Wärmepumpe:
Aufbau & Funktion
Wie funktionieren Wärmepumpen?
Grundsätzlich strebt die Natur nach Ausgleich. So auch die Wärme: Wenn es in einem Raum sehr warm ist und die Tür zu einem sehr kalten Raum geöffnet wird, gleicht sich die Temperatur in beiden Räumen nach kurzer Zeit an.
Genauso ist es mit dem Inneren eines Hauses und der Außenwelt. Jedoch kann man technisch dort, wo es schon warm ist, noch mehr Wärme hinziehen. Genau das macht eine Wärmepumpe: Sie „pumpt“ wortwörtlich Wärme nach Innen. Das gelingt auch dann, wenn es draußen kälter ist als drinnen, denn selbst bei Minusgraden ist noch Restwärme vorhanden.
Die Temperatureinheit Celsius gibt nur ein Verhältnis zum Gefrier- und Siedepunkt von Wasser an und nicht die tatsächliche Temperatur mit absolutem Nullpunkt. Der absolute Nullpunkt liegt bei null Kelvin oder -273°C. Alles darüber hat eine gewisse Restwärme. Moderne Wärmepumpen können daher noch bei -20°C Außentemperatur Wärme aus der Luft, aus der Erde und aus dem Grundwasser nach Innen befördern.
Das Prinzip
Das Prinzip einer Wärmepumpe ist wie das eines Kühlschrankes, nur umgekehrt. Dieser soll innen kalt und nicht warm sein. Dafür entzieht er dem Inneren die Restwärme und gibt sie auf der Rückseite an die Umgebungsluft ab. Die Wärmepumpe arbeitet genauso, bloß zieht sie die Wärme nicht von innen nach außen, sondern von außen nach innen.
Als Antrieb der Wärmepumpe wird Strom verwendet und keine fossilen Brennstoffe. Das macht die Wärmepumpe umweltfreundlicher als konventionelle Heizmethoden, umso mehr durch die Energiewende und dem damit verbundenen steigenden Anteil erneuerbarer Energien im deutschen Strommix.
Das Grundprinzip ist ein völlig anderes als bei einer Gas- oder Ölheizung. Die Energie, die eine Wärmepumpe zum Heizen benötigt, kommt zu 75% aus der Restwärme von außen und zu 25% aus dem zugeführten Strom. Es bietet sich an, diesen Stromanteil selbst zu erzeugen, beispielsweise über eine Photovoltaikanlage auf dem eigenen Dach. So kann bereits heute zu 100% C02-Neutral geheizt werden.
Kältekreislauf: Wie funktioniert eine Wärmepumpe?
In der Wärmepumpe zirkuliert ein Kältemittel, das bereits bei -30°C siedet (so wie Wasser bei 100°C). Somit wird es gasförmig. Die zugeführte Wärme aus der Umwelt (Luft, Erde oder Grundwasser) reicht also aus, um es zu verdampfen.
Dieses Gas wird dann so stark komprimiert, dass dabei Wärme entsteht, mit der geheizt werden kann. Das komprimierte Gas wird in einen Kondensator geleitet, indem es seine Wärme an das Heizsystem weitergibt. Somit kühlt es ab und verliert am Expansionsventil an Druck. Wenn der Druck wie ursprünglich und das Gas wieder flüssig ist, kann es den Kreislauf auch erneut durchlaufen.
Der Aufbau
Eine Wärmepumpen-Heizungsanlage besteht aus drei Teilen: der Wärmequellenanlage, die der Umgebung die benötigte Energie entzieht; der eigentlichen Wärmepumpe, die die gewonnene Umweltwärme nutzbar macht; sowie dem Wärmeverteil- und Speichersystem, das die Wärmeenergie im Haus verteilt oder zwischenspeichert.
Am Kondensator wird die Energie an das Wärmeverteilsystem weitergeleitet. Das können alle gängigen Varianten sein, also z.B. die bestehenden Heizkörper einer Gasheizung. Auch bestehende Fußbodenheizungen können mit der Wärme gespeist werden.
Verschiedene Wärmequellen, verschiedene Wärmepumpen
Es gibt drei Wärmequellen auf die jeweils unterschiedlichen Wärmepumpen zurückgreifen: Luft, Erde und Grundwasser. Wir erklären wo die Unterschiede liegen.
Luftwärmepumpe
Es gibt zwei Möglichkeiten Heizenergie aus der Außenluft zu gewinnen.
Beim klassischen Heizen mit einem Wasserkreislauf in den Heizkörpern, wird durch einen Ventilator Außenluft angesaugt und an einen Verdampfer geleitet. Dort wird die Wärme vom Kältemittel aufgenommen und die Luft wieder nach außen geführt.
