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Wann ist eine Wärmepumpe sinnvoll? Vorteile und Nachteile der Systeme

Das Verhältnis vieler Heimwerker zu Wärmepumpen ist ambivalent: Zwar kann deren Einbau staatlich gefördert werden, dennoch gilt ihre Ökobilanz für Altbauten eher als mäßig. Bei nachträglichen Installationen können hohe Stromkosten resultieren. Neubauten mit Fußbodenheizungen sind ideale Partner einer Wärmepumpe.

Wir geben einen Überblick über die Systeme und zeigen auf, wann eine Wärmepumpe sinnvoll ist.

Inhalt

Punkt 1

Funktionsweise einer Wärmepumpe

Das Heizen per Wärmepumpe läuft anders ab als mit Gas oder Öl. Eine Wärmepumpe funktioniert im Prinzip wie ein Kühlschrank, nur umgekehrt, die Wärme wird nicht aus dem Inneren des Kühlschranks entzogen, sondern die Wärme wird dem Erdreich, dem Grundwasser oder der Luft entzogen. Dann wird diese Wärme über einen Wärmetauscher gesteigert und an den Heizkreislauf weitergegeben.

Um die relativ niedrigen Temperaturen auf ein höheres Temperaturniveau anzuheben wird eine Flüssigkeit (das Kältemittel) eingesetzt, die die zugeführte Wärme aus der Luft, Erdreich oder Wasser aufnimmt und schon bei diesen relativ geringen Temperaturen (ca. 10 °C) anfängt zu sieden und zu verdampfen. Dieser Dampf wird durch einen Kompressor verdichtet, wodurch die Temperatur ansteigt und über einen Wärmetauscher an das Heizsystem abgegeben wird.

Die Wärmepumpe im Video erklärt

Punkt 2

Die unterschiedlichen Systeme im Vergleich

a) Luft-Wasser Wärmepumpe

Hierbei wird die Wärme aus der Umgebungsluft über Ventilatoren gewonnen. Da in der Heizperiode die Lufttemperatur oft deutlich unter 0°C liegt, werden zusätzliche Wärmeerzeuger benötigt. Dies sind meist Heizstäbe, die über Strom betrieben werden. Abhängig von der Effizienz des Systems können dann hohe Stromkosten entstehen.

Kosten: 12.000 - 17.000 €

b) Sole-Wasser Wärmepumpe

erdkollektor

Diese Art der Wärmepumpe entzieht dem Erdreich die benötigte Wärme, z.B. über sogenannte Erdsonden. Da die Temperaturen im Erdreich relativ konstant sind, ist die Wärmegewinnung über die Erde höher als über die Außenluft. Allerdings sind diese Anlagen teurer in der Anschaffung.

Kosten: 18.000 - 25.000 €

Bei richtiger Dimensionierung, fachgerechter Montage und guter allgemeiner Dämmung des Hauses  kommen Erddwärmeheizungen ohne zusätzlichen Wärmeerzeuger aus. Ist das Grundstück groß genug (ca.das doppelte der zu beheizten Fläche) können Flächenkollektoren verwendet werden, die unterhalb der Frostschutzgrenze (ca. 1 bis 1,5 Meter) verlaufen. Alternativ kann eine Erdsonde in eine Tiefenbohrung eingebracht werden, ca. 40-100 Meter tief. Eine weitere Möglichkeit ergeben Spiral- oder Grabenkollektoren, die vertikal und horizontal in Gräben eingebracht werden und weniger Platz benötigen als Flächenkollektoren.

c) Wasser-Wasser Wärmepumpe

wasser-waermepumpe

Wasser-Wasser Wärmepumpen beziehen ihre Wärme aus dem Grundwasser, das ganzjährig eine relativ konstante Temperatur von ca. 8-10 °C aufweist.

Kosten: 20.000 - 30.000 €

Es sind zwei Schächte erforderlich. Da mit dem Grundwasser in Berührung gekommen wird, ist in der Regel diese Anlage genehmigungspflichtig. Weiterhin sollte vorher eine Wasseranalyse auf Beschaffenheit und Ergiebigkeit durchgeführt werden. Ist z.B. zu viel Eisen und Mangan im Grundwasser,  kann dies schädlich für das Heizsystem sein.

