VDI-Verbrauchertipps

Häufig gestellte Fragen zum Einsatz von Wärmepumpen

Heizung und Trinkwassererwärmung sind in Privathaushalten die größten Energieverbraucher. Wärmepumpen können eine wirtschaftliche Alternative sein, wenn sie die örtlichen Gegebenheiten (z. B. möglicher Aufstellort, zur Verfügung stehende Wärmequelle, vorhandenes Wärmeübergabesystem) und die zu erwartenden Verbräuche optimal berücksichtigen. Und genau dies wirft viele Fragen auf.

Bild: Alexander Raths/shutterstock.comVDI-Verbrauchertipps-Waermepumpen_702x363

Wie funktioniert eigentlich eine Wärmepumpe?
Die Wärmepumpe ähnelt in ihrer Arbeitsweise einem Kühlschrank, nur der Nutzen (Kühlung oder Erwärmung) ist ein anderer. Bei einem Kühlschrank wird den Lebensmitteln Wärme entzogen, die an die Umgebungsluft abgeführt wird. Bei der Wärmepumpe dagegen wird der Umgebung (Wasser, Luft, Boden) Wärme auf niedrigem Temperaturniveau entzogen, die mithilfe eines Kältemittels bei einer höheren Temperatur an das Heizsystem abgegeben wird.

Warum eine Wärmepumpe einsetzen?
Die Bundesregierung hat klare energie- und umweltpolitische Ziele: Die Verminderung des Primärenergieverbrauchs sowie der CO2-Emissionen und den Einsatz regenerativer Energien. Aufgrund der großen Anzahl bestehender Gebäude steckt in einer effizienten Heiztechnik enormes Potenzial, diese Ziele zu erreichen. Insbesondere Wärmepumpen können hohe Energie- und CO2-Einsparungen bringen. Zurzeit sind in Deutschland etwa 500.000 Elektro-Wärmepumpenanlagen im Betrieb, etwa 60.000 kommen jedes Jahr hinzu. Die Ökobilanz einer Elektro-Wärmepumpe ist abhängig vom Strommix, vom Umgang mit dem Kältemittel und natürlich von ihrer Effizienz. Beim gegenwärtigen Stand der Technik stellt die Wärmepumpe bezüglich des Primärenergiebedarfs mit realisierbaren Einsparungen von bis zu 40 Prozent im Vergleich zur Brennwerttechnik die effizientere Technik dar. Durch den zunehmenden Anteil von regenerativem Strom und effizientere Stromerzeugung verbessern sich die Primärenergie- und Ökobilanz von Wärmepumpen kontinuierlich. So konnte der Primärenergiefaktor für Strom auf 1,8 gesenkt werden. Dieser gibt an, wie viel Primärenergie für eine konkrete Menge an Endenergie notwendig ist.
Weiterer Pluspunkt: Durch den Einsatz von Elektro-Wärmepumpen entstehen im Gegensatz zur Öl- und Gasheizung die Schadstoffemissionen nicht vor Ort, sondern im Wesentlichen in modernen, mit aufwendigen Abgasreinigungsanlagen ausgestatteten Kraftwerken. Dadurch wird ein wesentlicher Beitrag zur Senkung der Immissionen in dicht bebauten Wohngebieten geleistet.

Welche Wärmequellen nutzt eine Wärmepumpe?
Luft und oberflächennahe Geothermie, also Grundwasser und Erdreich mittels Erdwärmesonden oder Erdwärmekollektoren. Effizienter ist eine erdgekoppelte Wärmepumpe. Falls diese nicht infrage kommt, z. B. weil sich das Grundstück nicht eignet oder sie nicht genehmigt wird, dann kann eine Luft-Wasser-Wärmepumpe eingesetzt werden. Im Jahr 2012 waren 57 Prozent der im Betrieb befindlichen Anlagen Luft-Wasser-Wärmepumpen, 40 Prozent Erdreich-Wärmepumpen und 3 Prozent Grundwasser-Wärmepumpen.

