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Wie funktioniert eigentlich ... eine Wärmepumpe?

Luftwärmepumpe; unten rechts der Schriftzug WärmeChancen
In Kombination mit einer PV-Anlage kann mit einer Wärmepumpe klimafreundliche Wärme erzeugt werden
© Pixabay
Karte im Maßstab 1:5000 zeigt die Wärmeleitfähigkeit in Watt pro Meter * Kelvin (W/mK)

So ganz verstanden habe ich jetzt noch nicht, wie genau eine Wärmepumpe funktioniert…

Zunächst einmal: je nach Wärmequelle unterscheidet man zwischen Luft- und Erdwärmepumpen. Auch Grundwasser kann als Wärmequelle genutzt werden. Die Wärme wird also von der Luft, dem Erdreich oder dem Grundwasser über einen Wärmeübertrager auf ein Kältemittel übertragen. Dann erhöht ein Kompressor den Druck des Kältemittels, bis dessen Temperatur über der des Heizsystems liegt. Ein weiterer Wärmeübertrager gibt nun diese Wärme an das Heizsystem ab, wodurch das Kühlmittel wieder abkühlt. Dadurch sinkt der Druck des Kühlmittels schließlich wieder auf den Ausgangszustand und der Kreislauf kann von vorne beginnen.

Und für den Kompressor wird Strom benötigt?

Genau, der Verdichtungsprozess läuft mit elektrischer Energie. Indirekt wird also mit Strom geheizt. Die Effizienz einer Wärmepumpe ist aber viel höher, als wenn Strom direkt zum Heizen genutzt wird, etwa bei Elektroheizungen.

Wie finde ich heraus, wie effizient eine Wärmepumpe ist?

Eine wichtige Kennzahl ist die Jahresarbeitszahl. Diese beschreibt das Verhältnis von eingesetzter Strommenge und der erzielten Wärmemenge über das gesamte Jahr hinweg. Nicht nur die Wärmepumpe an sich beeinflusst die Jahresarbeitszahl, auch die Effizienz des gesamten Gebäudes und das Nutzungsverhalten spielen dabei eine Rolle. Das bedeutet, die Jahresarbeitszahl beschreibt individuell die tatsächliche Effizienz. Grundsätzlich gilt, je höher die Jahresarbeitszahl, desto effizienter arbeitet das Heizsystem.

Zum Beispiel bedeutet eine Jahresarbeitszahl von 4, dass aus einem Teil Strom die 4-fache Menge an Wärme gewonnen werden kann. Ziel sollte immer sein, eine möglichst hohe Jahresarbeitszahl zu erreichen, da so Kosten und CO2-Emissionen eingespart werden können. Einfluss auf die Jahresarbeitszahl hat die Wärmequelle, die Vorlauftemperatur, die Gebäudedämmung, die Außentemperatur sowie das Heizverhalten.

Worauf muss ich denn speziell bei einer Erdwärmepumpe achten?

Soll Erdwärme bzw. oberflächennahe Geothermie genutzt werden, können entweder Erdwärmesonden oder -kollektoren verbaut werden. Dazu hatten wir bereits vor einiger Zeit eine Nachricht, welche die beiden Systeme vergleicht. Erdwärmekollektoren sind besonders interessant für den ländlichen Raum, da hier genug Platz für die Verlegung vorhanden ist. In einem von der Ländlichen Entwicklung unterstützten Projekt der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen konnte gezeigt werden, dass solche oberflächennaheste Systeme auf 97 % der Fläche Bayerns geeignet sind.

Ich höre oft, dass Wärmepumpen nur für Neubauten geeignet sind. Stimmt das?

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.

Kann ich selbst testen, ob eine Wärmepumpe für mein Gebäude geeignet ist?

Tatsächlich gibt es hierfür einen einfachen Test: begrenze an einem sehr kalten Tag die Vorlauftemperatur auf 45 bis 50 Grad und drehe dann deine Thermostate auf. Wird dein Haus so warm? Dann kann sich eine Wärmepumpe bei dir lohnen.

Nehmen wir an, ich entscheide mich für eine Wärmepumpe. Kann ich dafür eine Förderung erhalten?

Ja, der Einbau von Wärmepumpen wird über die Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG) unterstützt. Für den Einbau einer Wärmepumpe erhältst du eine Förderung von 25 %, gedeckelt auf 60.000 Euro. Wenn du als Wärmequelle Wasser, das Erdreich oder Abwasser nutzt, kommt ein Bonus von 5 % obendrauf. Wenn du deine noch betriebsfähige Öl-, Gas-, Kohle- oder Nachtspeicherheizung komplett durch eine Wärmepumpe ersetzt, bekommst du einen weiteren Bonus von 10 %.

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