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Sie versorgen uns mit Leben und können uns Wärme spenden: Erde, Wasser und Luft. Mit der Wärmepumpe haben sie ihren großen Auftritt in Sachen Energieerzeugung. Und helfen dabei, dass die Energiewende gelingen kann.

Eine Technologie mit Zukunft

Sie sind so omnipräsent, dass wir sie fast nicht mehr wahrnehmen: Wasser, Erde und Luft. Die drei Elemente sind wichtige Unterstützer in unserem Alltag, ohne sie gibt es kein Leben. Auch können sie uns das ganze Jahr zuverlässig mit Wärme versorgen, die für einen ganzen Haushalt reicht. Diese nachhaltige und ressourcen­schonende Form der Energieversorgung gelingt mit einer Wärmepumpe. Dabei verbirgt sich hinter diesem Wort nicht nur moderne Technik, sondern durchaus auch ein wenig Poesie, denn sie sorgt für ein raffiniertes Zusammenspiel der Elemente: Mithilfe von Strom und einem Kältemittel zieht die Wärmepumpe Energie aus der Umwelt und gewinnt daraus Wärme. Auf diese Weise werden die Elemente nicht nur zum Wärmespender, sondern ebenso zur ernsthaften Alternative zu Öl und Gas.

Arten von Wärmepumpen

Die Wärmepumpe macht sich Umweltenergie aus verschiedenen Energiequellen zunutze und versorgt uns so mit umweltfreundlicher Wärme.

Illustration: C3 Visual Lab

Erde (Geothermie)
Die Sole-Wasser-Wärmepumpe zieht die Energie aus der Erde. Dafür werden entweder sogenannte Erdkollektoren großflächig ausgelegt, die die Wärme aufnehmen, oder eine Sonde 60 bis 80 Meter unter der Erde angebracht.

Wasser (Grundwasser)
Bei einer Wasser-Wasser-Wärmepumpe liefert das Grundwasser die benötigte Energie. Das Wasser wird mithilfe eines Ansaugbrunnens der Wärmepumpe zugeführt und später per Schluckbrunnen wieder an das Grundwasser abgegeben.

Luft (Aerothermie)
Die Luft-Wasser-Wärmpepumpe wird am häufigsten verwendet. Hier ist es ein relativ einfach installierter Ventilator, der die Außenluft als Wärmequelle ansaugt. Es ist die flexibelste, aber auch ineffizienteste Art der Wärmepumpe.

Wie funktioniert das Grundprinzip einer Wärmepumpe?

Grundlegendes Funktionsprinzip einer Wärmepumpe
Illustration: C3 Visual Lab

1) Kältemittel und Verdampfer
In der Wärmepumpe befindet sich ein spezielles Kältemittel, zum Beispiel Propan. Dieses fließt zum Verdampfer, auch Wärmetauscher genannt. Dort nimmt es die von der Umwelt entzogene Energie auf und wird schon bei geringer Temperatur erhitzt und gasförmig.

2) Verdichter
Im Verdichter wird dieses Gas mithilfe des zugeführten Stroms komprimiert. Dadurch wird es noch wärmer.

3) Wärmeabgabe
Das Gas gibt die Wärme an das Wasser in der Heizungs­anlage ab, welches die Wärme wiederum an die Wohnung abgibt und sie so heizt.

4) Expansionsventil
Das abgekühlte Heizungsrücklaufwasser senkt die Temperatur des Kältemittels, sodass es kondensiert und wieder verflüssigt wird. Das Expansionsventil verringert den Flüssigkeitsdruck. Das Kältemittel kühlt ab und kann wieder Umweltwärme aufnehmen. Der Kreislauf beginnt von Neuem.

Wie plant man die Anschaffung einer Wärmepumpe?

Energieberater wie Reinhard Loch helfen bei der Planung. Er antwortet auf die wichtigsten Fragen rund um die Wärmepumpe.

Herr Loch, warum sollte man darüber nachdenken, sich eine Wärmepumpe anzuschaffen?
Weil ich glaube, dass der Wärmepumpe die Zukunft gehört. Die fossilen Energieträger Öl und Gas haben mittelfristig, davon gehe ich aus, wahrscheinlich ausgedient. Öl ist ja schon auf dem absteigenden Ast und ich vermute, dass in zehn Jahren auch die Gas­heizungen möglicherweise gar nicht mehr auf dem Markt sind. Insofern bietet sich als eine Alternative im Moment die elektrische Wärmepumpe an.

