Wärmepumpe: effizient heizen – je nach Auslegung und Strommix

Eine Wärmepumpe kann ein effizientes Heizsystem sein und – je nach Auslegung und Strommix – den Einsatz fossiler Energieträger im Betrieb reduzieren. Bei einer Wärmepumpe wird die natürliche Energie aus dem Grundwasser (Wasser-Wasser-Wärmepumpen), der Erde (Sole-Wasser-Wärmepumpen) oder der Luft (Luft- oder Luft-Wasser-Wärmepumpen) in nutzbare Wärme für Heizung und Warmwasser umgewandelt. Wärmepumpen können – je nach Gebäude, Auslegung und Strommix – den Energieeinsatz im Heizbetrieb reduzieren und so die Umweltbilanz gegenüber fossilen Heizsystemen verbessern.

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Moderne Wärmepumpen nutzen zur Energiegewinnung verschiedene Quellen: Luft, Boden, Wasser und Abwärme. Je nach den örtlichen Gegebenheiten und der benötigen Wärmemenge muss die richtige Wärmepumpe ausgewählt werden. Folgende grundsätzlichen Wärmepumpen-Systeme gibt es:

Luft-Wasser-Wärmepumpe
Eine Luft-Wasser-Wärmepumpe ist eine besonders platzsparende Wärmepumpe mit vergleichsweise geringen Anschaffungskosten. Diese Wärmepumpe nutzt die Wärme aus der Umgebungsluft für die Energiegewinnung. Ein Ventilator saugt die Umgebungsluft an und bringt sie zu einem eingebauten Luft-Wärmetauscher. Das darin enthaltene Kältemittel kommt mit der warmen Außenluft in Verbindung, erwärmt sich bis es schließlich zu verdampfen beginnt. Nach der Verdichtung und der anschließenden Verflüssigung kann die so gewonnene Wärme zum Heizen oder zur Warmwassergewinnung genutzt werden. Diese Wärmepumpen sind – je nach Gebäude, Aufstellort und Schallschutzanforderungen – in vielen Fällen gut installierbar. Sie werden häufig in privaten Wohngebäuden eingesetzt und können – bei passender Auslegung und geeigneten Heizflächen – als alleiniges Heizsystem inklusive Warmwasserbereitung genutzt werden. Dank moderner Technologien können Wärmepumpen – je nach Gebäudezustand und Heizsystem – auch in älteren Gebäuden sinnvoll eingesetzt werden.

Sole-Wasser-Wärmepumpe
Die Sole/Wasser-Wärmepumpe basiert auf einem bewährten Prinzip und kann – bei passender Auslegung – effizient arbeiten. Sie wird durch Strom angetrieben und kann mithilfe der im Erdboden gespeicherten Wärme – je nach Auslegung und Stromtarif – die laufenden Wärmekosten im Betrieb senken helfen. Je nach Auslegung und Betriebsbedingungen kann eine Erdwärmepumpe aus 1 kWh Strom ein Mehrfaches an nutzbarer Wärme bereitstellen (Kennzahl z. B. COP/Jahresarbeitszahl). Ein großer Teil der benötigten Wärme stammt aus der im Erdreich gespeicherten Umweltwärme; die Gesamtkosten hängen u. a. von Stromtarif, Auslegung und Investition ab. Auch im Sommer lässt sich die Technik der Sole/Wasser-Wärmepumpe nutzen, indem die niedrigen Temperaturen im Erdreich aktiv zum Kühlen der Wohnräume verwendet werden.

Wasser-Wasser-Wärmepumpe
Grundwasser kann – je nach Standort – ein geeigneter Energiespeicher sein und häufig über das Jahr relativ konstante Temperaturen von über zehn Grad Celsius bieten. Das kann – bei geeigneten Bedingungen vor Ort – zu einem über das Jahr hinweg guten Wirkungsgrad der Wasser-Wasser-Wärmepumpe beitragen. Das Grundwasser wird aus einem Förderbrunnen zur Wärmepumpe geleitet. Diese entzieht dem Wasser Wärme, die anschließend zum Heizen und der Warmwasserbereitung verwendet werden. Ein entscheidender Aspekt bei der Planung einer solchen Wärmepumpe ist der Wasserschutz. Die zuständigen Behörden müssen für die Installation eine Genehmigung erteilen.

Luft-Luft-Wärmepumpen (Abluft)
Abluft-Wärmepumpen nutzen die thermische Energie, die die Raumluft durch Heizkörper und Flächenheizungen, aber auch durch Beleuchtung, elektrische Geräte oder Körperwärme aufnimmt. Durch ein System mit kontrollierter Wohnungslüftung, Wärmerückgewinnung und Abluft-Wärmepumpe kann diese Energie – je nach Auslegung – teilweise wieder genutzt werden. Da die Abluft gegenüber der Außenluft nur in begrenzter Menge zur Verfügung steht, muss die Leistung der Abluftwärmepumpe gut eingestellt werden. Sie planen ein System aus kontrollierter Wohnraumlüftung, Wärmerückgewinnung und Abluft-Wärmepumpe als einzige Heizquelle? Dann sollte ihr Haus einen hohen Effizienzstandard haben oder ein sogenanntes Niedrigenergie- oder Effizienzhaus sein.

