Wärmepumpe für Heizung und Warmwasser:
Funktionsweise, Voraussetzungen, Kosten
Wärmepumpen nutzen Energie aus der Umwelt, um Heizwärme zu erzeugen. Im Neubau ist die zukunftsfähige Technologie inzwischen Standard. Die Wärmepumpe für Warmwasser und Heizung eignet sich aber auch für viele Bestandsgebäude. Damit die Anlagen effizient arbeiten, sind allerdings einige Dinge zu beachten.
Hier erfahren Sie, welche das sind, welche Kosten für eine Wärmepumpenheizung anfallen und wann sich eine Wärmepumpe im Altbau lohnt.
Funktionsweise einer Wärmepumpenheizung
Das Funktionsprinzip der Wärmepumpe lässt sich mit dem des Kühlschranks vergleichen. Während dieser jedoch seinem Innenraum Wärme entzieht und nach außen abgibt, entzieht die Wärmepumpe dem Außenbereich Wärme und befördert sie als Heizenergie nach drinnen.
Eine Wärmepumpenheizung besteht aus drei Teilen: einer Wärmequellenanlage, der eigentlichen Wärmepumpe und einem Wärmeverteil- und Speichersystem. In der Wärmequellenanlage zirkuliert eine Flüssigkeit, die Umweltwärme aufnimmt und diese zur Wärmepumpe transportiert. Eine Ausnahme bildet die Luftwärmepumpe, die Außenluft über einen Ventilator anzieht und damit der Wärmepumpe die Umgebungswärme zuführt.
In der Wärmepumpe wird die Umweltenergie auf ein in einem Kreislauf zirkulierendes Kältemittel übertragen. Dieses verdampft und wird zu einem Verdichter bzw. Kompressor weitergeleitet. Durch die Druckerhöhung steigt das Temperaturniveau des Kältemittels deutlich. Das heiße Kältemittelgas gelangt in einen weiteren Wärmetauscher, in dem es die Wärme an den Wärmespeicher des Heizsystems abgibt. Die Abkühlung bewirkt die Verflüssigung des Kältemittels. Über ein Expansionsventil wird der Flüssigkeit der Druck entzogen, wodurch es auf die ursprüngliche Temperatur abkühlt. Dann beginnt das Ganze von vorn.
Wärme im Winter - wie funktioniert das?
Solange die Temperatur der Wärmequelle (Wasser, Luft oder Erdreich) nicht unter den Siedepunkt des Wärme transportierenden Kältemittels sinkt, kann die Wärmepumpe effizient Wärmeenergie für die Heizung oder die Warmwasseraufbereitung erzeugen.
Da der Siedepunkt gängiger Kältemittel zwischen -57 und -12 °C liegt, ist ein zuverlässiger Heizbetrieb auch in der kalten Jahreszeit gewährleistet. Sollte es kurzzeitig doch einmal so eisig werden, dass die Anlage an ihre Leistungsgrenze stößt, kommt ein zusätzlich integrierter Elektroheizstab zum Einsatz. Das passiert in unseren Breiten aber allenfalls bei Wärmepumpen, die ihre Energie aus der Luft ziehen.
Sole/Wasser-Wärmepumpen und Wasser/Wasser-Wärmepumpen haben im Winter einen höheren Wirkungsgrad als die Luftwärmepumpe, da ihre unterirdisch gelegenen Energiequellen deutlich geringeren Temperaturschwankungen unterliegen als die Luft. Nur wenige Meter unter der Erdoberfläche liegen die Temperaturen das ganze Jahr über bei circa zehn Grad Celsius.
Wann ist eine Wärmepumpenheizung im Altbau möglich?
Wärmepumpenanlagen gelten als sparsam und umweltfreundlich. In der Praxis können sie ihre Vorteile aber nur ausspielen, wenn die Voraussetzungen passen. Dabei kommt es insbesondere auf eine niedrige Vorlauftemperatur der Heizung an. Hierfür bedarf es einer energiesparenden Dämmung sowie großflächiger Heizkörper oder Flächenheizsystemen im Allgemeinen.
Ob sich das Heizen mit Wärmepumpe in Ihrem Altbau lohnt, können Sie über einen einfachen Test herausfinden. Hierzu müssen Sie lediglich die Vorlauftemperatur an einem kalten Tag auf 45 bis 50 °C begrenzen und dann die Thermostate aufdrehen. Wird es im Haus gemütlich warm, kann sich das Nachrüsten einer Wärmepumpe lohnen. Bleibt es hingegen kalt, empfiehlt es sich, die Heizlast durch einen Installateur ermitteln zu lassen. Anhand dieser Information können Sie feststellen, ob sich die Bedingungen für eine Heizung mit Wärmepumpe bereits durch den Austausch der Heizkörper ausreichend verbessern ließen.
In aller Regel können Sie davon ausgehen, dass sich in einem gänzlich ungedämmten Altbau eine Wärmepumpenheizung nicht lohnt. Bei einer zwar vorhandenen, aber mangelhaften Dämmung, reicht die Heizleistung der Wärmepumpe ohne Fußbodenheizung meist ebenfalls nicht. Wurde das Haus hingegen einer umfassenden energetischen Sanierung unterzogen, kann sich das Wärmepumpe Nachrüsten durchaus lohnen. Um eine optimale Heizleistung zu erzielen, ist es jedoch ratsam, alte Heizkörper gegen spezielle Wärmepumpenheizkörper auszutauschen.
Wärmepumpenheizung: Diese Kosten fallen an
Die Kosten für die Wärmepumpe im Einfamilienhaus liegen je nach Art und Erschließungsaufwand bei 13.000 bis 30.000 Euro. Am niedrigsten sind die Kosten für die Luftwärmepumpe. Deutlich teurer ist die Erdwärmepumpe, da hierfür ein wesentlich größerer Installationsaufwand anfällt. Die höheren Kosten für diese Wärmepumpe machen sich jedoch meistens bezahlt, da sie einen höheren Wirkungsgrad besitzt als die Luftwärmepumpe.
Die Betriebskosten von Wärmepumpenheizungen hängen vorrangig vom Stromverbrauch der Wärmepumpe ab. Für diesen wiederum spielt die Effizienz der Anlage eine wesentliche Rolle. Ein wichtiger Faktor hierfür ist die Jahresarbeitszahl, die die Wärmeausbeute in ein vergleichbares Verhältnis zum benötigten Strom setzt. Je höher dieser Wert, desto besser.
Moderne Luftwärmepumpen liegen bei Jahresarbeitszahlen von rund 3,5, Sole-Wasser- und Wasser-Wasser-Wärmepumpen bei circa 3,8 und 4. Entsprechend fallen bei der Luftwärmepumpe die Betriebskosten mit etwa 1.000 Euro pro Jahr am höchsten aus. Im Mittelfeld liegt die Wasser/Wasser-Wärmepumpe mit Kosten von 500 bis 800 Euro. Die Sole/Wasser-Wärmepumpe punktet mit nur 400 bis 500 Euro Betriebskosten pro Jahr.
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