Wärmepumpe: moderne Heiztechnik mit erneuerbaren Wärmequellen

Das Konzept der Wärmepumpe nutzt Umweltwärme und kann – passend ausgelegt – eine effiziente Heizlösung sein. Bei einer Wärmepumpe wird die natürliche Energie aus dem Grundwasser (Wasser-Wasser-Wärmepumpen), der Erde (Sole-Wasser-Wärmepumpen) oder der Luft (Luft- oder Luft-Wasser-Wärmepumpen) in nutzbare Wärme für Heizung und Warmwasser umgewandelt. Wärmepumpen können – je nach Gebäude, Auslegung und Strommix – den Energieeinsatz fürs Heizen reduzieren und Umweltwärme für Heizung und Warmwasser nutzbar machen.

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Moderne Wärmepumpen nutzen zur Energiegewinnung verschiedene Quellen: Luft, Boden, Wasser und Abwärme. Je nach den örtlichen Gegebenheiten und der benötigen Wärmemenge muss die richtige Wärmepumpe ausgewählt werden. Folgende grundsätzlichen Wärmepumpen-Systeme gibt es:

Luft-Wasser-Wärmepumpe
Eine Luft-Wasser-Wärmepumpe ist eine besonders platzsparende Wärmepumpe mit vergleichsweise geringen Anschaffungskosten. Diese Wärmepumpe nutzt die Wärme aus der Umgebungsluft für die Energiegewinnung. Ein Ventilator saugt die Umgebungsluft an und bringt sie zu einem eingebauten Luft-Wärmetauscher. Das darin enthaltene Kältemittel kommt mit der warmen Außenluft in Verbindung, erwärmt sich bis es schließlich zu verdampfen beginnt. Nach der Verdichtung und der anschließenden Verflüssigung kann die so gewonnene Wärme zum Heizen oder zur Warmwassergewinnung genutzt werden. Diese Wärmepumpen sind für die Installation fast überall geeignet. Sie werden häufig in privaten Wohngebäuden eingesetzt und können – je nach Auslegung – Heizung und Warmwasserbereitung übernehmen. Dank moderner Technik können Wärmepumpen – je nach Gebäude, Heizflächen und Auslegung – auch in älteren Gebäuden sinnvoll eingesetzt werden.

Sole-Wasser-Wärmepumpe
Die Sole/Wasser-Wärmepumpe nutzt ein bewährtes Prinzip und kann – passend ausgelegt – effizient arbeiten. Sie wird durch Strom angetrieben und kann – je nach Auslegung, Stromtarif und Gebäude – einen wirtschaftlichen Wärme- und Warmwasserbetrieb unterstützen. Je nach Auslegung und Betriebsbedingungen kann eine Erdwärmepumpe aus 1 kWh Strom ein Mehrfaches an nutzbarer Wärme für Heizung und Warmwasser bereitstellen. Denn ein großer Teil der benötigten Wärme stammt aus der im Erdreich gespeicherten Umweltenergie, die ohne Brennstoffkosten genutzt werden kann. Auch im Sommer lässt sich die Technik der Sole/Wasser-Wärmepumpe nutzen, indem die niedrigen Temperaturen im Erdreich aktiv zum Kühlen der Wohnräume verwendet werden.

Wasser-Wasser-Wärmepumpe
Grundwasser ist ein guter Energiespeicher, der das ganze Jahr über konstante Temperaturen von über zehn Grad Celsius liefert. Das kann – bei passender Auslegung und geeigneten Bedingungen – zu einem über das Jahr hinweg guten Wirkungsgrad der Wasser-Wasser-Wärmepumpe beitragen. Das Grundwasser wird aus einem Förderbrunnen zur Wärmepumpe geleitet. Diese entzieht dem Wasser Wärme, die anschließend zum Heizen und der Warmwasserbereitung verwendet werden. Ein entscheidender Aspekt bei der Planung einer solchen Wärmepumpe ist der Wasserschutz. Die zuständigen Behörden müssen für die Installation eine Genehmigung erteilen.

Luft-Luft-Wärmepumpen (Abluft)
Abluft-Wärmepumpen nutzen die thermische Energie, die die Raumluft durch Heizkörper und Flächenheizungen, aber auch durch Beleuchtung, elektrische Geräte oder Körperwärme aufnimmt. Durch ein System mit kontrollierter Wohnungslüftung, Wärmerückgewinnung und Abluft-Wärmepumpe kann ein Teil dieser Wärmeenergie erneut genutzt werden. Da die Abluft gegenüber der Außenluft nur in begrenzter Menge zur Verfügung steht, muss die Leistung der Abluftwärmepumpe gut eingestellt werden. Sie planen ein System aus kontrollierter Wohnraumlüftung, Wärmerückgewinnung und Abluft-Wärmepumpe als einzige Heizquelle? Dann sollte ihr Haus einen hohen Effizienzstandard haben oder ein sogenanntes Niedrigenergie- oder Effizienzhaus sein.

