Wärmepumpe: Sehr gern – oder lieber doch nicht?
Wie kann ich, wie soll ich, und vor allem – wie darf ich in Zukunft meine Wohnung oder mein Haus beheizen und mit Warmwasser versorgen?
Auf diese Frage gibt es eine verwirrende Vielzahl von Antworten. Sie teilen sich grob in zwei Gruppen: Solche, die auf naturwissenschaftlichen Grundlagen wie der Bauphysik oder der technischen Wärmelehre aufbauen – und solchen, die momentan in einem recht chaotischen Diskussionsprozess auf der Grundlage des Klimaschutzes gefunden oder auch nicht gefunden werden. Der Haken dabei ist, dass diese beiden Typen von Antworten auch noch miteinander verbunden und verzahnt sind.
Um in diesem komplexen Problemfeld wenigstens einige grundlegende Lösungen zu finden, empfiehlt es sich, zuerst einmal die naturwissenschaftlich-technischen Grundlagen zu betrachten.
Wer hier eine umfassende Darstellung sucht, findet Änderung des Gebäudeenergiegesetzes
und mehrerer Verordnungen zur Umstellung der Wärmeversorgung auf
erneuerbare Energien diese unter anderem in einem 12-teiligen Blog des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesystem ISE https://blog.innovation4e.de/author/miaram/. Hier finden sich auch Beschreibungen und Vergleiche, welche Typen von Wärmepumpen für verschiedene Anwendungen und Umgebungen geeignet sind.
So nutzen etwa Luft-Wasser-Wärmepumpen die Außenluft als Energiequelle und wandeln sie in Wärmeenergie um, die für Heizzwecke genutzt werden kann. Wasser-Wasser-Wärmepumpen greifen auf das Grundwasser, Oberflächenwasser oder das Abwasser als Energiequelle zu. Sole-Wasser-Wärmepumpen wiederum beziehen ihre Energie aus Erdwärme mithilfe einer Flüssigkeit (Sole), die in einem geschlossenen System zirkuliert. Hybrid-Wärmepumpen nutzen hingegen sowohl die Luft, als auch die Erdwärme und eventuell zusätzlich Solarstrom als Energiequellen, zwischen denen sie wechseln können. Die Wahl der richtigen Wärmepumpe hängt dabei von verschiedenen Faktoren ab, wie z.B. der Größe des Gebäudes, dem Energiebedarf und den lokalen Gegebenheiten, etwa dem Platz zur Aufstellung von Wärmepumpen im Luftstrom oder für Bohrungen ins Erdreich.Formularbeginn
In jedem Falle sind die möglichen Vorteile des Einsatzes des einer Wärmepumpe für Besitzer eines Eigenheims oder einer Eigentumswohnung vielfältig. So können Wärmepumpen langfristig zu erheblichen Kosteneinsparungen führen, da sie wesentlich effizienter arbeiten als herkömmliche Heizsysteme. Durch den Einsatz von erneuerbaren Energiequellen wie der Umgebungsluft oder dem Erdreich lässt sich der Energieverbrauch deutlich reduzieren. Das macht sich langfristig in niedrigeren Heizkosten bemerkbar. Eine Wärmepumpe kann zudem den Wert einer Immobilie erhöhen. Energieeffiziente Gebäude sind nämlich auf dem Markt gefragt und erzielen oft höhere Verkaufspreise als vergleichbare Gebäude mit herkömmlichen Heizsystemen. Zudem bieten Wärmepumpen einen hohen Komfort und hohe Versorgungssicherheit, da sie leise arbeiten und wenig Platz benötigen
Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass sich nicht jedes Gebäude für den Einsatz einer Wärmepumpe eignet, und dass stets eine individuelle Prüfung der Rahmenbedingungen notwendig ist.
Wer sich erst einmal pragmatisch damit auseinandersetzen will, ob sich für sein Haus oder seine Wohnung eine Wärmepumpe lohnen könnte, findet eine Orientierung mithilfe einiger Kennzahlen. Diese Größen beschreiben die Rahmenbedingungen des Einsatzes der Wärmepumpe und erlauben eine Einschätzung dazu, ob die Vorteile dieser Lösung im speziellen Falle zu Tragen kommen können.
So ist zuerst einmal der Wärmebedarf ein wichtiger Faktor bei der Entscheidung, ob sich eine Wärmepumpe lohnt. Der Wärmebedarf eines Gebäudes oder einer Wohnung hängt von mehreren Faktoren ab. Dazu gehören die Fläche, die Qualität der Dämmung und die Außentemperatur, für welche die Wärmepumpe ausgelegt wird.
Häufig ist zu hören, dass sich Wärmepumpen für schlecht gedämmte Gebäude im Bestand nicht lohnen, weil hier zu hohe Heiztemperaturen erforderlich sind. Dr. Marek Miara, der Koordinator für Wärmepumpen am Fraunhofer ISE, gab dazu in einem Interview mit dem MDR (https://www.youtube.com/watch?v=hRG0MI_Hj6o) eine Orientierung, unter welchen Bedingungen Wärmepumpen auch in nicht sanierten Gebäuden eingesetzt werden können. Seine Grenzwert-Regel lautet, dass Gebäude mit einem Energieverbrauch unter 150 KWh pro Quadratmeter Grundfläche und Jahr sich für den Einsatz einer Wärmepumpe eignen. Hier ist es möglich, auch vorhandene Heizsysteme mit Heizkörpern statt Fußbodenheizungen zu nutzen. Liegt der Energieverbrauch höher, sollte zunächst das Gebäude energetisch saniert werden.