Wie wirtschaftlich ist eine Wärmepumpe?
Ob eine Wärmepumpenanlage geringere Kosten verursacht als eine konventionelle Kesselanlage, lässt sich nach der Richtlinie VDI 2067 ermitteln. Dabei wird unterschieden nach Investitionen, betriebsbedingten und verbrauchsbedingten Kosten. Die Investitionen für eine anspruchsvolle energiesparende Technik wie die der Wärmepumpe liegen praktisch immer höher, die Verbrauchskosten dagegen deutlich niedriger als bei konventionellen Systemen. Der Energieverbrauch einer Wärmepumpe hängt vom ermittelten Wärmebedarf des Gebäudes, den Wetterbedingungen, den Gewohnheiten des Nutzers und von der Effizienz der Anlage ab. Die Wirtschaftlichkeit einer Wärmepumpenanlage ergibt sich also aus einer optimierten Anlage, deren bestimmungsgemäßen Betrieb und die energiesparende Nutzung des gesamten Hauses.

Ich will ein Haus bauen. Passt eine Wärmepumpe immer?
Eigentlich ja. Allerdings muss die Auswahl der Wärmequelle die Bedingungen vor Ort und auch die Grundstücksfläche und -lage berücksichtigen. Zudem reicht es nicht aus, dass die Anlagen zum Haus passen, das heißt für ein konkretes Haus und die darin befindliche Heizungsanlage ausgelegt sind. Zusätzlich hat das Verhalten der Nutzer großen Einfluss auf die Jahresarbeitszahl und den Stromverbrauch für Kompressor, Soleumwälzpumpe/Ventilator, Regelung, E-Heizstab usw. Alle diese Einflüsse und deren Auswirkungen auf die Wirtschaftlichkeit der Anlage sind möglichst in einem der Investition vorgelagerten Planungsprozess zu untersuchen. Auf Basis einer solchen Planung kann der spätere Nutzer seine Entscheidung treffen.

Ich brauche für mein Haus eine neue Heizung. Kann ich auf Wärmepumpen umrüsten?
Natürlich. Zuvor ist jedoch zu prüfen, inwieweit die vorhandene Wärmeverteilung und die verwendeten Komponenten einerseits noch den technischen und rechtlichen Anforderungen genügen und andererseits, ob diese für die besonderen Anforderungen, die sich aus dem Betrieb an einer Wärmepumpenanlage ergeben, geeignet sind. Eventuell müssen also vorhandene Heizflächen gegen größere ausgetauscht oder ergänzt werden, um künftig niedrigere Vorlauftemperaturen zu ermöglichen. Auch ein Austausch der vorhandenen Heizkreispumpe(n) oder die Ergänzung des Systems um einen Pufferspeicher kann auf Sie zukommen.

Kann ich meine Heizkörper behalten oder brauche ich unbedingt eine Fußbodenheizung?
Bei der Auslegung von Heizkörper oder Fußbodenheizung ist zu beachten, die Vorlauftemperatur im Heizbetrieb möglichst niedrig gehalten werden muss, um eine hohe Effizienz der Wärmepumpe zu erreichen. Demnach sind also auch Heizkörper für den Betrieb von Wärmepumpen geeignet, allerdings sollte die Auslegungstemperatur maximal 55 °C betragen, je niedriger, desto besser. In energetisch sanierten Gebäuden ist das häufig der Fall. Eine Dämmung wirkt aber nicht auf alle Räume gleichermaßen. Gegebenenfalls müssen also einzelne Heizkörper dort getauscht werden, wo die Gebäudesanierung nur zu einer mäßigen Minderung der Heizlast geführt hat, wie beispielsweise in innen liegenden Bädern.

