Wärmepumpe

Wärmepumpe im Neubau
Wärmepumpe im bestehenden Gebäude

Die Wärmepumpe ist eine ausgezeichnete Alternative oder Ergänzung zur klassischen Heiztechnik, die oft in Passivhäusern, zunehmend aber auch in traditionell orientierten Neubauten eingesetzt wird, um zu heizen und warmes Wasser zur Verfügung zu stellen. Wärmepumpen entziehen einer Umgebung mit i.d.R. geringerer Temperatur – Grundwasser, Erde, Luft – thermische Energie und leiten sie über einen Verdichter an die gewünschte Stelle als Nutzwärme mit höherer Temperatur weiter.

Bei entsprechender Umschalt-Vorrichtung ist es übrigens auch möglich, den Prozess umzukehren und die Räume an einem heißen Sommertag durch die Wärmepumpe angenehm zu kühlen.

Im Haus selbst nimmt die Wärmepumpe kaum Platz ein, Sie können alle notwendigen Vorrichtungen auf 1 bis 2 m^² unterbringen.

Wärmepumpe: Varianten

Je nach Wärmequelle und Wärmeziel der Pumpe bestehen folgende Varianten:

• Die Wasser-Wasser-Wärmepumpe
• die Wasser-Luft-Wärmepumpe,
• die Sole-Wasser-Wärmepumpe (umgangssprachlich die Erdwärmepumpe),
• die Sole-Luft-Wärmepumpe (Erde-Luft-Wärmepumpe),
• die Luft-Luft-Wärmepumpe,
• die Luft-Wasser-Wärmepumpe.

(Die Bezeichnungen sind DIN-genormt; “Sole” ist bei der Erdwärmepumpe die Trägerflüssigkeit, die mit einem Frostschutzsalz bzw. Glykol angereichert wurde.)

Welche Wärmepumpe ist die richtige für Ihr Haus?

Wärmepumpen sind vergleichsweise aufwendig in der Anschaffung und Installation, aber sehr günstig im Betrieb. Welche Wärmepumpe Sie wählen, das hängt von der Situation Ihres Hauses, des Untergrundes, der Tiefe des Grundwassers oder der Nähe von Oberflächen-Gewässern ab – und nicht zuletzt davon, in welcher Höhe Sie investieren möchten.

Die Erdwärmepumpe

Bei der Sole-Wasser-Wärmepumpe oder Erdwärmepumpe kann die Wärme durch flach im Erdreich (in 1 bis 4 m Tiefe) ausgelegte Kollektoren gesammelt werden. Dies setzt eine entsprechend verfügbare Fläche voraus: Sie sollten etwa das Doppelte der zu beheizenden Fläche rechnen – bei 140m² Wohnfläche brauchen Sie rund 280 m² Fläche für die Kollektoren – Fläche, die nicht mit Gartenhaus, Pool oder Carport überbaut werden darf und auch nicht mit tiefwurzelnden Pflanzen überpflanzt werden kann. Dafür betragen die Erschließungskosten nur etwa ein Drittel der Kosten für eine Erdsonde.

Alternative dazu wird eine Erdsonde in eine Tiefe von einigen zehn bis zu 200 Metern hinuntergelassen – wenn der Untergrund es erlaubt. Die Erschließung ist relativ teuer, dafür der Flächenverbrauch gering, die Wirksamkeit hoch. Die Bodentemperatur ist schon in wenigen Metern Tiefe unabhängig von den Jahreszeiten und nimmt alle 100m um ca. 3 Grad zu (vgl. Tabelle).

Bei Neubauten – besonders bei Passivhäusern genutzt – ist es auch möglich, die Erdwärme durch eine thermisch aktivierte Bodenplatte aufzunehmen.

Hier können Sie einen kostenlosen Vergleich von Wärmepumpen
für Ihr Haus anfordern (Neubau)*:

Die Luftwärmepumpe

Bei der Luftwärmepumpe wird die Wärme der Außenluft oder der Abluft entnommen. Bereits bei -20° C lässt sich die Außenluft für die Wärmepumpen-Technik nutzen – wer mit dem Gedanken spielt, eine Wärmepumpe zu installieren, wird sich dafür interessieren, dass die Außenluft-Wärmepumpe den geringsten Installationsaufwand und die günstigsten Anschaffungskosten erfordert. Sie ist nicht größer als eine Waschmaschine, gut in bereits bestehende Bauten zu integrieren und verhältnismäßig leicht nachzurüsten – allerdings hat sie auch den geringsten Wirkungsgrad.