Eine Orientierung zu Typ und Auslegung der Wärmepumpe bietet die Jahresarbeitszahl (JAZ). Diese gibt an, wie viel Nutzwärme eine Wärmepumpe bezogen auf die eingesetzte elektrische Arbeit, beides gemessen in kWh, im Laufe eines Jahres erzeugt. Je höher die JAZ, desto effizienter ist die Wärmepumpe. Die JAZ hängt von verschiedenen Faktoren ab, etwa der Wärmepumpenart, der Größe und Leistung der Anlage, dem Heiz- und Warmwassersystem sowie den klimatischen Bedingungen. Als grobe Orientierung gilt, dass eine Luft-Wasser-Wärmepumpe im Jahresdurchschnitt eine JAZ von etwa 3-4 erreicht. Eine Erd-Wasser-Wärmepumpe, die Wärmequellen höherer Temperatur nutzt, kann JAZ-Werte bis 5 oder mehr erreichen.
Eine wichtige Rolle spielen bei Entscheidungen zu Wärmepumpen natürlich auch die Investitionskosten. Diese variieren je nach Art der Wärmepumpe sowie Größe und Zustand des Hauses und der vorhandenen Heizungsanlagen zuweilen beträchtlich. Sie müssen jedoch in die Gesamtbetrachtung einbezogen werden, um qualifiziert beurteilen zu können, ob sich eine Wärmepumpe langfristig lohnt.
Die Entscheidung für oder gegen eine Umrüstung hängt jedoch nicht zuletzt auch von politischen und gesamtstaatlichen wirtschaftlichen Entscheidungen ab, die häufig unerwartet und mir überraschenden Ergebnissen getroffen werden. Dazu gehören etwa die Vorstellungen der Bundesregierung zu verpflichtenden Wechseln der Heizsysteme eventuell schon in nächster Zukunft. Darüber hinaus existieren bereits verschiedene Fördermöglichkeiten wie etwa staatliche Zuschüsse, Kredite oder steuerliche Vergünstigungen, welche die Investitionskosten für die Wärmepumpe und deren die Installation reduzieren können. Aber auch hier können die zahlreichen vorhandenen Vorstellungen verschiedener politischer Kräfte und Interessengruppen eine klare Vorschau in die Zukunft sehr schwierig gestalten.
Ebenfalls politisch beeinflusst wird die Entwicklung der Strompreise sein. Da eine Wärmepumpe für ihren Betrieb Strom benötigt, ist das ein wichtiger Faktor bei der Berechnung der Kosten. Ein niedriger Strompreis trägt entscheidend dazu bei, die Betriebskosten zu senken.
Diese Kennzahlen und Überlegungen können bei der Entscheidung helfen, ob sich eine Wärmepumpe für ein Eigenheim oder auch eine Wohnung in einem Mehrfamilienhaus lohnt. Es ist jedoch wichtig, alle Faktoren sorgfältig zu wichten und zu berücksichtigen. Da das bestimmte technische Kenntnisse ebenso verlangt wie die Bereitschaft, die weitere Entwicklungen von Gesetzen und Vorschriften zu verfolgen, wird der Laie dazu kaum in der Lage sein. Es empfiehlt sich deshalb, gegebenenfalls fachkundige Beratung einzuholen, um eine fundierte Entscheidung treffen zu können.
Kasten 1
Kennzahlen der Effizienz von Wärmepumpen-Anlagen
Die Effizienz einer Wärmepumpe hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie z.B. der Temperaturdifferenz zwischen der Wärmequelle und dem Wärmesenke, der Art der Wärmequelle und des Wärmesenke, der Größe der Wärmepumpe und der Leistung des Verdichters.
Die Effizienz einer Wärmepumpe wird üblicherweise durch den sogenannten COP (Coefficient of Performance) gemessen. Der COP gibt das Verhältnis der abgegebenen Heizleistung zur aufgenommenen elektrischen Leistung an.
Ein COP von 4 bedeutet beispielsweise, dass die Wärmepumpe 4 kW Heizleistung erzeugt, während sie 1 kW elektrische Leistung aufnimmt.
Die Effizienz einer Wärmepumpe kann je nach Anwendungsfall und Einsatzbedingungen sehr unterschiedlich sein. In der Regel sind moderne Wärmepumpen jedoch sehr effizient und können bei geeigneten Bedingungen einen COP von über 4 erreichen.
Kasten 2
Was ist der Unterschied zwischen COP und JAZ?
Der COP (Coefficient of Performance) und der JAZ (Jahresarbeitszahl) sind beides Kennzahlen, die die Effizienz von Wärmepumpen beschreiben, aber sie sind unterschiedlich definiert und werden in unterschiedlichen Kontexten verwendet.
Der COP gibt das Verhältnis der abgegebenen Heizleistung zur aufgenommenen elektrischen Leistung an. Ein COP von 4 bedeutet beispielsweise, dass die Wärmepumpe 4 kW Heizleistung erzeugt, während sie 1 kW elektrische Leistung aufnimmt. Der COP wird üblicherweise für eine bestimmte Betriebstemperatur angegeben und bezieht sich auf den Betrieb der Wärmepumpe zu einem bestimmten Zeitpunkt.
Die JAZ hingegen gibt das Verhältnis der abgegebenen Heizleistung zur aufgenommenen elektrischen Leistung über einen längeren Zeitraum, typischerweise ein Jahr, an. Die JAZ berücksichtigt also den Einfluss der Außentemperatur und der Betriebsbedingungen auf die Effizienz der Wärmepumpe über einen längeren Zeitraum. Die JAZ wird üblicherweise als Durchschnittswert über das gesamte Jahr angegeben.
Die JAZ ist eine bessere Kennzahl als der COP, um die tatsächliche Effizienz einer Wärmepumpe im realen Betrieb zu bewerten. Der COP gibt nur eine Momentaufnahme der Effizienz wieder und berücksichtigt nicht die saisonalen Schwankungen der Außentemperatur.