Die andere Möglichkeit besteht darin, direkt mit der Luft zu heizen und diese in die Räume zu leiten. Dabei gibt es eine stetige Frischluftzufuhr, die die Wärme der eigenen Abluft (Luft, die wieder aus dem Haus rausgepumpt wird) aufnimmt bevor sie in das Haus gelangt. So wird stetig sehr effizient „gelüftet“. Sie haben frische Luft im Haus und verlieren dabei keine Wärme durch ein offenes Fenster.
Erdwärmepumpe
Um Wärme aus dem Erdreich zu ziehen, gibt es zwei verschiede Ansätze: Erdkollektoren und Erdsonden.
Erdkollektoren werden oberflächennah und breitflächig vergraben. Meist in Schleifen gezogene Rohre leiten von dort die Erdwärme, die von einer frostsicheren, zirkulierenden Flüssigkeit aufgenommen wird, an einen Verdampfer weiter. Dann wird sie vom Kältemittel aufgenommen.
Erdsonden werden tief ins Erdreich eingelassen. Sie sind platzsparender als die Kollektoren, bedürfen jedoch einer Bohrung. Eine frostsichere, zirkulierende Flüssigkeit in der Sonde nimmt die Erdwärme auf und leitet sie ebenfalls am Verdampfer an das Kältemittel weiter.
Wasserwärmepumpe
Da das Grundwasser das ganze Jahr über eine konstante Temperatur von ca. 10 °C hat, ist diese Wärmequelle die effizienteste.
Um Wärme aus dem Grundwasser zu ziehen, werden zwei Brunnen gebohrt. Durch den einen wird Grundwasser angesaugt (wie bei einer Gartenpumpe) und am Verdampfer entlanggeführt. Dort gibt es die Wärme an das Kältemittel ab und wird dann durch den zweiten Brunnen wieder ins Erdreich zurückgeführt.
Kennzahlen in der Welt der Wärmepumpen
COP (Coefficient of Performance): Effizienz der im Gerät integrierten Aggregate
COP-Werte werden von unabhängigen, akkreditierten Prüfstellen nach DIN EN 255 ermittelt und haben sich international als Qualitätskriterium für Wärmepumpen durchgesetzt. Desto höher der Wert, desto effizienter arbeitet die Wärmepumpe. Gute Werte sind größer als 3,5.
JAZ (Jahresarbeitszahl): Heizleistung im Verhältniss zum aufgewanden Strom
Kennwert für das Verhältnis zwischen der abgegebenen Leistung an das Heiz- und Warmwassersystem und der aufgenommenen elektrischen Leistung. Der Normalbereich der JAZ liegt zwischen 3-5.
Inhalt
Eine Wärmepumpe arbeitet nach dem Prinzip eines Kühlschranks, der Wärme von einem kälteren Ort zu einem wärmeren Ort transportiert. Sie entzieht der Umgebungsluft Wärmeenergie und nutzt diese zur Beheizung von Wasser. Dazu wird ein Kältemittel verwendet, das bei niedrigen Temperaturen verdampft und bei höheren Temperaturen kondensiert. Der Verdampfungsprozess entzieht der Umgebungsluft Wärme, während der Kondensationsprozess diese Wärme an das Heizsystem abgibt. Die Wärmepumpe benötigt zur Kompression des Kältemittels elektrische Energie.
Wärmepumpen werden häufig als Split-Geräte installiert. Sie bestehen aus einer Innen- und einer Außeneinheit und werden sowohl innerhalb als auch außerhalb des Hauses aufgestellt. Eine typische Inneneinheit einer Split-Wärmepumpe ist etwa 1,80 m hoch und 80 cm breit. Die Außeneinheiten sind in der Regel zwischen 0,6 und 1,4 m hoch und 0,9 bis 1,2 m breit. Bei einer reinen Innen- oder Außenaufstellung sind die einzelnen Einheiten etwas größer.
Wärmepumpen haben in der Regel höhere Anschaffungskosten als Gas- oder Ölheizungen. Dafür sind die Betriebskosten durch geringere Wartungskosten und die Möglichkeit, Solarstrom aus der eigenen Photovoltaikanlage zu nutzen, oft niedriger. Darüber hinaus erfüllen Wärmepumpen die Anforderungen der Energieeinsparverordnung (EnEV) und stellen die umweltfreundlichste Heizoption für Neubauten dar.