Mal angenommen, ich bin interessiert: Was sind die ersten Schritte, die ich unternehmen muss?
Man muss sich fragen: Lohnt sich eine Wärmepumpe für mich? Erfüllt meine Wohnung oder mein Haus die Bedingungen für diese Technologie? Und: Von welcher Quelle erhalte ich meine Wärme? Menschen, die neu bauen und überlegen, welche Heizungstechnik für sie infrage kommt, haben es da einfacher. Die können die Wärmepumpe einfach bei der Hausplanung mit einbeziehen. Die Hälfte aller Hausbauer greift heute bereits zur Wärmepumpe.

Was sind denn die idealen Voraussetzungen, um sich eine Wärmepumpe anzuschaffen?
Zunächst einmal sollte das ­Gebäude gut gedämmt sein, also neue Fenster und gedämmte Außenwände haben, sodass keine Wärme verloren geht. Außerdem sollte ein Heizsystem vorhanden sein, das nur eine relativ geringe Temperatur benötigt, um auf Betriebstemperatur zu kommen. Die Differenz zwischen der sogenannten Vorlauftemperatur der Heizung und der Außentemperatur sollte möglichst niedrig sein, damit die Wärmepumpe gut und effizient arbeiten kann. Die Fußbodenheizung ist da ganz klar die erste Wahl. Wer eine Fußbodenheizung hat, braucht sich gar keine Sorgen zu machen. Wenn man jetzt auch noch Ökostrom bezieht, hat man die perfekten Voraussetzungen für ein klimafreundliches Haus.

Reinhard Loch (64) ist Physiker und Leiter der Gruppe Energieeffizienz der Verbraucherzentrale NRW
Foto: Mareike Foecking

Was ist mit Besitzern von älteren Immobilien?
Da ist es ein bisschen komplizierter, weil in 80 Prozent der Fälle eine Gas- oder Ölheizung vorhanden ist. Hier muss jeder Bau individuell betrachtet werden: In welchem Zustand ist das gesamte ältere Gebäude? Ist es schon nachträglich gedämmt worden? Sollten die Heizkörper sowieso ausgetauscht werden? Früher hat man gesagt: Wenn ein bestimmter Heizkörper drin ist, sollte man ganz die Finger davon lassen. Das sehe ich heute nicht mehr so dramatisch. Die Wärmepumpen sind besser geworden. Und vor allen Dingen sind die Häuser besser geworden. Ich würde grob schätzen: Bei mindestens zwei Drittel der Gebäude kann man etwas machen.

Wer kann mir sagen, ob mein Haus für eine Wärmepumpe geeignet ist?
Am Anfang jeder Planung, egal ob Neu- oder Altbau, steht idealerweise das Gespräch mit dem Energieberater bzw. der Energieberaterin. Die können genau ausrechnen, ob sich eine Wärmepumpe für Sie lohnt, und wissen, welches Wärmesystem die beste Wahl für Sie ist. Der Eignungs-Check Heizung der Verbraucherzentrale wird gefördert und kostet 30 Euro. Dafür kommt der Energieberater gerne zu Ihnen nach Hause, um sich vor Ort ein Bild zu machen.

Was sind die größten Fehler, die man bei der Planung und beim Bau machen kann?
In den meisten problematischen Fällen, die ich bei meiner Arbeit in der Energieberatung erlebt habe, hatte der Bauherr oder die Bauherrin die Leistung der Heizung zu knapp geplant. Da wollte man Geld sparen und hat die Wärmepumpe eine Nummer kleiner genommen. Beim Bau einer Wärmepumpe muss ich klare Entscheidungen treffen: Wie viele sogenannte Erdkollektoren, die die Wärme aus der Erde ziehen, verteile ich in der Erde? Wie tief bohre ich? Wie groß soll der Wärmetauscher sein, der die Energie von außen auf die Wärmepumpe überträgt? Ein Mehr bedeutet natürlich mehr Geld, aber auch: mehr Energie. Wer da spart, bekommt vielleicht seine Wohnung nicht warm genug.

