Verdichtung und der anschließenden Verflüssigung kann die so gewonnene Wärme zum Heizen oder zur Warmwassergewinnung genutzt werden. Diese Wärmepumpen lassen sich – je nach Platz, Schallschutzanforderungen und Gebäudesituation – häufig gut installieren. Sie werden häufig in privaten Wohngebäuden eingesetzt und können – je nach Heizlast und passend ausgelegt – als alleinige Wärmequelle inklusive Warmwasserbereitung genutzt werden. Durch technische Weiterentwicklungen können Wärmepumpen – je nach Gebäudestandard und Heizflächen – unter passenden Voraussetzungen auch in älteren Gebäuden eingesetzt werden.

Sole-Wasser-Wärmepumpe
Die Sole/Wasser-Wärmepumpe basiert auf einem einfachen Prinzip und kann, passend ausgelegt, bedarfsgerecht arbeiten. Sie wird durch Strom angetrieben und kann – abhängig von Strompreis, Auslegung und Gebäude – einen wirtschaftlichen Betrieb für Wärme und Warmwasser ermöglichen. Je nach Auslegung kann eine Erdwärmepumpe aus 1 kWh Strom mehr als 1 kWh Nutzwärme für Heizung und Warmwasser bereitstellen. Denn ein großer Teil der benötigten Energie stammt als Umweltwärme aus dem Erdreich, sodass keine laufenden Brennstoffkosten für Öl, Gas oder Pellets anfallen. Auch im Sommer lässt sich die Technik der Sole/Wasser-Wärmepumpe nutzen, indem die niedrigen Temperaturen im Erdreich aktiv zum Kühlen der Wohnräume verwendet werden.

Wasser-Wasser-Wärmepumpe
Grundwasser ist ein guter Energiespeicher, der das ganze Jahr über konstante Temperaturen von über zehn Grad Celsius liefert. Das kann – bei passenden Rahmenbedingungen – zu einem über das Jahr hinweg effizienten Betrieb der Wasser-Wasser-Wärmepumpe beitragen. Das Grundwasser wird aus einem Förderbrunnen zur Wärmepumpe geleitet. Diese entzieht dem Wasser Wärme, die anschließend zum Heizen und der Warmwasserbereitung verwendet werden. Ein entscheidender Aspekt bei der Planung einer solchen Wärmepumpe ist der Wasserschutz. Die zuständigen Behörden müssen für die Installation eine Genehmigung erteilen.

Luft-Luft-Wärmepumpen (Abluft)
Abluft-Wärmepumpen nutzen die thermische Energie, die die Raumluft durch Heizkörper und Flächenheizungen, aber auch durch Beleuchtung, elektrische Geräte oder Körperwärme aufnimmt. Durch ein System mit kontrollierter Wohnungslüftung, Wärmerückgewinnung und Abluft-Wärmepumpe kann ein Teil dieser Energie wieder genutzt werden. Da die Abluft gegenüber der Außenluft nur in begrenzter Menge zur Verfügung steht, muss die Leistung der Abluftwärmepumpe gut eingestellt werden. Sie planen ein System aus kontrollierter Wohnraumlüftung, Wärmerückgewinnung und Abluft-Wärmepumpe als einzige Heizquelle? Dann sollte ihr Haus einen hohen Effizienzstandard haben oder ein sogenanntes Niedrigenergie- oder Effizienzhaus sein.

• Heizsystem, das je nach Strommix Emissionen im Betrieb senken kann
• Kann je nach Auslegung effizient arbeiten und sich wirtschaftlich darstellen
• Je nach System kann der Wartungsaufwand gering ausfallen
• Je nach Förderfähigkeit und aktueller Programmlage können staatliche Zuschüsse möglich sein
• Kann nicht nur heizen, sondern auch kühlen
• Erfüllt die Anforderungen des Gebäudeenergiegesetzes (GEG)
• Wärmenutzung mit Potenzial zur CO2-Reduktion im Betrieb – je nach Strommix und Auslegung

Wärmepumpe kaufen

Wärmepumpen entziehen dem Außenbereich Wärme und geben diese an das Haus in Form von Heizenergie ab. Kernprinzip jeder Wärmepumpe ist der Kältekreislauf. Die für diesen Prozess benötigte Energie ist geringer als die am Ende übertragene Wärmeenergie.
Unabhängig davon, ob Wasser, Erde oder Luft als Wärmequelle dient, lässt sich die Grundfunktionsweise, der Kältekreisprozess, aller Wärmepumpen in vier Phasen unterteilen:

Verdampfung: Ein Kältemittel zirkuliert in der Wärmepumpe und verdampft bei niedriger Temperatur und Druck, indem es Wärme aus einer Wärmequelle aufnimmt.