Kann oder soll ich die Wärmepumpe mit anderen regenerativen Energien wie Solarenergie oder Holzpellets kombinieren?
Eine Kombination von Wärmepumpen-Heizsystemen mit Solarenergie kann die Systemeffizienz durch Reduktion der benötigten Endenergie verbessern. So liefert die Solarstrahlung beispielsweise Wärme aus Kollektoranlagen für die Trinkwassererwärmung im Sommerhalbjahr und unterstützt ein wenig die Heizung. Auch elektrische Energie aus Fotovoltaikanlagen lässt sich nutzen, die Anlagenkonzepte dafür unterscheiden sich von Anbieter zu Anbieter häufig grundlegend voneinander und es liegen noch nicht genügend Erfahrungswerte für eine allgemeine Empfehlung vor. Ebenfalls möglich ist eine Kombination mit Festbrennstoffkesseln, beispielsweise mit Kaminöfen und Wassertasche. Hier sind aber in jedem Fall ein ausreichend großer Pufferspeicher für Heizungswasser und die Installation von Mischventilen in der Heizungsanlage erforderlich.

Auf welche Kennzahlen bei der Auswahl einer Wärmepumpe muss ich achten und was bedeuten sie?
Die Effizienz einer Wärmepumpe wird als Leistungszahl in einem bestimmten Betriebspunkt angegeben, meist COP (Coefficient of Performance) genannt. Dieser Wert liegt je nach Bedingung und Technik zwischen 2,5 und 5, je größer, desto besser. Mit dem COP-Wert lassen sich gleichartige Wärmepumpen unterschiedlicher Fabrikate miteinander vergleichen. Der COP wird von unabhängigen Prüfinstituten nach DIN EN 14511 gemessen und ausgewiesen. Verantwortlich für die Ermittlung des COP-Werts ist der jeweilige Hersteller.
Soll die Effizienz über ein Betriebsjahr ausgedrückt werden, wird die Jahresarbeitszahl (JAZ) verwendet, berechnet als SCOP (Seasonal Coefficient of Performance). Sie gibt an, wie viel nutzbare Wärmeenergie im Verhältnis zur eingesetzten elektrischen Antriebsenergie für den Verdichter und erforderlichen Hilfsenergien, darunter Umwälzpumpen, Wärmequellenpumpen, Ventilatoren und Regelungen, geliefert wird. Eine JAZ von 4 bedeutet beispielsweise, dass 4 Einheiten Wärme für die Raumheizung und Trinkwassererwärmung zur Verfügung stehen, die 1 Einheit elektrischer Strom mit 3 Einheiten kostenloser Wärme aus der Umwelt bereitstellt. Mit dem SCOP-Wert lassen sich Wärmepumpenanlagen unterschiedlicher Konzeption miteinander vergleichen und bewerten. Für den Bauherren ist dieser Wert wichtig für den Antrag einer öffentlichen Förderung. Dafür muss er auch die Jahresarbeitszahl ermitteln, was nicht ganz einfach ist. Es gibt verschiedene Verfahren, eins davon beschreibt die Richtlinie VDI 4650 Blatt 1.

Bekomme ich eine Förderung und wenn ja, wie hoch ist sie? Welche Bedingungen soll ich dafür erfüllen?
Wärmepumpen werden durch staatliche Stellen wie BAFA und KfW, aber auch durch regionale Programme der Bundesländer und Stromversorger gefördert. Das BAFA fördert nur Wärmepumpen, die in Bestandsgebäuden eingesetzt werden und Wärme für die Raumheizung und Warmwasserbereitung liefern. Neubauten sind von der Förderung ausgeschlossen. Informationen zu Förderbedingungen, Fördersätzen und förderfähigen Wärmepumpen erfahren Sie auf der Internetseite des BAFA.

Für zinsgünstige Kredite, Darlehen oder Investitionszuschüsse durch die Kreditanstalt für Wiederaufbau (KFW) ist ausschlaggebend, ob es sich um einen Neubau oder eine Nachrüstung handelt und die zu erwartende Effizienz der Wärmepumpe.

