Wärmepumpen
Nachhaltige Wärme- und Kälteversorgung von (Bestands)Gebäuden
Wärmepumpen sind eine zukunftssichere und nachhaltige Lösung zur Wärmeversorgung und Gebäudekühlung - ideal für kommunale Gebäude, Schulen, Rathäuser und Wohngebäude. Wärmepumpen nutzen kostenlos die Umweltwärme aus Luft, Erde oder Wasser und wandeln diese effizient in Heizwärme und Warmwasser um.
Wie funktioniert eine Wärmepumpe?
Die Wärmepumpe entzieht der Umwelt Wärmeenergie und überträgt sie auf ein Kältemittel. Während des Verdichtungsprozesses verdampft das Kältemittel schon bei niedrigen Temperaturen und wird so auf ein höheres Temperaturniveau gehoben. Das Kältemittel ist nun gasförmig und wird im elektrisch betriebenen Kompressor verdichtet. Durch den steigenden Druck erhöht sich die Temperatur, bis sie über der des Heizsystems liegt. Im Wärmetauscher (Kondensator) überträgt das erhitzte Kältemittel seine Wärmeenergie an das Heizsystem (Fußbodenheizung, Heizkörper oder Warmwasser). Das Kältemittel kühlt sich dadurch ab, verflüssigt sich und gelangt anschließend in das Entspannungsventil, wodurch der Druck und die Temperatur weiter sinken. Das Kältemittel erreicht seinen Ausgangszustand und der Kreislauf beginnt von vorn. So wird nachhaltige Umweltwärme auf ein nutzbares Temperaturniveau gebracht und für die Gebäudeheizung nutzbar gemacht – komplett CO2-arm.
Die vier Wärmepumpenarten im Überblick:
- Sole-Wasser-Wärmepumpe
- Luft-Wasser-Wärmepumpe
- Luft-Luft-Wärmepumpe
- Wasser-Wasser-Wärmepumpe
Strombedarf & Photovoltaik-Empfehlung
Der elektrische Kompressor benötigt Strom, welcher idealerweise aus einer eigenen PV-Anlage stammt. Gerade für Kommunen und Hausbesitzer im "Sonnenland" Bayern bietet sich die effiziente Kombination aus Wärmepumpe und PV-Anlage an. So sinken neben den CO₂-Emissionen auch die Heizkosten spürbar.
Effizienz der Wärmepumpe: Jahresarbeitszahl verstehen
Die Jahresarbeitszahl (JAZ) ist die wichtigste Effizienzkennzahl für Wärmepumpen und drückt das Verhältnis von eingesetzter Strommenge zur erzielten Wärmemenge über das gesamte Jahr (Heizperiode) hinweg aus. Die JAZ beschreibt die tatsächliche Effizienz jeder Wärmepumpe und gibt an, wie viel Kilowattstunden Wärme aus 1 Kilowattstunde Strom gewonnen werden kann. Grundsätzlich gilt, je höher die Jahresarbeitszahl, desto effizienter arbeitet das Heizsystem und umso weniger Strom wird benötigt. Eine hohe JAZ spart also Kosten und reduziert den CO₂-Ausstoß.
Ein Beispiel:
Eine JAZ von 4 bedeutet, dass aus einem Teil Strom die 4-fache Menge an Wärme gewonnen werden kann. Einfluss darauf haben die Temperatur der Wärmequelle, die Vorlauftemperatur und Gebäudedämmung, das Heizverhalten sowie die Außentemperatur (bei Luft-Wärmepumpen). Während Luft-Wasser-Wärmepumpen in der Regel eine JAZ von 4 aufweisen, liegen Sole-Wasser-Wärmepumpen bei einer JAZ von 5. Luft-Luft-Wärmepumpen schneiden hingegen schlechter ab.