• Heizen mit Umweltwärme – je nach Strommix mit guter Umweltbilanz
• Kann effizient arbeiten und sich je nach Rahmenbedingungen wirtschaftlich lohnen
• In der Regel geringer Wartungsaufwand (je nach Herstellerangaben)
• Je nach Voraussetzungen sind staatliche Fördermittel möglich
• Kann nicht nur heizen, sondern auch kühlen
• Erfüllt die Anforderungen des Gebäudeenergiegesetzes (GEG)
• Kann die CO2-Emissionen im Heizbetrieb je nach Strommix deutlich reduzieren

Wärmepumpe kaufen

Wärmepumpen entziehen dem Außenbereich Wärme und geben diese an das Haus in Form von Heizenergie ab. Kernprinzip jeder Wärmepumpe ist der Kältekreislauf. Die für diesen Prozess benötigte Energie ist geringer als die am Ende übertragene Wärmeenergie.
Unabhängig davon, ob Wasser, Erde oder Luft als Wärmequelle dient, lässt sich die Grundfunktionsweise, der Kältekreisprozess, aller Wärmepumpen in vier Phasen unterteilen:

Verdampfung: Ein Kältemittel zirkuliert in der Wärmepumpe und verdampft bei niedriger Temperatur und Druck, indem es Wärme aus einer Wärmequelle aufnimmt.

Kompression: Der Dampf wird dann von einem Kompressor angesaugt und verdichtet, wodurch seine Temperatur und sein Druck steigen.

Kondensation: Der heiße Dampf gibt seine Wärme an das Heizsystem oder Warmwasser des Hauses ab, indem er in einem Wärmeübertrager kondensiert. Dabei gibt er seine Energie ab und wird wieder flüssig.

Expansion: Durch ein Expansionsventil wird der Druck des flüssigen Kältemittels reduziert, wodurch es abkühlt und der Kreislauf von vorne beginnen kann.

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Der Einbau einer Wärmepumpe in einem Bestandsgebäude ist in vielen Fällen technisch machbar. Die entscheidende Frage ist oft weniger, ob eine Wärmepumpe grundsätzlich geeignet ist, sondern wie sie passend integriert wird. Dank moderner Technologien und passender Systemlösungen können Wärmepumpen – je nach Gebäude und Heizsystem – auch im Altbau effizient eingesetzt werden.

Welche Wärmepumpe ist die richtige?
Eine individuelle Planung durch uns als Fachbetrieb ist wichtig, um eine passende Lösung für Ihr Gebäude zu finden. Die Wahl des passenden Systems hängt von mehreren Faktoren ab:

• Luft/Wasser-Wärmepumpe: Oft eine naheliegende Option, da sie in vielen Fällen flexibel einsetzbar und mit überschaubarem baulichen Aufwand installierbar ist.

• Sole/Wasser-Wärmepumpe (Erdwärme): Kann bei passenden Bedingungen sehr effizient arbeiten, erfordert jedoch Erdsondenbohrungen oder Flächenkollektoren.

• Wasser/Wasser-Wärmepumpe: Nutzt Grundwasser als Energiequelle, setzt aber eine behördliche Genehmigung voraus.

Kann eine Wärmepumpe in Ihrem Altbau effizient arbeiten?
Wir als Fachbetrieb können prüfen, ob Ihr bestehendes Heizsystem für eine Wärmepumpe geeignet ist oder welche Anpassungen sinnvoll sind. Damit eine Wärmepumpe in der Regel wirtschaftlich arbeitet, sollten folgende Bedingungen möglichst erfüllt sein:

• Niedrige Vorlauftemperaturen: Je niedriger die Vorlauftemperatur des Heizsystems, desto effizienter arbeitet die Wärmepumpe. Ideal sind Temperaturen von 30–40 °C.
• Gute Wärmedämmung: Eine verbesserte Dämmung kann den Wärmebedarf reduzieren und die Effizienz der Wärmepumpe verbessern helfen. Maßnahmen wie Fenster- und Türentausch, Fassadendämmung oder Dachisolierung sind dabei vorteilhaft.
• Passende Heizflächen: Fußboden- und Wandheizungen sind oft gut geeignet, aber auch moderne Heizkörper mit großer Oberfläche (z. B. Niedertemperatur-Heizkörper) können – je nach Auslegung – mit einer Wärmepumpe effizient betrieben werden.

Die Nachrüstung einer Wärmepumpe im Altbau ist technisch möglich und kann – je nach Gebäude, Auslegung und Energiekosten – wirtschaftlich sinnvoll sein. Mit der richtigen Planung kann eine passende Lösung entstehen, die den Energieverbrauch im Heizbetrieb senken hilft und die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen reduzieren kann. Lassen Sie sich individuell beraten – wir unterstützen Sie gerne.

Ja! Viele Bestandsgebäude haben keine Fußbodenheizung, aber das ist kein Ausschlusskriterium für eine Wärmepumpe. Wichtig ist, dass die vorhandenen Heizkörper auf niedrige Vorlauftemperaturen ausgelegt sind.