Wärmepumpen erzeugen deutlich weniger CO2 im Vergleich zu Öl- oder Gasheizungen, da sie etwa 75% ihrer Energie aus der Umgebung beziehen und nur 25% aus Strom. Der Anteil erneuerbarer Energien am Stromverbrauch liegt aktuell bei 46%. Deutschland plant, bis 2045 klimaneutral zu sein, was bedeutet, dass Wärmepumpen mit der Zeit sogar noch umweltfreundlicher werden. Eine zusätzliche Photovoltaikanlage, die 100% erneuerbaren Strom liefert, kann die Umweltbilanz Ihrer Wärmepumpe noch weiter verbessern.
Kann die Einrichtung einer Wärmepumpe zur Verbesserung des KfW-Effizienzhaus-Standards meines Gebäudes beitragen?
Sicherlich. Die KfW-Effizienzhaus-Standards können durch bauliche Maßnahmen und technische Lösungen zur Steigerung der Energieeffizienz sowie durch die Integration erneuerbarer Energien erfüllt werden. Bei Neubauten wird mindestens der Effizienzhaus-Standard 55 vorausgesetzt. Ohne den Einbau einer Wärmepumpe wären erhebliche zusätzliche Maßnahmen nötig, um diesen Standard zu erreichen.
Abschließende Bewertung: Eine Wärmepumpe trägt nicht nur zum Klimaschutz bei, sondern hilft Ihnen auch, jährlich bei den Heizkosten zu sparen.
Sicherlich. Die KfW-Effizienzhaus-Standards können durch bauliche Maßnahmen und technische Lösungen zur Steigerung der Energieeffizienz sowie durch die Integration erneuerbarer Energien erfüllt werden. Bei Neubauten wird mindestens der Effizienzhaus-Standard 55 vorausgesetzt. Ohne den Einbau einer Wärmepumpe wären erhebliche zusätzliche Maßnahmen nötig, um diesen Standard zu erreichen.
Abschließende Bewertung: Eine Wärmepumpe trägt nicht nur zum Klimaschutz bei, sondern hilft Ihnen auch, jährlich bei den Heizkosten zu sparen.
Neben den Luft-Wasser-Wärmepumpen stehen weitere Wärmepumpentypen zur Verfügung, die sich ähnlich verhalten, jedoch unterschiedliche Wärmequellen nutzen.
Sole-Wasser-Wärmepumpen, oft als Erdwärmepumpen bezeichnet, gewinnen Wärme aus dem Erdboden, entweder durch flächige Erdkollektoren oder durch Erdwärmesonden.
Grundwasser-Wärmepumpen extrahieren Wärme aus dem Grundwasser. Sie saugen Wasser durch einen Sogbrunnen an und geben es nach der Energieentnahme über den Sickerbrunnen zurück in das Grundwasser.
Luft-Wasser-Wärmepumpen gewinnen Wärme aus der Umgebungsluft, um ein Kältemittel mit niedrigen Siedetemperaturen zu verdampfen. Unterschieden wird zwischen Standard Luft-Wasser-Wärmepumpen, die für Heizung und Warmwasserbereitung (Brauch-/Trinkwasser) geeignet sind, und Warmwasser-Wärmepumpen im Inneren des Hauses. Letztere können ein bestehendes Heizsystem unterstützen und decken lediglich den Warmwasserbedarf.
Luft-Luft-Wärmepumpen verwenden verbrauchte Innenluft, um zugeführte Außenluft zu temperieren. Ihre effiziente Nutzung ist nur in sehr gut isolierten Neubauten möglich.
Sole-Wasser-Wärmepumpen und Grundwasser-Wärmepumpen erreichen die höchsten Wirkungsgrade, dennoch sind oft Luft-Wasser-Wärmepumpen wirtschaftlicher.
Dies liegt an ihren niedrigeren Anschaffungskosten, da sie ohne Bohrungen und Pumpen auskommen. Durch den Verzicht auf Erdarbeiten wird die Planung einfacher und es müssen keine aufwändigen Anträge und Prüfverfahren durchlaufen werden. Darüber hinaus reduzieren sich die Betriebsrisiken erheblich.
Bei Nutzung der oberflächennahen Erdwärme besteht die Möglichkeit, dass der Boden nach einigen Jahren abkühlt und nicht mehr genügend Wärme entzogen werden kann. Bei Grundwasser-Wärmepumpen kann der Grundwasserspiegel sinken. Daher ist es nicht überraschend, dass Luft-Wasser-Wärmepumpen aktuell der bevorzugte Typ von Wärmepumpen sind.
Eine Brauchwasser-Wärmepumpe dient ausschließlich der Bereitstellung von Warmwasser für Duschen, Händewaschen und Kochen. Sie kann nicht zur Beheizung des Wohnraums verwendet werden. Brauchwasser-Wärmepumpen verfügen über einen eigenen Wasserspeicher mit einem typischen Fassungsvermögen von etwa 300 Litern.