Kompression: Der Dampf wird dann von einem Kompressor angesaugt und verdichtet, wodurch seine Temperatur und sein Druck steigen.

Kondensation: Der heiße Dampf gibt seine Wärme an das Heizsystem oder Warmwasser des Hauses ab, indem er in einem Wärmeübertrager kondensiert. Dabei gibt er seine Energie ab und wird wieder flüssig.

Expansion: Durch ein Expansionsventil wird der Druck des flüssigen Kältemittels reduziert, wodurch es abkühlt und der Kreislauf von vorne beginnen kann.

Möchten Sie Ihre Abhängigkeit von steigenden Gas-, Öl- und Pelletpreisen verringern und je nach Ausgangslage Ihre Heizkosten entlasten? Durch das Nachrüsten einer Wärmepumpe im Altbau können Sie – je nach Gebäudezustand, Auslegung und Stromtarif – dazu beitragen, die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu verringern und die laufenden Heizkosten zu entlasten; der Einbau ist allerdings aufwendiger als bei einem Neubau. Wir berücksichtigen bei der Konzeptionierung die speziellen Bedingungen und Voraussetzungen, die eine Wärmepumpennachrüstung im Altbau erfordert.

Voraussetzungen für die Nachrüstung einer Wärmepumpe
Damit die Wärmepumpe im Altbau effizient arbeiten kann, sind vor allem zwei Voraussetzungen notwendig:

• eine Fußboden- oder Wandheizung
• eine gute Wärmedämmung des Gebäudes

Falls Sie bereits über eine Fußbodenheizung verfügen, ist der Umbau einfach umzusetzen, da diese Flächenheizung nur geringe Vorlauftemperaturen benötigt. Vor der Installation einer Wärmepumpe für den Altbau ist es ratsam, die Wärmedämmung des Gebäudes zu verbessern. Dafür können Sanierungsmaßnahmen wie Fenster- und Türtausch, Fassadendämmung sowie Dachisolierung notwendig sein. Mit einer guten Wärmedämmung schaffen Sie wichtige Voraussetzungen, damit die Wärmepumpe effizient arbeiten und den Strombedarf für die Wärmeerzeugung je nach Gebäude senken kann. Dafür können Sie einen Energieberater mit der Entwicklung eines geeigneten Sanierungskonzeptes beauftragen. Je nach Programm und Voraussetzungen kann der Staat diese Beratung anteilig fördern.

Welche Wärmepumpe eignet sich für den Altbau?
Um die optimale Wärmepumpe für Ihren Altbau zu finden, ist eine individuelle Berechnung unabdingbar. Denn nur so lässt sich eine Über- oder Unterdimensionierung vermeiden. Die so berechnete Heizlast, also der Energie, die die Heizungsanlage abgeben muss, um den Altbau zu beheizen, wird nach der DIN EN 12831 von einem Heizungsfachmann oder Energieberater ermittelt. Am besten geeignet sind:

• eine Luft/Wasser-Wärmepumpe für eine Heizlast von unter 15 kW
• eine Erd- und Wasser/Wasser-Wärmepumpen für Heizlasten von bis zu 20 kW

Wir unterstützt Sie gerne bei der Auswahl der idealen Wärmepumpe für Ihr Zuhause. Wir berücksichtigen dabei auch den notwendigen Platzbedarf für das Außenmoduls bei einer Luft-Wasser-Wärmepumpe und ob Ihr Grundstück die entsprechenden Anforderungen erfüllt. 

Funktioniert die Wärmepumpe auch ohne Fußbodenheizung?
Ja! Auch ohne eine Fußbodenheizung kann eine Wärmepumpe im Altbau installieren werden. Dabei ist allerdings eine ausreichend große Fläche Ihrer Heizkörper unerlässlich, um die Räume auch bei einer niedrigen Vorlauftemperatur zu beheizen. Ohne passende Heizflächen kann die Wärmepumpe weniger effizient arbeiten als mit einem auf niedrige Vorlauftemperaturen ausgelegten Heizsystem. Wir identifizieren dafür diejenigen Heizkörper, die eine zu kleine Fläche haben und deshalb zu wenig Heizenergie abgeben. Diese werden dann durch flächenmäßig größer Heizkörper ersetzt bzw. durch neueste Niedertemperatur-Heizkörper, die sich für die Wärmepumpe im Altbau besonders gut eignen.