Die Nutzung der Abluft des Hauses eignet sich in erster Linie für Passivhäuser, da sie über eine kontrollierte Lüftung verfügen. Die traditionelle Fensterlüftung außerhalb von Passivhäusern lässt Abwärme unkontrolliert entweichen, daher sind klassische Bauweisen oder Altbauten für eine Abluft-Wärmepumpe nicht geeignet.

Die Wasserwärmepumpe

Die typischste Form der Wasserwärmepumpe nutzt die konstante Wärme des Grundwassers. Es werden zwei Brunnen gebohrt: Ein Entnahme-Brunnen, über den das Grundwasser an die Wärmepumpe herangeführt, und ein Schluck-Brunnen, über den das Wasser wieder zurückgeführt wird. Besonders in Gegenden mit eisenhaltigem Wasser können die Brunnen allerdings verockern und müssen gewartet, im Zweifel sogar neu gebohrt werden.

Ob eine Nutzung von Oberflächenwasser (Flüsse, Seen, Staugewässer) für die Wärmepumpe wirtschaftlich ist, hängt von der Entfernung des Gewässers zum Wärmeziel und der Gewässer-Temperatur im Winter ab. Der “Bach hinter dem Haus” reicht in der Regel nicht aus – nur in größeren Seen oder Stauseen und tieferen Flüssen ist gewährleistet, dass das zumindest die tieferen Gewässer-Schichten auch in härteren Wintern nicht durcheisen.

Die Wärmegewinnung aus Abwasser ist in Privathaushalten nicht rentabel, da Abflüsse in Menge, Verschmutzungsgrad und Temperatur nur höchst unregelmäßig anfallen. Industrie- oder Gewerbeabwässer dagegen enthalten oft, in Zusammensetzung, Menge und Temperatur konstantere Abflüsse – der Betrieb einer Wärmepumpe kann hier durchaus eine höhere Wirtschaftlichkeit bedeuten.

Fazit:

Je nach Investitionssumme und baulicher Lage lassen sich bei klassischen Bauten besonders die Erdwärmepumpe mit Kollektoren oder Erdsonde, die Grundwasser-Wärmepumpe und die Außenluft-Wärmepumpe empfehlen – alle Formen können bereits in der Planungsphase eines neuen Gebäudes geplant und in den Neubau integriert oder auch bei bereits bestehenden Bauten nachgerüstet werden.

Meistverbreitet in Deutschland sind Wärmepumpen mit dem Wärmeziel Wasser – jede zweite neu gesetzte Wärmepumpe in Deutschland ist eine Erdwärmepumpe. Dicht darauf folgt die Wasser-Wasser-Wärmepumpe mit gut 40%. Luft-Wasser-Wärmepumpen werden ebenfalls eingesetzt, aber deutlich seltener – nicht ganz jede zehnte Wärmepumpe in Deutschland ist eine Luft-Wasser-Wärmepumpe.

Einen Sonderfall bilden die Luft-Luft-Wärmepumpen, die nur an Orten mit kontrollierter Belüftung sinnvoll sind – etwa in Passivhäusern. Sie sind in der Regel nicht größer als eine Tiefkühltruhe, entziehen der Abluft des Hauses ihre Restwärme und erzeugen, indem sie diese regelbar an die Raumluft zurückgeben, ein nach Wunsch temperiertes Wohnklima.

Was die Wärmepumpe kostet

Eine Wärmepumpen-Anlage kostet heute etwa so viel wie eine gute konventionelle Heizungsanlage. Dafür sind die Betriebskosten um mehr als die Hälfte geringer. Die meisten Energieversorger bieten eigene, günstigere Strom-Tarife für den Strombedarf von Verdichter und Umwälzpumpe an – für die Wärmepumpe wird in diesem Fall ein zweiter Stromzähler installiert. Über diese Sondertarife wird der Betrieb von Heizungswasser- und Warmwasserbereitungsanlage dann weit unterhalb der sonst üblichen Tarife abgewickelt.

Abhängig von der geologischen Situation Ihres Hauses sollten Sie für ein Einfamilienhaus (rund 175m²) annähernd einplanen:

Diese Werte sind ungefähre Anhaltspunkte, welche die Größenordung der notwendigen Investitionen geben sollen – je nach Haussituation können die jeweiligen Kosten höher oder sogar etwas niedriger ausfallen. Eine individuelle Berechnung erhalten Sie – kostenlos und unverbindlich -, wenn Sie eine der Anfragen auf dieser Seite ausfüllen (getrennt nach Integration in einen Neubau und Nachrüstung in einem bestehenden Bau): Fachbetriebe aus Ihrer Region rechnen eine Wärmepumpe aufgrund Ihrer Angaben individuell für Sie durch – damit erhalten Sie einen brauchbaren Überblick über die derzeit gängigen Modelle, Marken und Preise von Wärmepumpen.