Ja, eine Wärmepumpe kann auch im Winter ausreichend Wärme liefern. Obwohl die Luft kälter ist, kann das Kältemittel in der Wärmepumpe bei niedrigen Temperaturen verdampfen. Einige Modelle arbeiten sogar bei Temperaturen von unter -20 Grad Celsius zuverlässig. Die Heizleistung kann bei sehr niedrigen Temperaturen jedoch etwas abnehmen. Bei Bedarf kann eine zusätzliche Heizunterstützung, beispielsweise durch einen elektrischen Heizstab, aktiviert werden. Es ist jedoch ratsam, dies nur bei Bedarf zu tun, da der Stromverbrauch der Wärmepumpe bei Verwendung eines Heizstabs steigt. Bei der Auswahl einer Wärmepumpe ist es wichtig, eine passende Dimensionierung vorzunehmen, um einen möglichst geringen Strombedarf zu gewährleisten.
Ja, in der Tat haben viele Wärmepumpen eine integrierte Kühlfunktion. Dies kann besonders vorteilhaft sein, da nicht alle deutschen Privathäuser mit einer Klimaanlage ausgestattet sind. Auch wenn es nur an wenigen Tagen im Jahr wirklich heiß ist, kann es dann ziemlich unbehaglich werden.
Grundsätzlich kann die Wärmepumpe ähnlich wie für die Heizfunktion auch zur Kühlung genutzt werden – der Prozess wird lediglich umgekehrt. Statt Wärme aus der Außenluft zu gewinnen, wird nun der Innenluft Wärme entzogen. Dafür benötigt die Wärmepumpe ein 4-Wege-Ventil, das die Flussrichtung je nach Bedarf ändert und trotzdem noch Warmwasser produzieren kann. Die Nutzung einer Wärmepumpe zur Kühlung ist besonders für Häuser mit Wandheizungen oder Fußbodenheizungen geeignet, da die kühle Raumluft hier effizienter übertragen werden kann.
Je niedriger die Vorlauftemperatur, desto effizienter arbeitet eine Heizung. Dies gilt sowohl für Wärmepumpen als auch für Gas- oder Ölheizungen. Bei Vorlauftemperaturen zwischen 35 und 50 °C arbeiten Wärmepumpen in der Regel effizient. Es gibt jedoch auch Hochtemperatur-Wärmepumpen, die Vorlauftemperaturen von bis zu 65 °C erreichen können. Bei solch hohen Temperaturen sollte jedoch auch über einen Austausch alter Heizkörper oder eine zusätzliche Dämmung des Hauses nachgedacht werden. Oft sind Heizungen auch nicht optimal eingestellt und niedrigere Vorlauftemperaturen würden ausreichen, um das Haus ausreichend zu heizen.
Oftmals ist es vorteilhaft, die Wärmepumpe über einen separaten Zähler mit einem speziellen Wärmepumpentarif zu betreiben, da dieser Tarif in der Regel günstiger ist als der normale Haushaltsstrom. Um die Wärmepumpe mit Solarstrom zu versorgen, muss entweder der separate Zähler abgemeldet werden (Umklemmen) oder eine Kaskadenschaltung beim Netzbetreiber beantragt werden.
Der COP wird unter kontrollierten Laborbedingungen ermittelt und gibt das Verhältnis der von der Wärmepumpe erzeugten Wärme zur dafür benötigten Strommenge an. Er dient als Kennzahl für die Leistungsfähigkeit und spielt eine wichtige Rolle bei der Entscheidung zum Kauf einer Wärmepumpe. Im Gegensatz zur JAZ, die die Effizienz einer Wärmepumpe über einen längeren Zeitraum darstellt, misst der COP die Effizienz unter konstanten Testbedingungen und gibt daher nur einen Momentaufnahme wieder.
Der Seasonal Coefficient of Performance (SCOP) gibt den COP-Wert der Wärmepumpe in Relation zur Außentemperatur an und ist daher etwas genauer als der COP. Alle Wärmepumpenhersteller sind verpflichtet, den COP oder SCOP auf einem Datenblatt anzugeben, um dem Kunden einen Vergleichswert für die Effizienz der Wärmepumpe zu bieten. Eine effiziente Wärmepumpe sollte einen SCOP von 3,5 bis 5 haben. Es ist jedoch auch wichtig, anzugeben, bei welcher Außentemperatur der SCOP ermittelt wurde.