• Bestehende Heizkörper können oft weiter genutzt werden, wenn sie ausreichend dimensioniert sind.
• Falls notwendig, lassen sich größere oder spezielle Niedertemperatur-Heizkörper nachrüsten.
• Wenn Heizkörper getauscht werden müssen, ist das meist deutlich günstiger als eine komplette Fußbodenheizung.
• Ein hydraulischer Abgleich kann das Heizsystem besser einstellen und die Effizienz der Wärmepumpe verbessern helfen.

Wie viel Sie pro Jahr durch Ihre Wärmepumpe sparen, ist stark von der im Betrieb erreichten Jahresarbeitszahl und dem Verhältnis von Wärmepumpenstrompreis und dem Preis der alternativen fossilen Brennstoffe ab. Je nach Jahresarbeitszahl, Stromtarif, Gebäude und Vergleichssystem sind spürbare Einsparungen bei den laufenden Energiekosten möglich. Die Amortisationszeit hängt u. a. von Investition, Förderung, Energiepreisen und der Jahresarbeitszahl ab und sollte individuell berechnet werden.

Wärmepumpe mit Solarthermie kombinieren
Eine Anlage zur Solarthermie nutzt die kostenlos verfügbare Sonnenenergie als Energiequelle, um Wärme zu erzeugen. Diese Wärme kann dann zur Erwärmung von Gebrauchswasser verwendet werden. Es gibt zwei Möglichkeiten, Solarthermie mit einer Wärmepumpe zu verbinden:
Erstens, die direkte Unterstützung: Hierbei wird die Sonnenenergie unmittelbar in das Heizsystem eingespeist. In Kombination können Solarthermieanlage und Wärmepumpe – passend ausgelegt – die Wärmeversorgung für Heizung und Warmwasser unterstützen.
Zweitens, die indirekte Unterstützung: Bei dieser Methode wird die Solarwärme zur Wärmequelle der Wärmepumpe (z.B. Erdboden) hinzugefügt. Das erhöhte Temperaturniveau kann – je nach Auslegung und Betriebsweise – den Strombedarf der Wärmepumpe reduzieren helfen.

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Wärmepumpe mit Photovoltaik kombinieren
Wärmepumpe und Photovoltaikanlage können sich – passend ausgelegt – sehr gut ergänzen. Mit einer Photovoltaikanlage kann selbst erzeugter Strom – je nach Eigenverbrauch und Auslegung – die Wärmepumpe unterstützen und die laufenden Heizkosten entlasten. Im Gegenzug kann die Wärmepumpe – je nach Eigenverbrauch und Anlagenauslegung – die Nutzung des Solarstroms erhöhen und so die Wirtschaftlichkeit der Photovoltaikanlage verbessern helfen. Auch die Umwelt kann profitieren: Vor Ort erzeugter Solarstrom aus der Photovoltaikanlage ist erneuerbar und kann den Netzstrombezug reduzieren.

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Wärmepumpe mit Gas-Brennwerttechnik kombinieren (Hybrid-Heizung)
Durch die Kombination mit einem Gas-Brennwertgerät entsteht eine Hybrid-Heizung. Dieses System bietet viele Vorteile, da sich die Wärmeerzeuger ergänzen. Sollte die Leistung der Wärmepumpe nicht ausreichen, wird das Gas-Brennwertgerät zugeschaltet, sodass die beiden Wärmeerzeuger parallel arbeiten. Alternativ gibt es auch Systeme, bei denen nur jeweils die Wärmepumpe oder der Brennwertkessel für Wärme und warmes Wasser sorgen. Die Planung einer Hybridheizung erfordert Erfahrung, damit Auslegung und Regelung zum Gebäude passen – wir beraten Sie gern von der Auswahl bis zur Umsetzung.

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Wer mit einer modernen Wärmepumpe heizen will, sollte sich unbedingt vorher über etwaige Zuschüsse und Fördermöglichkeiten informieren. Je nach Förderprogramm können diese Anträge nur vor Beginn der Sanierungsmaßnahmen gestellt werden. Wir unterstützen Sie gerne bei der Orientierung zu Voraussetzungen und der Antragstellung.

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Wärmepumpen dienen nicht nur der Heizung, sondern können auch für angenehme Kühlmomente im Sommer sorgen, sofern sie entsprechend dimensioniert sind. Durch die Umkehrung des Kältekreislaufs wird die Wärmepumpe in den warmen Monaten für Kühlzwecke genutzt. In Verbindung mit einer Fußbodenheizung kann – je nach Auslegung und Bedingungen – eine Absenkung der Raumtemperatur um einige Grad möglich sein. Durch die Verwendung von Gebläsekonvektoren kann – je nach Systemauslegung – eine gezielte Temperierung der Räume unterstützt werden. Die Kühlung kann je nach Umweltwärme und Leistung der Wärmepumpe aktiv oder passiv erfolgen. Es ist jedoch wesentlich zu beachten, dass die Kühlkapazität einer Wärmepumpe nicht mit der herkömmlichen Klimaanlage vergleichbar ist.