 Wärmequelle Luft** Grundwasser Erdsonde Erdreichkollektor
Voraussetzungen Grundstück Keine Großer Garten außerhalb eines Wasserschutzgebietes Kleines Grundstück Große Grundstücksfläche ohne Bäume/Tiefwurzler
Neubau geeignet Ja Ja Ja Ja

Altbau geeignet***

Nur bei sehr guter Dämmung und Flächenheizung Eventuell Eventuell Eventuell

Installationsaufwand 

Klein Erhöht, 2 Bohrungen notwendig Erhöht, vertikale Bohrung Groß, horizontal verlegte Rohrleitungen in geringer Tiefe
Kosten System (€) 13.000 - 19.000 10.000 - 13.000 9.000 - 13.000 10.000 - 13.000 
Kosten Erschließung Wärmequelle (€) Keine/gering 1.000 bis 12.000 5.000 - 10.000 5.000 - 12.000
Baugenehmigung notwendig Nein Grundwassererschließung ist genehmigungspflichtig Sondenbohrung ist genehmigungspflichtig. Wasserrechtliche Anzeige erforderlich
Außengeräusche**** Ja, gering bei Außenaufstellung Keine Keine
Keine
Kühlfunktion Aktive Kühlung möglich Passive Kühlung möglich Passive Kühlung möglich Passive Kühlung möglich
Wartungsaufwand Kältemittelkreislauf muss gewartet werden. Gering Sehr gering Sehr gering
COP* 3,3 - 4,2 4,8 - 5,8 4,4 - 4,8 4,4 - 4,8
 Jahresarbeitszahl (JAZ)*  bis zu 4,1

oft mehr als 5

um die 4,5 um die 4,5
Leistungsschwankungen durch hohe oder niedrige Außentemperaturen Ab ca. -20 °C sehr ineffizient keine keine keine
Förderung BAFA & KFW BAFA & KFW BAFA & KFW BAFA & KFW
 Bemerkungen Erste Wahl, wenn kein Grundstück vorhanden.

Nutzung vorhandener Brunnen ev. möglich.

Leistungsabfall bei sinkendem Grundwasserspiegel.

Sehr hohe Effizienz.

Lebensdauer abhängig von Grundwasserqualität, ähnlich wie Erdwärmepumpe.

Benötigt wenig Platz.

Hohe Effizienz.

Die Erdarbeiten können in Eigenleistung durchgeführt werden.

Hohe Effizienz.

*Leistungszahl COP (Coefficient of Performance): Verhältnis der abgegebenen Wärmeleistung zur aufgenommenen elektrischen Leistung der Wärmepumpe. Je höher der Wert, umso effizienter arbeitet die Wärmepumpe. Die Jahresarbeitszahl (JAZ) gibt ganz ähnlich den Quotienten aus erzeugter Heizwärme durch zugeführten Strom wieder, allerdings für das gesamte Heizsystem.

** Die Luftwärmepumpe kann innen oder außen oder gesplittet aufgestellt werden.

*** Wärmepumpen arbeiten mit niedriger Vorlauftemperatur, darum brauchen sie eine gute Dämmung der Immobilie und ein Wärmeverteilsystem, das mit großflächigen Heizsystemen wie Fußbodenheizung, Wandheizung oder Deckenheizung arbeitet. Das ist auch in Altbauten mit guter Dämmung oft nicht gegeben.

**** Im Inneren erzeugt die Wärmepumpe ein Geräuschpegel zwischen 30 und 50 Dezibel.

Welche Art der Wärmequelle von der Wärmepumpe ist dein Favorit?

 

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Punkt 3

Fördermöglichkeiten für eine Wärmepumpe

Sanierungsmaßnahmen im Eigenheim können ins Geld gehen. Da tut es gut, sich von staatlicher Stelle ein wenig unter die Arme greifen zu lassen. Unter bestimmten Voraussetzungen kann der Einbau einer Wärmepumpe durch das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) finanziell unterstützt werden.