Die jahreszeitbedingte Raumheizungs-Energieeffizienz (ETAs) ist neben der JAZ die zweite relevante Kennzahl für die Förderung von Wärmepumpen. Nur wenn die Anforderungen an diese Kennzahl erfüllt sind, wird die Förderung gemäß der Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG) genehmigt. Die ETAs gibt an, wie viel Primärenergie eine Wärmepumpe benötigt, um eine Kilowattstunde Heizwärme zu erzeugen. Dabei wird der SCOP durch den Primärenergiefaktor des verwendeten Stroms geteilt, der in Europa bei 2,5 liegt. Zudem werden unterschiedliche Temperaturen berücksichtigt. Für eine luftgeführte Wärmepumpe, die mit Strom betrieben wird und eine Vorlauftemperatur von 35 °C hat, muss die Raumheizungs-Energieeffizienz mindestens 135 Prozent betragen.
Die Jahresarbeitszahl (JAZ) ist ein Indikator für die Leistungsfähigkeit einer Wärmepumpe. Sie berechnet sich aus dem Verhältnis von erzeugter Wärme zu aufgenommener Energie und wird vor allem durch die Temperatur der Wärmequelle und die Vorlauftemperatur Ihrer Heizung beeinflusst. Bei hoher Wärmequellentemperatur und niedriger Vorlauftemperatur verbessert sich die Effizienz Ihrer Wärmepumpe, da sie einen kleineren Temperaturunterschied ausgleichen muss. Moderne Wärmepumpen arbeiten modulierend (mit Invertertechnik) und erreichen so bereits eine JAZ von 3,5 oder höher. Eine JAZ von mindestens 3,5 ist auch für die Beantragung der BAFA-Förderung im Altbau erforderlich.
Achtung: Die Jahresarbeitszahl wird oft mit dem Coefficient of Performance (COP) verwechselt. Während die Jahresarbeitszahl die Effizienz einer Wärmepumpe unter realen Betriebsbedingungen und über einen Zeitraum von einem Jahr misst, zeigt der COP die Effizienz unter Laborbedingungen und als Momentaufnahme.
Ist es sinnvoll, die Wärmepumpe zu steuern?
Ja, insbesondere für die Warmwasserbereitung ist eine Steuerung der Wärmepumpe sinnvoll. Durch die Steuerung kann der Warmwasserspeicher bei Sonnenschein mit Solarstrom geladen werden, sodass am Abend weniger Strom aus dem Netz bezogen werden muss. Dadurch steigt der Eigenverbrauchsanteil des selbst erzeugten Solarstroms und die Unabhängigkeit von externem Strombezug wird erhöht.
Ja, insbesondere für die Warmwasserbereitung ist eine Steuerung der Wärmepumpe sinnvoll. Durch die Steuerung kann der Warmwasserspeicher bei Sonnenschein mit Solarstrom geladen werden, sodass am Abend weniger Strom aus dem Netz bezogen werden muss. Dadurch steigt der Eigenverbrauchsanteil des selbst erzeugten Solarstroms und die Unabhängigkeit von externem Strombezug wird erhöht.
Die Lautstärke von Wärmepumpen liegt in der Regel zwischen ca. 45 und 65 Dezibel, abhängig vom jeweiligen Modell. Zum Vergleich: Ein durchschnittlicher Kühlschrank erzeugt etwa 50 Dezibel. Wenn die Wärmepumpe aufgrund begrenzter Aufstellungsmöglichkeiten besonders leise arbeiten muss, können die Geräusche durch den Einsatz einer Schallschutzhaube um einige Dezibel reduziert werden.
Die Lebensdauer einer Wärmepumpe kann nicht genau festgelegt werden. Im Durchschnitt beträgt die Lebensdauer moderner Wärmepumpen mit Inverter-Technik etwa 20 Jahre. Es kann jedoch auch vorkommen, dass ein Schaden früher auftritt. Auf der anderen Seite gibt es zahlreiche Wärmepumpen, die seit über 30 Jahren ohne Probleme betrieben werden. Eine regelmäßige Wartung der Anlage hilft, frühzeitige Schäden zu vermeiden und die Lebensdauer der Wärmepumpe zu erhöhen.
Der eingebaute Heizstab in einer Wärmepumpe gewährleistet, dass bei unerwartetem Mehrbedarf an Wärme kurzfristig zusätzliche Wärme bereitgestellt werden kann. Die Wärmepumpe sollte so dimensioniert sein, dass der Heizstab nur selten zum Einsatz kommt, zum Beispiel an sehr kalten Wintertagen, wenn die erforderliche Heizleistung nicht vollständig erbracht werden kann. Durch diese begrenzte Nutzung an nur wenigen Tagen im Jahr bleiben die Stromkosten stabil oder sinken sogar, da die Wärmepumpe im restlichen Jahr effizienter arbeitet. Eine genaue Auslegung und Planung sind entscheidend, um niedrige Betriebskosten und eine optimale Auslastung der Wärmepumpe zu erreichen.