* Die Nutzungsbedingungen finden Sie am Ende dieser Seite.

Hier können Sie den kostenlosen Vergleich von Wärmepumpen
für Ihr Haus kostenlos durchrechnen lassen (bereits bestehende Gebäude)*:

Wie funktioniert die Wärmepumpe?

Technisch lassen sich die Varianten der Wärmepumpen mit dem Wärmeziel Heiß- bzw. Heizwasser auf unterschiedlichen Wegen realisieren. Im Prinzip arbeiten sie alle wie ein umgekehrter Kühlschrank: Ein Kollektorsystem oder eine Sonde nimmt über ein Trägermaterial (z.B. Ammoniak oder andere Kühlflüssigkeiten) Wärme auf, und gibt sie an anderer Stelle wieder ab. Je nach System werden hier verschiedene physikalische Effekte genutzt. Am anschaulichsten lässt sich dies am Beispiel der verbreiteten Verdampfungswärme sehen. Hier wird eine Flüssigkeit als Trägermaterial eingesetzt, die einen sehr niedrigen Siedepunkt hat.

War das Trägermaterial zunächst noch flüssig, geht es bei der geringen Erwärmung in den Wärmepumpen-Kollektoren durch die Umgebung in den gasförmigen Zustand über – die Flüssigkeit verdampft. Das funktioniert, je nach Material, auch bei Minusgraden. Über eine Umwälzpumpe wird der Kreislauf stabil gehalten; das entstandene, minimal erwärmte Gas wird zum Verdichter geführt, der das Gas unter Druck zusammenpresst (verdichtet), wobei es sich weiter aufheizt. Vom Verdichter wird das erhitzte Trägermaterial zu einem Wärmetauscher geleitet, der dem Material die Nutzwärme entnimmt und beispielsweise eine Heizung oder heißes Brauchwasser (Betriebswasser) damit versorgt.

Der Wärmetauscher kann z.B. in einer Heizspirale bestehen, die – wie in einem Wasserkocher – ihre Hitze an die Umgebungsflüssigkeit abgibt. Hierbei verflüssigt sich das Trägermaterial wieder (daher wird der Wärmetauscher auch Verflüssiger genannt), so dass es auf dem Rückweg zur Wärmequelle, frei von Druck, entspannt, bevor es am Kollektor (Verdampfer) erneut Wärme aufnimmt und der Kreislauf

Verdampfen – Verdichten – Verflüssigen – Enspannen

von vorn beginnt.

Wärmepumpe: Leistungsangaben

Die Leistungsangaben für Wärmepumpen folgen den englischen Abkürzungen: A (Air) für Luft, B (Brine) für Sole, W (Water) für Wasser; ein Strägstrich trennt die Angaben für Wärmequelle und Wärmeziel. So bedeutet die Leistungsangabe B0/W36 zum Beispiel, dass eine Sole-Wasser-Wärmepumpe bei einer Umgebungstemperatur von 0°C im Erdreich eine Temperatur von 36°C beim Wärmetauscher abliefern kann. Hierdurch können Sie die Leistungen von Wärmepumpen leichter vergleichen.

Die Umwälzpumpe und / oder der Verdichter werden in der Regel elektrisch betrieben. Dabei liegt das Verhältnis von zugeführter Energie (Strom) und gewonnener Energie bei ungefähr 1:4 – 1 kWh elektrischer Energie muss zugeführt werden, um 4 kWh Heizenergie zu erhalten.

Auch daher ist eine Wärmepumpe eine ausgezeichnete Ergänzung zur Photovoltaik: Der elektrische Strom, den Verdichter bzw. Umwälzpumpe beziehen, wird als selbstverbrauchter Strom mit dem Höchstsatz mit 3,6 bzw. 8 Cent über der Einspeisevergütung gefördert.

Falls eine Wärmepumpe sich für Ihre Haussituation nicht eignet, möchten Sie vielleicht etwas über andere alternative Heizmöglichkeiten erfahren.

Lesen Sie hier mehr über Pelletsheizungen.

Erfahren Sie hier mehr über Solarthermie.

* Nutzungsbedingungen:

Der Berechnungsservice ist unverbindlich und kostenlos. Er wird nur in Deutschland angeboten. Ihre Angaben werden von unserem Partner, der Vermittlungsplattform für Handwerker- und Dienstleistungen Quotatis, absolut vertraulich behandelt und ausschließlich an die beteiligten Fachbetriebe weitergegeben. Unbeteiligte Dritte erhalten Ihre Daten nicht.

A | B | C | D | E | F | G | H | I | J | K | L | M | N | O | P | Q | R | S | T | U | V | W | Z