Die Wärmepumpe – wohlige Wärme ohne Brennstoffe

Funktionsweise einer Wärmepumpe

Das Grundprinzip ist bei allen Arten von Wärmepumpen gleich und ist vergleichbar mit der umgekehrten Funktionsweise eines Kühlschranks. Im Gegensatz zu herkömmlichen Heizsystemen findet keine Verbrennung statt, da die Wärmepumpe durch Nutzung des Joule-Thomson-Effekts dem Außenbereich Wärme entzieht und diese als Heizenergie an die Wohnräume abgibt. Das gesamte Prinzip beruht auf dem dreiteiligen Aufbau der Wärmepumpen-Heizungsanlage. Die Wärmequellenanlage bezieht die benötigte Energie aus der Umgebung und gibt diese an die Wärmepumpe ab. Hier nimmt ein flüssiges Kältemittel im Verdampfer die Wärme auf, verdampft und wird durch einen Kompressor mechanisch verdichtet. Die Temperatur des Kältemittels erhöht sich und es wird im Verflüssiger nach der Abgabe der Wärme an das Wärmeverteil- und Speichersystem wieder flüssig. Durch den Druckabbau im Expansionsventil gelangt das flüssige Kältemittel wieder in den Verdampfer und der Vorgang wiederholt sich.

Infografik Wärmepumpe >

Erdwärme, Grundwasser & Luft – unterschiedliche Wärmepumpenarten

Prinzipiell ist die grundlegende Funktionsweise bei allen Wärmepumpen gleich, große Unterschiede gibt es jedoch bei der Gewinnung der thermischen Energie. Sole-Wasser-Wärmepumpen verfügen über einen Erdreichkollektor oder eine Erdwärmesonden-Anlage. Für einen Erdreichkollektor ist ein ausreichend großes Grundstück zur Verlegung des Rohrsystems notwendig. Das Solegemisch in den Rohren nimmt die Erdwärme auf und transportiert sie zum Verdampfer der Wärmepumpe. Wenn die Grundstücksgröße nicht ausreicht, bietet sich alternativ eine Anlage mit vertikalen Erdwärmesonden an. Diese werden bis zu einer Tiefe von etwa 100 m in den Erdboden eingesetzt. Mit einer Luft-Wärmepumpe kann bis zu einer Außentemperatur von -20 °C noch Wärme aus der Umgebungsluft gewonnen werden. Der besondere Vorteil dieses Systems liegt eindeutig in der einfachen Installation, da keine umfangreichen Erdarbeiten erforderlich sind. Gleichzeitig sind sie jedoch weniger effizient als andere Wärmepumpen, denn zur Zeit des höchsten Heizbedarfs ist die Wärmequelle Luft sehr kühl. Im Gegensatz dazu gilt das Grundwasser als hervorragender Wärmespeicher, da es selbst im Winter bei großer Kälte konstante Temperaturen hält (+7 °C bis +12 °C). Dies gewährleistet während des gesamten Jahres eine konstant gleiche Leistungszahl der Wärmepumpe. Allerdings kann diese Wärmequelle nicht überall genutzt werden und es sind Erstellungen von Saug- und Schluckbrunnen notwendig. Entsprechende Genehmigungen zur Nutzung von Grundwasser müssen in Deutschland durch die zuständige Behörde genehmigt werden.

Die Vor- und Nachteile von Wärmepumpen

Vorteile:

• Nutzung von staatlicher Förderung
• Kauf und Lagerung von Brennstoffen sind nicht notwendig
• geringere Betriebskosten als bei Öl- oder Gas-Heizsystemen
• geringer Wartungsaufwand
• für Warmwasser mit Solarkollektoren / Photovoltaik kombinierbar

Nachteile:

• nicht für alle Wohngebäude geeignet (Altbau, etc.)
• hohe Investitionskosten
• an besonders kalten Wintertagen kann elektrische Nachheizung erforderlich sein
• einige Anlagen enthalten schädliche Kältemittel

Checkliste für die Anschaffung & Installation

• Suche nach qualifiziertem Fachbetrieb
• Prüfung der baulichen Voraussetzungen und des Platzbedarfs zur Installation einer Wärmepumpe
• Auswahl der passenden Wärmepumpe unter Berücksichtigung der behördlichen Vorschriften
• Kalkulation der Gesamtkosten
• Prüfung der staatlichen Fördermöglichkeiten & ggf. Beantragung
• Angebote anfordern & auf detaillierte Beschreibung der Montagearbeiten achten
• Installation durch qualifizierten Fachbetrieb durchführen lassen

Kosten einer Wärmepumpe

Die Anschaffung ist mit hohen Kosten verbunden, in der Regel liegen diese deutlich höher als bei herkömmlichen Heizungsanlagen. Allerdings kann bei einer Wärmepumpe mit deutlich geringeren Betriebskosten gerechnet werden, da der Kauf teurer Brennstoffe entfällt. Mit welchen Anschaffungskosten gerechnet werden muss, hängt in erster Linie von der Art der ausgewählten Wärmepumpe ab. Meist liegen die Anschaffungskosten bei etwa 10.000 bis 24.000 Euro, genauere Angaben können bei den jeweiligen Fachbetrieben in Erfahrung gebracht werden. 

Staatliche Förderung, Montage & Installation

Dank unterschiedlicher Förderprogramme des Bundesamtes für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) und der KfW-Bank sowie von örtlichen Stromversorgern kann die finanzielle Belastung etwas abgemildert werden. Zusätzlich zu den Hürden, die durch bestimmte Voraussetzungen für die Förderung entstehen können, sehen sich die Bauherren auch mit einer Vielzahl von unterschiedlichen Vorschriften des Gesetzgebers konfrontiert. Die Installation einer Wärmepumpe im Eigenbau ist nur wenig empfehlenswert und sollte durch einen Fachhandwerker in der Nähe erfolgen, der kompetente Beratung bei der Suche nach der richtigen Lösung bietet.