Die Kombination einer Photovoltaikanlage mit einer Wärmepumpe führt zu einer Reduzierung des Strombedarfs aus dem Netz. Dadurch sinken die monatlichen Stromkosten, der Eigenverbrauch der PV-Anlage steigt und die CO2-Bilanz der Wärmepumpe verbessert sich weiter.
Wir empfehlen, die Wärmepumpe jährlich warten zu lassen, ähnlich wie bei anderen Heizungsarten. Dadurch wird ein reibungsloser Betrieb sichergestellt und die Lebensdauer der Anlage verlängert.
Unter Kaskadierung versteht man das Anschlussprinzip einer Wärmepumpe, bei dem sie mit Solarstrom betrieben wird, während der Wärmepumpentarif beibehalten wird. Bei der Kaskadierung wird der Wärmepumpenzähler hinter den Hauptzähler geschaltet. Dadurch kann die Wärmepumpe direkt mit selbst erzeugtem Solarstrom versorgt werden, und der günstigere Wärmepumpentarif kann weiterhin genutzt werden. Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass die Kaskadierung ein aufwendiges Messkonzept darstellt und die Zustimmung des Netzbetreibers erforderlich ist.
Es ist wichtig, sorgfältig abzuwägen, da die Rentabilität der Kaskadierung von Faktoren wie dem Modell der Wärmepumpe, dem Stromverbrauch und der Erzeugung der Solaranlage abhängt. Die Einsparungen durch den Wärmepumpentarif sollten die Kosten für die Kaskadierung und den zusätzlichen Zähler übersteigen.
Eine Fußbodenheizung benötigt aufgrund ihrer großen Wärmeübertragungsfläche eine niedrigere Vorlauftemperatur im Vergleich zu Heizkörpern, um die gleiche Wärmeleistung zu erzielen. Dadurch ist der Stromverbrauch bei einer Fußbodenheizung im Vergleich zu Heizkörpern geringer.
Ja, die Installation einer Luft-Wasser-Wärmepumpe kann auch in einem Altbau sinnvoll sein. Allerdings sollten Sie in einem solchen Fall sorgfältig prüfen, ob alle Bedingungen für einen wirtschaftlichen Betrieb gegeben sind und dazu immer professionelle Beratung einholen.
Generell sollte Ihr Haus über einen guten Dämmstandard verfügen. Bei Heizungsvorlauftemperaturen über 50 Grad ist meistens ein traditionelles Heizsystem wie eine Gasheizung effektiver und wirtschaftlicher. Wenn Sie noch eine funktionierende Heizungsanlage haben, könnte ein bivalentes Heizsystem in Betracht gezogen werden, bei dem die Wärmepumpe Ihre bestehende Heizung ergänzt.
Um eine Wärmepumpe richtig zu dimensionieren, müssen mehrere Faktoren berücksichtigt werden. Eine wesentliche Berechnungsmethode zur Bestimmung der richtigen Leistung einer Wärmepumpe ist die Ermittlung der Heizlast des Gebäudes. Diese hängt unter anderem von der Wohnfläche, der Isolierung, der geografischen Lage und anderen Faktoren ab.
Es besteht oft das Risiko, dass die genaue Heizlast nur geschätzt wird und aus Sicherheitsgründen die nächst größere Variante gewählt wird. Dies kann dazu führen, dass die Wärmepumpe an besonders kalten Wintertagen effizient arbeitet, aber im Rest des Jahres weniger effizient ist. Dadurch steigen die Betriebskosten unnötig an.
Ebenso riskant ist es, die Wärmepumpe aufgrund ungenauer Berechnungen zu klein zu dimensionieren, möglicherweise um ein günstigeres Angebot zu erstellen. Dies führt dazu, dass der Wärmebedarf nicht gedeckt werden kann oder der Heizstab der Wärmepumpe häufiger eingeschaltet werden muss, was sich negativ auf die Wirtschaftlichkeit der Anlage auswirkt. Eine genaue Dimensionierung ist daher, im Gegensatz zu Öl- oder Gasheizungen, von großer Bedeutung.
Die Installation einer Wärmepumpe dauert in der Regel 2–3 Tage.
Welche Maßnahmen sind erforderlich, um meine Wärmepumpe mit Solarstrom zu versorgen?
Um Ihre Wärmepumpe mit Solarstrom zu versorgen, gibt es zwei Möglichkeiten:
- Die Wärmepumpe kann über das Haushaltsnetz angeschlossen werden und somit mit Solarstrom versorgt werden. In diesem Fall wird der separate Wärmepumpenzähler abgemeldet und der Wärmepumpentarif kann nicht beibehalten werden.