Fragen rund um das Thema Heizkostenabrechnung haben wir hier für Sie zusammengestellt.

Wie ein Ingenieur nicht nur die Heiztechnik, sondern ganze Häuser für die Energiewende fit macht, zeigen wir Euch in unserer aktuellen Ingenieurgeschichte. Ihr könnt mit dem Thema Ingenieurgeschichten nicht so recht etwas anfangen? Kein Problem, wir klären auf: „Was sind eigentlich die VDI Ingenieurgeschichten?“

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Iris_LindnerAutorin: Iris Lindner
Die Diplom-Ingenieurin (FH) ist für uns in Sachen Berichterstattung rund um die VDI-Richtlinien in den sozialen Netzwerken unterwegs.

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8 Gedanken zu “Häufig gestellte Fragen zum Einsatz von Wärmepumpen

  1. Die Wärmepumpe als steuerbarer Stromverbraucher wird die Zukunft bestimmen, es fehlen jedoch eine solide Unterstützung von tätigen Architekten und Ingenieuren.
    Mich begegnen bei Planungslösungen ständig Vergleiche zu fossilen Energieträgern wie Gas und Heizöl. Die Bewertung einer WP zu der Jahresarbeitszahl wird nicht qualitativ allumfassend bewertet, wenn ich die WP mittels einem kalten Nahwärmenetz betreibe, dass ganzjährig im Einsatz ist (Heizen und Kühlen) stellen sich zur Wirtschaftlichkeit vollkommene andere Betriebsbedingungen ein.
    Ein kaltes Nahwärmenetz gespeist aus ruhenden Oberflächengewässer (4-8 grd.C) mit einer WP ersetzt jeden Heizkessel – locker bis 120 grd C Vorlauftemperatur.
    Betreibt ein Contractor die komplette energetische Versorgung einer Kommune, von der Wasseraufnahme, dem Kunststoffversorgungsnetzes und die WP beim Verbraucher so gelangt er zum Stromtarif als Industrieabnehmer ( Tarif zur Zeit ca. 2,8 Cent/kWh plus Zuschläge).
    Alles zum Sehen und Lesen am Stand Nr.42 auf der „Woche der Umwelt“.

  2. Ich bin tatsächlich ein großer Fan von Wärmepumpen geworden. Wir haben das vor einigen Jahren mal bei einer anderen Firma gesehen und ich fand es echt billiant wie schnell die Räume warm wurden. Wir haben jetzt seit einiger Zeit eine Wärmepumpe von Sutertech im Betrieb und sind absolut zufrieden.

    lg

  3. Bekannte wollen auch auf Wärmepumpen umsteigen. So lange der Strompreis so moderat bleibt scheines eine gute Alternative zum Öl zu sein. Wenn sie es mit der PV-Anlage koppeln können sie noch zusätzlich sparen.

  4. Meinen besten Dank für solche präzisen Infos zur Wärmepumpe! Ich habe solche bei meinem Freund gesehen. Nun aber steht das Elternhaus an der Reihe. Nach unseren Überlegungen wäre eine Erdwärmepumpe die mögliche Lösung für uns. Mit dem Montageort haben wir uns aber noch nicht verabredet. Recht vielen Dank für die sinnvollen Ratschläge!

  5. Ich denke wir werden uns auch eine Wärmepumpe anschaffen. Obwohl die Anschaffungskosten für ein energiesparendes System höher liegen. Denn ich denke ebenfalls, dass sich der niedrige Verbrauch auf lange Sicht rechnet.

  6. Ein Nachbar von mir ließ sich eine Wärmepumpe einbauen. So konnte er nicht nur Energieverbrauch senken, sondern auch Geld sparen. Ich bin der Meinung, der Einsatz regenerativer Energien zum Umweltschutz beiträgt.

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