Fördervoraussetzungen

Zu den förderfähigen Anlagen zählen solarthermische und Biomasse-Wärmepumpen sowie energie-effiziente elektrisch betriebene oder gasbetriebene Geräte mit einer Nennwärmeleistung bis 100 Kilowatt. Nicht gefördert werden Luft/Luft- und Brauchwasser-Wärmepumpen.

Die Voraussetzungen können unter anderem beim Bundesverband Wärmepumpe nachgelesen werden. Dazu zählt beispielsweise, dass die Raumheizung mit der Warmwasserbereitung kombiniert ist – mit Ausnahme von Gebäuden, die nicht als Wohnräume genutzt werden. Hier gelten andere Regeln.

Förherhöhen

Die Förderung für den Einbau einer Wärmepumpe fängt bei einem Zuschuss (!) von mindestens 1.300 € an. Die maximale Förderhöhe kann über 7.000 € betragen.

Gerade bei der Förderung von Wärmepumpen kann man von einem "Förderdschungel" sprechen. Genaue Zahlen für das Geld vom Staat erhalten Sie, wenn Sie die konkreten Voraussetzungen bei Ihnen mit einem Energieberater oder einem Berater der Verbraucherzentralen durchgehen.

Beitrag: Bauförderung Hausbau

Bauförderung Hausbau

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Bauförderung Hausbau: Übersicht bundesweite und regionale Fördermöglichkeiten

Programme, Hilfstools, Auflistungen, bundesweit und regional

Die Bauförderung ist stark dezentralisiert - auf den Bauherren mag so manche (positive!) Überraschung warten, wenn er alle Programme ermittelt.

Das GEG (Gebäudeenergiegesetz)

Gesetz zur Einsparung von Energie und zur Nutzung erneuerbarer Energien zur Wärme- und Kälteerzeugung in Gebäuden

Das GEG trat am 1. November 2020 in Kraft. Das bisherige Energieeinsparungsgesetz (EnEG), die bisherige Energieeinsparverordnung (EnEV) und das bisherige Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz (EEWärmeG) treten mit dem Inkrafttreten des GEG außer Kraft. Das GEG fasst diese zusammen.

Ziel des GEG ist ein möglichst sparsamer Einsatz von Energie in Gebäuden. Zusätzlich soll die Nutzung erneuerbarer Energien zur Erzeugung von Wärme, Kälte und Strom für den Betrieb der Gebäude gefördert werden.

Wie das bisherige Energieeinsparrecht für Gebäude enthält das neue GEG Anforderungen an die energetische Qualität von Gebäuden, die Pflicht zur Erstellung die Verwendung von Energieausweisen sowie an den Einsatz erneuerbarer Energien in Immobilien. Die wichtigsten Punkte im Überblick:

GEG-Anforderungen an Neubauten

  • Niedrigstenergie-Gebäudestandard
    Der Niedrigstenergie-Gebäudestandard wird in § 10 ähnlich wie früher geregelt. Ein neu gebautes Gebäude darf einen Endenergiebedarf von höchstens 45–60 kWh/m² pro Jahr aufweisen. Dieser Wert wird im im Jahr 2023 geprüft und ggf. verändert.
  • Anrechnung von Strom aus erneuerbaren Energien
    Nach § 23 Abs. 1 darf aus erneuerbaren Energien gebäudenah erzeugter Strom beim Jahres-Primärenergiebedarf des Gebäudes abgezogen werden, wenn er unmittelbar nach Erzeugung oder nach vorübergehender Speicherung im Gebäude selbst genutzt wird. Die Höhe des Abzugs bei Wohngebäuden regelt § 23 Abs. 2. Es ergeben sich Unterschiede, je nachdem, ob ein Stromspeicher zum Einsatz kommt oder nicht. Der Abzug beträgt höchstens 30 bzw. 45 %.

GEG-Anforderungen an Bestandsgebäude

Die energetische Qualität bestehender Gebäude darf bei Renovierung oder Sanierung nicht verschlechtert werden (§ 46). Die oberste Geschossdecke muss gedämmt werden (§ 47). Wenn Außenbauteile verändert oder erneuert werden (z. B. Fenster oder der Putz einer Außenwand), müssen dabei die in Anlage 7 genannten jeweiligen Mindeststandards hinsichtlich des Wärmedurchgangskoeffizienten zur Anwendung kommen (§ 48).