- Falls dies vom Netzbetreiber genehmigt wird, kann die Wärmepumpe in einer Kaskadenschaltung betrieben werden. Dadurch kann die Wärmepumpe mit Solarstrom versorgt werden und der Wärmepumpentarif kann beibehalten werden. Beachten Sie jedoch, dass die Genehmigung Ihres Netzbetreibers erforderlich ist.
Beide Optionen haben Vor- und Nachteile. Sie sollten sorgfältig abwägen, welche Option für Sie vorteilhafter ist. Lassen Sie sich gerne von uns beraten!
Um Ihre Wärmepumpe mit Solarstrom zu versorgen, gibt es zwei Möglichkeiten:
- Die Wärmepumpe kann über das Haushaltsnetz angeschlossen werden und somit mit Solarstrom versorgt werden. In diesem Fall wird der separate Wärmepumpenzähler abgemeldet und der Wärmepumpentarif kann nicht beibehalten werden.
- Falls dies vom Netzbetreiber genehmigt wird, kann die Wärmepumpe in einer Kaskadenschaltung betrieben werden. Dadurch kann die Wärmepumpe mit Solarstrom versorgt werden und der Wärmepumpentarif kann beibehalten werden. Beachten Sie jedoch, dass die Genehmigung Ihres Netzbetreibers erforderlich ist.
Beide Optionen haben Vor- und Nachteile. Sie sollten sorgfältig abwägen, welche Option für Sie vorteilhafter ist. Lassen Sie sich gerne von uns Beraten!
Dies ist nur möglich, wenn eine Kaskadenschaltung verwendet wird. Bei separatem Zähler wird die Wärmepumpe nicht direkt mit Solarstrom versorgt. Um die Wärmepumpe mit Solarstrom zu versorgen, ist es einfacher, sie über denselben Zähler wie Ihre anderen Verbraucher und Ihre Solaranlage laufen zu lassen.
Es gibt drei verschiedene Konzepte zur Integration einer Wärmepumpe in eine Photovoltaikanlage. Diese Konzepte unterscheiden sich im Messkonzept. Im Folgenden werden die verschiedenen Konzepte vorgestellt und ihre Vor- und Nachteile erläutert.
- Keine Änderung des Zählerkonzepts: Das bestehende Messkonzept wird beibehalten, und die Wärmepumpe wird nicht mit Solarstrom versorgt. Der Wärmepumpentarif kann jedoch weiterhin genutzt werden, und es sind keine zusätzlichen Arbeiten am Anschluss der Wärmepumpe im Zählerschrank erforderlich.
- Umklemmen der Wärmepumpe ohne Wärmepumpentarif: In diesem Fall wird die Wärmepumpe direkt mit den anderen Verbrauchern verbunden und nutzt den Strom der Solaranlage. Dadurch steigt der Eigenverbrauch, aber der Wärmepumpentarif kann nicht mehr genutzt werden.
- Beim Umklemmen der Wärmepumpe ohne Wärmepumpentarif muss der separate Wärmepumpenzähler abgemeldet werden. Es entstehen zusätzliche Kosten und Aufwand durch das Umklemmen der Wärmepumpe, aber die jährlichen Kosten für den Zähler entfallen. Der Strombezug für die Wärmepumpe wird reduziert, da ein großer Teil des Strombedarfs durch die Solaranlage gedeckt wird.
- Umklemmen der Wärmepumpe mit Wärmepumpentarif (Kaskadierung): Bei diesem Messkonzept wird der Wärmepumpenzähler hinter den Hauptzähler geschaltet. Dadurch kann die Wärmepumpe mit selbst erzeugtem Solarstrom versorgt werden, und der Wärmepumpentarif kann weiterhin genutzt werden. Die Kaskadierung erfordert jedoch eine Genehmigung des Netzbetreibers und zusätzlichen Aufwand für das Umklemmen der Wärmepumpe und das Versetzen der Zähler. Die Rentabilität der Kaskadierung hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie dem Modell der Wärmepumpe, dem Stromverbrauch und der Erzeugung der Solaranlage.
Bitte beachten Sie, dass die Kosten für eine neue Wärmepumpe je nach Typ und Anwendungsbereich erheblich variieren und durchschnittlich zwischen 30.000 und 50.000 Euro inklusive fachgerechter Installation liegen. Mit der Berücksichtigung staatlicher Förderungen können die Anschaffungskosten um bis zu 40 Prozent reduziert werden.
