Wärmepumpen

Eine relativ einfache und meist kostengünstige Installation, weniger Platzbedarf als andere Heizungsformen und nachhaltige Wärme: Wärmepumpen bestechen mit zahlreichen Vorteilen – und werden aktuell vom Bund gefördert.

Wie funktioniert eine Wärmepumpe

Eine Wärmepumpe nutzt die im Erdreich, im Grundwasser oder in der Luft vorhandene Wärme und "pumpt" sie mithilfe von elektrischer Energie in ein zu beheizendes System. In der Regel werden Wärmepumpen mit sogenannten "Arbeitsmedien" betrieben, die bei niedrigem Druck verdampfen und ihrer Umgebung dabei Wärme entziehen (z.B. dem Grundwasser oder der Erde). Das Arbeitsmedium wird danach in einem Kompressor verdichtet, wird wieder flüssig und gibt dabei Wärme ab (an das zu beheizenden System). Danach wird es wieder entspannt und nach außen zum Verdampfer geleitet. Für den Prozess sind vier wesentliche Komponenten notwendig: der Kondensator, die Drossel, der Verdampfer und der Kompressor.

Grundsätzlich gilt: Je wärmer die Quelle, desto besser!

Als Arbeitsmedien (auch Kältemittel) wurden bis in die 1990er Jahre FCKW-haltige Mittel (Fluorchlorkohlenwasserstoffe) verwendet, die bei Freisetzung die Ozonschicht der Erdatmosphäre beschädigen. Als Ersatz verwendete Fluorkohlenwasserstoffe (FKW) wie R-134A oder R-404A schädigen die Ozonschicht nicht, tragen aber zum Treibhauseffekt bei. Als natürliche Kältemittel gelten reine Kohlenwasserstoffe wie Propan (R-290) oder Isobutan (R-600a). Außerdem können auch Ammoniak (R-717) oder CO2 (R-744) als Kältemittel verwendet werden.

Wärmepumpentypen und deren Anwendungsbereiche

Luft-Wasser-Wärmepumpen

Die Luft-Wasser-Wärmepumpe gewinnt Energie aus der Umgebungsluft und überführt diese in ein Heizsystem. Da keine Bohrungen bzw. Leitungen notwendig sind, ist diese Variante sowohl in der Anschaffung als auch in der Montage kostengünstiger als andere Bauarten. Da in der Luft jedoch weniger Wärme enthalten ist, als z.B. im Erdreich, ist der Stromverbrauch höher und die Wärmepumpe nicht so energieeffizient wie andere Technologien. Außerdem benötigt sie ein Außengerät, um die Luft zum Kältemittel zu bringen.

VorteileNachteile
KostengünstigHöherer Stromverbrauch
Kann nachgerüstet werdenAußengerät notwendig
Geringer PlatzbedarfRelativ hohe Lärmerzeugung

Sole-Wasser-Wärmepumpe

Eine Sole-Wasser-Wärmepumpe entnimmt die Wärme aus dem Erdboden. Damit diese Energie nutzbar wird, kann die Erdwärme auf zwei unterschiedliche Arten aufgenommen werden:

  • mittels Erdkollektoren, die auf einer großen Fläche relativ knapp unter der Erdoberfläche (ca. 120 cm) verlegt werden
  • mithilfe von Erdsonden, die vertikal bis zu einer Tiefe von 250 Metern in das Erdreich gebohrt werden. Dort ist es wesentlich wärmer, weshalb keine große Fläche benötigt wird
VorteileNachteile
Hohe EnergieeffizienzRelativ teuer
Geringer WartungsaufwandHoher Platzbedarf unter der Erde
Kein Außengerät notwendig 

Wasser-Wasser-Wärmepumpen

Wasser-Wasser-Wärmepumpen benutzen die im Grundwasser enthaltene Wärme. Da Grundwasser das ganze Jahr über eine ähnliche Temperatur hat, ist es sehr gut als Wärmequelle geeignet. Für die Installation ist zunächst ein Förderbrunnen notwendig, dessen Tiefe sich nach der Höhe des Grundwasserspiegels richtet. Aus diesem wird das Grundwasser zur eigentlichen Wärmepumpe geleitet, wo der Wärmeaustausch stattfindet.

VorteilNachteil
Hohe EnergieeffizienzTeuer und aufwändig
Geringer PlatzbedarfEigene Pumpe im Brunnen notwenig

Direktverdampfer-Wärmepumpe

Sogenannte Direktverdampfer-Wärmepumpen funktionieren ähnliche wie Sole-Wasser-Wärmepumpen mit Flachkollektoren. Der einzige Unterschied: es gibt keinen Wärmeaustausch zwischen Solekreislauf und Kältemittel. Stattdessen zirkuliert das Arbeitsmedium selbst in den Kollektoren und wird in der Wärmepumpe "direkt" verdampft. Für diese Technologie wird eine Kollektorfläche von mindestens 240 m² benötigt.