Sole-Wasser-Wärmepumpe – Erdwärme ideal für Landgemeinden
Soll Erdwärme über die oberflächennaheste Geothermie genutzt werden, wird eine Sole-Wasser-Wärmepumpe eingebaut. Die Erdwärme wird dabei über Erdwärmesonden oder -kollektoren gewonnen und über ungedämmte Rohrleitungen (PE-Rohre) zur Wärmepumpe transportiert. Das Kollektorfeld wird über einen Verteilerschacht an das Verteilernetz mit Vor- und Rücklaufleitungen angeschlossen. Von dort werden die einzelnen Wärmeleitungen zu den Häusern verlegt. In jedem angeschlossenen Gebäude befindet sich eine dezentrale Wärmepumpe, welche die Energie zum Heizen und Kühlen einsetzt. Das abgekühlte Wärmeträgermedium fließt anschließend wieder zurück in das Kollektorfeld. Während in der Erde Wärme gewonnen wird, bleibt die Fläche über dem Kollektorfeld weiterhin nutzbar, etwa für Landwirtschaft, Blühwiesen, unversiegelte Parkplätze oder (Agri)-PV. Einmal verlegt, sind die Kollektoren nicht mehr sichtbar, zudem gibt es keine sichtbare Außentechnik.
In einem von der Ländlichen Entwicklung unterstützten Projekt der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen eignen sich 97 % der potenziell nutzbaren Fläche Bayerns für die oberflächennaheste Geothermie - ein enormes Potenzial! Der Vorteil des ländlichen Raums liegt in der ausreichenden Flächenverfügbarkeit - so können Kommunen diese nachhaltige Energiequelle effizient für die lokale Wärmeversorgung nutzen.
Five Fast Facts
Warum Wärmepumpen die richtige Wahl für Landkommunen in Bayern sind
- Nachhaltig & klimafreundlich: CO₂-Emissionen erheblich senken
- Kostenersparnis: Geringere Betriebskosten dank hoher Effizienz
- Lokal verfügbar: Umweltwärme aus der Region nutzen
- Kommunale Vorbildfunktion: Klimaziele aktiv unterstützen
- Kompatibel mit PV: Eigenen Solarstrom für nachhaltige Wärme nutzen
Förderung und Unterstützung
Nutzen Sie bestehende Förderprogramme. Kommunen, kommunale Zweckverbände, Kommunalunternehmen und Anstalten öffentlichen Rechts können im Rahmen der Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG) Förderungen für den Austausch alter Öl- oder Gasheizungen durch Wärmepumpen nutzen.
Auch der Ausbau kalter Nahwärmenetze mit oberflächennahester Geothermie wird über die Bundesförderung für effiziente Wärmenetze (BEW) unterstützt. Fördervoraussetzung ist dabei eine Machbarkeitsstudie, welche mit 50 % ebenfalls gefördert wird. Eine Unterstützung aus Mitteln der Ländlichen Entwicklung Bayern über eine (einfache) Dorferneuerung ist möglich. Klären Sie Details frühzeitig mit dem jeweils zuständigen Amt für Ländliche Entwicklung ab. Weitere Infos finden Sie in der Dorferneuerungsrichtlinie.
Downloads und Hilfestellungen
Fragen und Antworten
Tatsächlich wird mittlerweile knapp die Hälfte aller neu gebauter Gebäude mit einer Wärmepumpe ausgestattet. Neubauten sind besonders gut gedämmt, was sich positiv auf die Jahresarbeitszahl auswirkt. Dass ein Einsatz von Wärmepumpen in älteren Gebäuden nicht möglich ist, ist jedoch ein Vorurteil. Die nötige Vorlauftemperatur muss aber so gering sein, dass diese über eine Wärmepumpe bereitgestellt werden kann. Dazu reichen im Bestand oft schon kleinere Dämmmaßnahmen, v.a. an der Kellerdecke und an der obersten Geschossdecke. Ideal arbeitet eine Wärmepumpe in Kombination mit einer Flächenheizung, wobei der nachträgliche Einbau aber sehr aufwendig und teuer ist. Alternativ können möglichst große Heizkörper oder einzelne spezielle Wärmepumpen-Heizkörper genutzt werden.
Daneben gibt es die Möglichkeit, die Wärmepumpe nur als Ergänzung zum bestehenden Heizsystem nachzurüsten. So wird nur dann die bestehende Öl- oder Gasheizung verwendet, wenn die Wärmepumpe etwa an sehr kalten Tagen nicht mehr effizient arbeiten kann. Auch dadurch werden fossile Brennstoffe eingespart.
Mehr Infos zu Wärmepumpen im Altbau hat unter anderem das Portal „energie-experten.org“ zusammengestellt.
Tatsächlich gibt es hierfür einen einfachen Test: begrenzen Sie an einem sehr kalten Tag die Vorlauftemperatur auf 45 bis 50 Grad und drehen Sie dann Ihre Thermostate auf. Wird das Haus so warm, dann kann sich eine Wärmepumpe lohnen.