Welche Wärmepumpe ist die richtige?
Das hängt von den Rahmenbedingungen ab. Eine Erdreich-Wärmepumpe ist effizienter als eine Luft-Wärmepumpe, aber auch teurer. Ich brauche ein eigenes Grundstück und muss mir bei besonders tiefen Bohrungen Genehmigungen einholen. Die Luft-Wärmepumpe ist einfach zu verbauen, aber auch lauter durch den Ventilator, der die Luft ansaugt, um daraus die Wärme zu ziehen. Da muss man für einen vernünftigen Schallschutz sorgen. Die Wasser-Wasser-Wärmepumpe hingegen kommt sinnvollerweise bei größeren Gebäuden zum Einsatz.

Wenn ich mir eine Wärmepumpe angeschafft habe, kann ich dann noch negativ überrascht werden?
Es ist tatsächlich sinnvoll, sich einen Wärmemengenzähler einbauen zu lassen. Der Zähler zeigt mir die tatsächliche Leistung an, um zu überprüfen, ob die Wärmepumpe wirklich effizient arbeitet. Wer sich an eine erfahrene Firma wendet, braucht sich da aber keine Sorgen zu machen. Die Wärmepumpe ist längst keine unerprobte Technik mit Kinderkrankheiten mehr.

Ab wann arbeitet eine Wärmepumpe denn effizient?
Die Wärmepumpe benötigt einen eigenen Stromtarif, der ist derzeit etwa dreimal so teuer wie der Gastarif. Also muss eine Wärmepumpe auch dreimal so effizient sein wie eine Gasheizung. Eine vernünftige Wärmepumpe bekommt auch das Vierfache oder sogar das Fünffache hin. Wenn man davon ausgeht, dass der Gaspreis aufgrund des CO2-Ausstoßes teurer werden wird, könnten die Unterschiede in nächster Zeit noch größer werden.

Wie intensiv ist die Wartung einer Wärmepumpe?
Sie ist weniger intensiv als bei einer klassischen Heizung, weil Sie eigentlich nichts austauschen müssen. Man prüft, ob das Kältemittel noch okay ist und der Druck stimmt. Aber ansonsten haben Sie ja keine Teile, die verschleißen können, wie die Düse beim Öl oder beim Gas. Man hat keinen Schornstein und spart sich den Schornsteinfeger, der prüft, ob die Heizungsanlagen noch sauber sind und einwandfrei funktionieren.

In diesem Jahr hatten wir in Deutschland Eiseskälte mit teilweise minus 20 Grad Celsius. Ein Problem für die Wärmepumpe?
Wer über eine Erdreich-Wärmepumpe mit Erdsonde verfügt, zieht seine Wärme ja aus der Tiefe der Erde, sodass die Außentemperatur keine große Rolle spielt. Ansonsten kommt es darauf an, wie der Heizungsbauer es auslegt. Heizungen sind in Deutschland auf bestimmte Temperaturen ausgelegt, je nach Wohngegend mal minus zwölf oder mal minus 16 Grad Celsius. Das gilt für Gasheizungen wie für Wärmepumpen. Wenn es dann noch kälter wird, können auch Gasheizungs­besitzer Pech haben. Wer auf Nummer sicher gehen will, kann sich zusätzlich einen Heizstab einbauen lassen. Ich empfehle auch jedem Interessenten den Einsatz eines Pufferspeichers. Grundsätzlich muss man aber sagen: Dass eine Wärmepumpe nicht mehr effizient ist oder gar zufriert, weil sie sich die Energie aus der zu kalten Luft holen muss, kommt so gut wie gar nicht mehr vor.

Stichwort Klimawandel. Sie hatten es ja schon eingangs erwähnt: Inwiefern ist die Wärmepumpe eine Möglichkeit für jeden Einzelnen, etwas für das Klima zu tun?
Etwa 40 Prozent unseres weltweiten CO2-Ausstoßes stammen aus der Strom- und Wärmeerzeugung. Wenn wir unsere Klimaziele erreichen wollen, brauchen wir effizientere Heizungssysteme. Die Wärmepumpe hat den Vorteil, dass sie mit grünem Strom betrieben werden kann und könnte in Zukunft sogar Bestandteil eines klimaneutralen Hauses sein. Wenn nicht jetzt in klimafreundliche Energie investieren, wann dann?

Lesen Sie hier Wärmepumpen, Teil 2: Förderung, Checkliste und Fakten