Regelungen zu Heizungs- und Kühlungsanlagen

Nach dem GEG sollen ab dem 1. Januar 2026 in Bestandsgebäuden neue Heizungen, die mit Öl oder festem fossilem Brennstoff betrieben werden, nur dann noch zu Einsatz kommen dürfen, wenn der Heizbedarf anteilig auch durch erneuerbare Energien abgedeckt wird (§ 72 Abs. 4). Ausnahme: Wenn Erdgas und Fernwärme nicht zur Verfügung stehen und die Nutzung erneuerbarer Energien nicht möglich ist oder zu einer unbilligen Härte führt.

Energieausweise (§§ 79–88)

§ 85 legt fest, welche Angaben im Energieausweis enthalten sein müssen, hier gibt es keine großen Veränderungen zu früher.
Bei Verkauf oder Vermietung gibt es eine Vorlagepflicht des Energieausweises für Verkäufer, Vermieter und Immobilienmakler (§ 80).
Beim Verkauf eines Ein- oder Zweifamilienhauses muss der Käufer ein informatorisches Beratungsgespräch zum Energieausweis mit einer nach § 88 ausstellungsberechtigten Person führen, soweit dies unentgeltlich angeboten wird.

Gesetzliche Vorschriften für Fenster

Seit dem 1. November 2020 gilt das Gebäudeenergiegesetz (GEG 2020). Für alle Renovierungen und Sanierungen seit dem 1.11.2020 (Sanierungsstart) müssen die Mindestanforderungen des GEG erfüllt werden. Vorher galt die Energieeinsparverordnung 2014 (EnEV 2014). Die Mindestanforderungen an Fenster sind in beiden Gesetzen gleich. Sie lauten:

  • Der höchstzulässige U-Wert der Verglasung (Ug-Wert) liegt laut EnEV 2014 bei 1,1 W/(m2K). Ausnahmen gelten z. B., wenn aus technischen Gründen kein dickeres Glas verbaut werden kann.
  • Werden Fenster komplett getauscht, so liegt der Uw-Wert wie im Neubau bei 1,3 W/(m2K).
  • Für neue Dachfenster darf der U-Wert maximal 1,4 (W/m²K) betragen.

Wichtig: Diese Mindestanforderungen genügen vielen Förderprogrammen nicht. In der Regel werden Fenster nur mit einem maximalen U-Wert von 0,95 W/m²K (Dachfenster 1,0 W/m²K) gefördert.

Das komplette Gesetz im Internet: http://www.gesetze-im-internet.de/geg/

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Punkt 4

Wirtschaftlichkeit: Es kommt drauf an

Bei der Leistungszahl werden Antriebsleistung und Heizleistung eines Heizsystems miteinander verglichen. Gemeint ist das Verhältnis zwischen abgegebener Heizwärme und aufgenommener elektrischer Energie.

Eine Leistungszahl von beispielsweise vier meint, dass das Vierfache des eingesetzten Stromes in Wärmeleistung umgewandelt wird.

 

Diese "4", sprich 25% Stromeinsatz, 100%-Wärmeoutput, werden gerne für Wärmepumpen genannt. Da der Energieverbrauch von Hilfsmitteln , wie z.B. Pumpen, nicht mit einbezogen werden und nur niedrige Vorlauftemperaturen zugrunde gelegt werden, bildet dieser Wert bei einer Wärmepumpe nur eine Momentaufnahme ab. Aussagekräftiger ist die Jahresarbeitszahl. Sie enthält sowohl den Energieverbrauch der Hilfsaggregate als auch die unterschiedlichen Betriebsbedingungen über das komplette Jahr.

a) Vorteile von Wärmepumpen

Generell genießt die Wärmepumpe ein sehr gutes Image. Sind Fußboden- und Wandheizungen sowie eine gesteuerte Hauslüftung im Einsatz, können Wärmepumpen punkten. Außerdem sprechen der geringe Platzbedarf sowie ein geringer Wartungsaufwand für diese Lösung. Außerdem können Wärmepumpen mit Solarkollektoren und Photovoltaikanalagen kombiniert werden.