Wie erkenne ich effiziente Wärmepumpen?

Energieeffizienz

Um die Energieeffizienz und die Qualität einer Wärmepumpe beurteilen zu können gibt es einige aussagekräftige Kennzahlen. Diese finden sich auch am 2015 eingeführten EU-Energielabel.

Die Jahreszeitbedinge Raumheizungs-Energieeffizienz bezeichnet das Verhältnis des von einem Raumheizungsgerät gedeckten Raumheizungsbedarfs in einer bestimmten Heizperiode und dem jährlichen Energieverbrauch zur Deckung dieses Bedarfs in %. Dieser Wert existiert für wärmere, durchschnittliche und kältere Klimaverhältnisse. Er entscheidet außerdem über die Energieeffizienzklasse des Geräts. Für viele Gegenden in Österreich gelten eher kältere Klimaverhältnisse, weshalb auch dieser Wert berücksichtigt werden sollte.

Wärmeleistung

Die Wärmenennleistung bezeichnet die vom Hersteller angegebene Wärmeleistung eines Heizgeräts beim Betrieb zur Raumheizung und, gegebenenfalls, bei der Warmwasserbereitung. Welche Leistung eine Wärmepumpe liefern muss, hängt in erster Linie von der Größe des zu beheizenden Bereichs ab, es spielt allerdings auch die Wärmepumpe eine wichtige Rolle. Als Anhaltspunkt können folgende Schätzwerte verwendet werden:

GebäudestandardHeizwärmebedarf
Passivhaus0,015 kW/m²
Neubau mit Standardwärmedämmung0,06 kW/m²
Sanierter Altbau mit Wärmedämmung0,08 kW/m²
Neubau ohne Wärmedämmung0,08 kW/m²
Altbau ohne Wärmedämmung0,12 kW/m²

Schallleistungspegel

Der Schallleistungspegel ist bei Wärmepumpen unbedingt zu berücksichtigen, da die Geräte beträchtliche Lautstärken erreichen können. Vor allem bei Luft-Wasser-Wärmepumpen ist hier Vorsicht geboten, da auch das Außengerät Lautstärken von über 70 dB erreichen kann, was gerade in dicht besiedelten Gebieten durchaus unerwünscht sein kann.

Empfehlung für die Produktauswahl

Folgende Tipps können Sie beim Kauf der richtigen Wärmepumpe unterstützen:

  • Wärmepumpen eignen sich vor allem für gut gedämmte Gebäude
  • Informieren Sie sich ausreichend über mögliche Förderungen
  • Klären Sie die Rahmenbedingungen: Gewünschte Raumtemperatur, Warmwasserbereitung (ja/nein)
  • Wählen Sie die richtige Leistung für Ihre Situation (nicht überdimensionieren!)
  • Je wärmer die Quelle, desto effizienter die Heizung
  • Achten Sie auf die Qualität der Wärmepumpe (EU-Energielabel, EHPA-Gütesiegel)
  • Lassen Sie Ihr installiertes System regelmäßig warten und überprüfen

Topprodukte

Kombination mit anderen Technologien

Kombination mit Solarthermie

Eine weitere Möglichkeit, die Wärmepumpe zu unterstützen ist die kombinierte Anwendung mit einer Solarthermie-Anlage. Die zusätzliche Wärmeleistung durch Sonnenenergie kann auf zwei verschiedene Arten genutzt werden:

  • Direkte Unterstützung: Die Sonnenenergie wird dem Heizkreislauf direkt zugeführt oder zur Warmwasserbereitung verwendet.
  • Indirekte Unterstützung durch Wärmerückführung: Überschüssige Sonnenenergie kann in das Erdreich zurückgeleitet werden, um dort ein zu starkes Auskühlen zu verhindern und so die Effizienz der Wärmepumpe zu steigern.

Kombination mit PV-Anlagen

Da die Wärmepumpe mit Strom betrieben wird, der in den meisten Fällen aus Kraftwerken mit schlechter Umweltbilanz bezogen wird, bietet es sich an, die Wärmepumpe mit Strom aus einer Photovoltaikanlage zu betreiben. Dazu sei jedoch vorweg gesagt, dass die Wärmepumpe in den meisten Fällen mit einer PV-Anlage nicht autark betrieben werden kann, da die Perioden, in denen die Wärmepumpe am ehesten betrieben wird (Winter) und in denen die PV-Anlage am meisten Strom liefert (Sommer), sich kaum überschneiden und die Speicherung von Strom nach wie vor nicht wirtschaftlich ist. Wenn man den jährlichen Energieverbrauch der Wärmepumpe aber der jährlichen Stromerzeugung durch die PV-Anlage gegenüberstellt, können sich diese durchaus ausgleichen, wodurch man über das Jahr hinweg gesehen de facto CO2-neutral heizen kann.

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