Wie bereits erwähnt, arbeiten Wärmepumpen äußerst effizient, da sie lediglich eine Einheit Strom benötigen, um drei bis fünf Einheiten Wärme zu erzeugen. Dadurch heizen sie deutlich sparsamer als Ölheizungen. Zusätzlich wird in Deutschland die CO2-Steuer kontinuierlich erhöht. Da Ölheizungen einen hohen CO2-Ausstoß aufweisen, führt der Umstieg auf eine Wärmepumpe allein schon zu Einsparungen bei den jährlich steigenden Kosten. Darüber hinaus sind fossile Brennstoffe nur begrenzt verfügbar, was zu einer voraussichtlichen weiteren Preiserhöhung von Gas und Öl führen wird.
Zu guter Letzt verursachen Wärmepumpen im Vergleich zu Ölheizungen geringere Wartungs- und Reparaturkosten. Dank ihrer modernen Technologie sind sie bei fachgerechter Installation weniger anfällig für Störungen und Ausfälle treten nur selten auf.
Der Dämmstandard eines Hauses spielt eine wesentliche Rolle bei der Entscheidung, ob der Einsatz einer Wärmepumpe sinnvoll ist. Je besser das Haus gedämmt ist, desto effizienter arbeitet die Wärmepumpe. Nicht gedämmte Altbauten eignen sich daher nicht und sollten entsprechend nachgerüstet werden. Wir überprüfen vor der Installation immer, ob Ihr Haus für den Betrieb einer Wärmepumpe geeignet ist. Im Neubau ist die Entscheidung einfach, da Neubauten die Voraussetzungen der Energieeinsparverordnung (EnEV) erfüllen müssen und daher einen sehr hohen Dämmstandard aufweisen.
Für die Installation einer Wärmepumpe ist keine Fußbodenheizung erforderlich. Eine Wärmepumpe kann ebenso effizient mit Heizkörpern genutzt werden, sofern deren Größe einen Betrieb mit niedrigen Vorlauftemperaturen zulässt.
Sollten Sie in Ihrem Haus ältere und eher klein dimensionierte Radiatoren haben, könnte ein Austausch zu Niedertemperatur-Heizkörpern sinnvoll sein. Nicht nur Wärmepumpen, sondern auch Brennwertkessel arbeiten mit diesen Heizkörpern effizienter.
Ja, bei Bedarf kann eine Wärmepumpe auch zum Beheizen eines Pools verwendet werden. Die Dimensionierung der Wärmepumpe hängt jedoch von den spezifischen Anforderungen Ihres Pools, wie der Größe, Bauart und Nutzungsgewohnheiten, ab. Da der Wärmebedarf eines Pools in der Regel höher ist als der eines Gebäudes, kann es sinnvoll sein, eine separate Pool-Wärmepumpe einzusetzen.
Inverter-Wärmepumpen modulieren die Leistung einer Wärmepumpe, so dass diese bei einer gleichbleibenden Vorlauftemperatur betrieben werden kann. Dies vermeidet ein häufiges Ein- und Ausschalten, was zu einer deutlich längeren Lebensdauer führt. Außerdem wird der Stromverbrauch reduziert und die Wärmepumpe läuft ruhiger.
Der Inverter einer Wärmepumpe ist ähnlich wie der Wechselrichter einer Photovoltaikanlage. Statt Gleichstrom in Wechselstrom umzuwandeln, wandelt der Inverter den aus dem Netz bezogen
Wechselstrom in Gleichstrom um. Ein Umrichter erzeugt dann den erforderlichen Wechselstrom. Auf diese Weise kann die Drehzahl der Wärmepumpe an die jeweils benötigte Leistung angepasst werden.
Die meisten Energieversorger bieten spezielle Stromtarife für Wärmepumpen an. Um diese Tarife nutzen zu können, müssen zwei Bedingungen erfüllt sein: Zum einen muss der Wärmestrom über einen separaten Zähler gemessen werden können, und zum anderen muss der Netzbetreiber Zugang zur Wärmepumpe haben.
Die Dauer des Heizungsaustauschs wird derzeit maßgeblich von der Verfügbarkeit einzelner Komponenten und Produkte beeinflusst. Zudem gibt es eine erhöhte Nachfrage, wodurch Fachbetriebe aktuell stark ausgelastet sind. Bitte planen Sie ausreichend Zeit für die Terminfindung mit Ihrem Heizungsfachbetrieb ein. In der Regel ist der Heizungstausch jedoch eine unkomplizierte und saubere Angelegenheit. Ein speziell geschulter Fachbetrieb wird zunächst die baulichen Gegebenheiten begutachten, um seine Empfehlung entsprechend anzupassen. Anschließend erfolgt die eigentliche Installation.