Nicht nur durch den Staat werden die Anlagen gefördert, auch bieten viele Energieversorger ihren Kunden für diese Fälle Sonderstromtarife an.

Der gute Mann hier hat das einmal durchgerechnet:

Wann Wärmepumpe sinnvoll? Es kommt immer darauf an ... :-)

 

b) Nachteile von Wärmepumpen

Doch es gibt auch Kritik an dem System. So ist dessen Wirtschaftlichkeit durchaus umstritten. Um einen sehr guten Wirkungsgrad zu erreichen, spielen verschiedene Faktoren zusammen. Hersteller gehen bei ihrer Produktbeschreibung oft von optimalen Voraussetzungen aus. In der Praxis treten dann höhere Stromkosten auf als vorab kalkuliert.

In schlecht gedämmten Altbauten mit Heizkörpern, die eine hohe Vorlauftemperatur benötigen, kann eine Wärmepumpen-Heizung kaum wirtschaftlich betrieben. Ein Beispiel zeigt dieser kurze Film:

Man erkennt: Bei dieser Anlage werden an kalten Tagen zu hohe Heizkosten erreicht, so dass die Gesamtbilanz über den Winter nach unten kippt.

Punkt 5

Ökobilanz

Wärmepumpen arbeiten in modernen, gut gedämmten Häusern mit Fußbodenheizung effizient und damit umweltfreundlich. Insbesondere dann, wenn das Haus selbst Strom erzeugt und/oder den Strom von einem Ökostromanbieter bezieht.

Wer auf seine Ökobilanz achtet, sollte bei der Wahl des Kältemittels aufmerksam sein, denn hier verstecken sich gerne klimaschädliche Fabrikate. Oft, so heißt es seitens der Kritiker, sei der Betrieb in Altbauten auch mit Ökostrom weder rentabel noch umweltfreundlich. Aufgrund des aktuellen Ökostrom-Booms könnte sich das ändern, denn die Preise für nachhaltige Energie sinken kontinuierlich.

Welche Heiztechnik ist momentan dein Favorit?

Welche der Heizvarianten würdest du zur Zeit beim einer notwendigen Erneuerung der Heizung wählen?

 

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 Punkt 6 

Fazit und Tipps

Unterm Strich lässt sich sagen, dass vor dem Einbau einer Wärmepumpe ein genaues Abwägen der Vor- und Nachteile zu empfehlen ist. Gut gedämmte Neubauten mit zentraler Lüftungssteuerung und Fußbodenheizung (bzw. einer Heizanlage, die mit niedriger Vorlauftemperatur auskommt) sind ideale Kandidaten für eine Erdwärmeheizung. Wenn günstige geologischen Bedingungen gegeben sind, werden die hohen Anschaffungskosten für ein Wärme-Pumpen-System im Laufe von rund zehn Jahren durch die staatliche Förderung und die geringen Betriebskosten amortisiert. 

Doch insbesondere bei nachträglichem Einbau einer Erdwärmeheizung gilt es, folgende Fragen zu klären:

  • Wie gut ist das Haus gedämmt?
  • Wie spielt die geplante Wärmepumpe mit dem vorhandenen Heizsystem zusammen?
  • Welche Vorlauftemperaturen benötigen die vorhandenen Heizkörper?
  • Wie groß muss der Pufferspeicher ausfallen?
  • Wie hoch würden die Zuschüsse sein?
  • Mit welchen Stromkosten habe ich bei Betrieb der Anlage zu rechnen? Wie viele KWH werde ich pro Jahr in der Praxis voraussichtlich verbrauchen?

Meist stellt sich heraus, dass sich die Installation einer Wärmepumpe im ungedämmten Altbau nicht lohnt.  

Für das konkrete Hausprojekt sollte immer ein Fachmann beratend hinzugezogen werden. Die kann ein Energieberater, ein Heizungs-Honorarberater oder ein Berater einer Verbraucherzentrale sein.

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