Wie viel Sie pro Jahr durch Ihre Wärmepumpe sparen, ist stark von der im Betrieb erreichten Jahresarbeitszahl und dem Verhältnis von Wärmepumpenstrompreis und dem Preis der alternativen fossilen Brennstoffe ab. Bei einer Erdwärmepumpe mit hoher Jahresarbeitszahl können – je nach Ausgangsheizung, Energiepreisen und Gebäudesituation – Einsparungen bei den laufenden Energiekosten möglich sein. Die Amortisationszeit kann je nach Investitionskosten, Förderung, Energiepreisen und erreichter Effizienz stark variieren und liegt häufig im Bereich mehrerer Jahre.

Wärmepumpe mit Solarthermie kombinieren
Eine Anlage zur Solarthermie nutzt die Sonnenenergie als Wärmequelle und benötigt dafür keine laufenden Brennstoffkosten für Öl, Gas oder Pellets. Diese Wärme kann dann zur Erwärmung von Gebrauchswasser verwendet werden. Es gibt zwei Möglichkeiten, Solarthermie mit einer Wärmepumpe zu verbinden:
Erstens, die direkte Unterstützung: Hierbei wird die Sonnenenergie unmittelbar in das Heizsystem eingespeist. In Kombination erzeugen die Solarthermieanlage und die Wärmepumpe zusammen die notwendige Wärme für Heizung und Warmwasser.
Zweitens, die indirekte Unterstützung: Bei dieser Methode wird die Solarwärme zur Wärmequelle der Wärmepumpe (z.B. Erdboden) hinzugefügt. Das erhöhte Temperaturniveau kann – je nach Systemauslegung und Regelung – dazu beitragen, den Strombedarf der Wärmepumpe zu reduzieren.

Mehr zur Solarthermie

Wärmepumpe mit Photovoltaik kombinieren
Wärmepumpe und Photovoltaikanlage können sich in vielen Fällen sinnvoll ergänzen. Mit hohem Eigenverbrauch kann eine Photovoltaikanlage Strom für die Wärmepumpe bereitstellen und so – je nach Nutzung – dabei helfen, die laufenden Heizkosten zu entlasten. Im Gegenzug kann eine Wärmepumpe – je nach Eigenverbrauch und Tarifmodell – dazu beitragen, den selbst erzeugten Solarstrom besser zu nutzen und die Wirtschaftlichkeit der Photovoltaikanlage positiv zu beeinflussen. Auch die Umweltwirkung im Betrieb kann sich verbessern: Selbst erzeugter Solarstrom stammt aus Sonnenenergie und kann – je nach Eigenverbrauch – den Netzstrombezug reduzieren.

Mehr zu Photovoltaik

Wärmepumpe mit Gas-Brennwerttechnik kombinieren (Hybrid-Heizung)
Durch die Kombination mit einem Gas-Brennwertgerät entsteht eine Hybrid-Heizung. Dieses System bietet viele Vorteile, da sich die Wärmeerzeuger ergänzen. Sollte die Leistung der Wärmepumpe nicht ausreichen, wird das Gas-Brennwertgerät zugeschaltet, sodass die beiden Wärmeerzeuger parallel arbeiten. Alternativ gibt es auch Systeme, bei denen nur jeweils die Wärmepumpe oder der Brennwertkessel für Wärme und warmes Wasser sorgen. Die Planung einer Hybridheizung erfordert Erfahrung, damit die Technik wirklich effektiv arbeitet – wir beraten Sie gern umfassend!

Mehr zur Gasheizung

Wer mit einer modernen Wärmepumpe heizen will, sollte sich vorab über mögliche Zuschüsse und Förderprogramme informieren. Oft können diese Anträge nur vor Beginn der Sa­nierungs­maß­nahmen beantragt werden. 

Einsparungen berechnen

Wärmepumpen dienen nicht nur der Heizung, sondern können auch für angenehme Kühlmomente im Sommer sorgen, sofern sie entsprechend dimensioniert sind. Durch die Umkehrung des Kältekreislaufs wird die Wärmepumpe in den warmen Monaten für Kühlzwecke genutzt. In Verbindung mit einer Fußbodenheizung kann die Raumtemperatur – je nach Gebäude und Auslegung – spürbar abgesenkt werden. Durch die Verwendung von Gebläsekonvektoren kann eine Wärmepumpe – je nach Systemauslegung – eine temperaturgeführte Kühlung ermöglichen. Die Kühlung kann je nach Umweltwärme und Leistung der Wärmepumpe aktiv oder passiv erfolgen. Es ist jedoch wesentlich zu beachten, dass die Kühlkapazität einer Wärmepumpe nicht mit der herkömmlicher Klimaanlagen vergleichbar ist.