• Heizen mit Umweltwärme – je nach Strommix mit geringeren Emissionen im Betrieb 
• Kann – passend ausgelegt – effizient arbeiten und laufende Kosten entlasten 
• Geringer Wartungsaufwand bei regelmäßigen Checks
• Je nach Programm sind staatliche Fördermittel möglich
• Kann nicht nur heizen, sondern auch kühlen
• Kann die Anforderungen des Gebäudemodernisierungsgesetzes (GModG) erfüllen
• Je nach Strommix kann die Wärmenutzung im Betrieb CO2-ärmer sein

Wärmepumpe kaufen

Wärmepumpen entziehen dem Außenbereich Wärme und geben diese an das Haus in Form von Heizenergie ab. Kernprinzip jeder Wärmepumpe ist der Kältekreislauf. Die für diesen Prozess benötigte Energie ist geringer als die am Ende übertragene Wärmeenergie.
Unabhängig davon, ob Wasser, Erde oder Luft als Wärmequelle dient, lässt sich die Grundfunktionsweise, der Kältekreisprozess, aller Wärmepumpen in vier Phasen unterteilen:

Verdampfung: Ein Kältemittel zirkuliert in der Wärmepumpe und verdampft bei niedriger Temperatur und Druck, indem es Wärme aus einer Wärmequelle aufnimmt.

Kompression: Der Dampf wird dann von einem Kompressor angesaugt und verdichtet, wodurch seine Temperatur und sein Druck steigen.

Kondensation: Der heiße Dampf gibt seine Wärme an das Heizsystem oder Warmwasser des Hauses ab, indem er in einem Wärmeübertrager kondensiert. Dabei gibt er seine Energie ab und wird wieder flüssig.

Expansion: Durch ein Expansionsventil wird der Druck des flüssigen Kältemittels reduziert, wodurch es abkühlt und der Kreislauf von vorne beginnen kann.

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Möchten Sie Ihre Abhängigkeit von steigenden Gas-, Öl- und Pelletpreisen verringern und Ihre Heizkosten je nach Ausgangslage spürbar entlasten? Durch das Nachrüsten einer Wärmepumpe im Altbau können Sie – je nach Gebäude und Auslegung – Ihre Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen verringern und die laufenden Heizkosten entlasten; der Einbau ist allerdings aufwendiger als bei einem Neubau. Wir berücksichtigen bei der Konzeptionierung die speziellen Bedingungen und Voraussetzungen, die eine Wärmepumpennachrüstung im Altbau erfordert.

Voraussetzungen für die Nachrüstung einer Wärmepumpe
Damit die Wärmepumpe im Altbau effizient arbeiten kann, sind vor allem zwei Voraussetzungen notwendig:

• eine Fußboden- oder Wandheizung
• eine gute Wärmedämmung des Gebäudes

Falls Sie bereits über eine Fußbodenheizung verfügen, ist der Umbau einfach umzusetzen, da diese Flächenheizung nur geringe Vorlauftemperaturen benötigt. Vor der Installation einer Wärmepumpe für den Altbau ist es ratsam, die Wärmedämmung des Gebäudes zu verbessern. Dafür können Sanierungsmaßnahmen wie Fenster- und Türtausch, Fassadendämmung sowie Dachisolierung notwendig sein. Mit einer guten Wärmedämmung verbessern Sie die Voraussetzungen für einen effizienten Betrieb und können den Stromverbrauch Ihrer Wärmepumpe im Vergleich zu einem schlecht gedämmten Gebäude senken. Dafür können Sie einen Energieberater mit der Entwicklung eines geeigneten Sanierungskonzeptes beauftragen. Je nach Programm und aktueller Förderlage kann der Staat eine Energieberatung mit bis zu 80 % der Kosten bezuschussen.

Welche Wärmepumpe eignet sich für den Altbau?
Um die optimale Wärmepumpe für Ihren Altbau zu finden, ist eine individuelle Berechnung unabdingbar. Denn nur so lässt sich eine Über- oder Unterdimensionierung vermeiden. Die so berechnete Heizlast, also der Energie, die die Heizungsanlage abgeben muss, um den Altbau zu beheizen, wird nach der DIN EN 12831 von einem Heizungsfachmann oder Energieberater ermittelt. Am besten geeignet sind:

• eine Luft/Wasser-Wärmepumpe für eine Heizlast von unter 15 kW
• eine Erd- und Wasser/Wasser-Wärmepumpen für Heizlasten von bis zu 20 kW

Wir unterstützt Sie gerne bei der Auswahl der idealen Wärmepumpe für Ihr Zuhause. Wir berücksichtigen dabei auch den notwendigen Platzbedarf für das Außenmoduls bei einer Luft-Wasser-Wärmepumpe und ob Ihr Grundstück die entsprechenden Anforderungen erfüllt. 

Funktioniert die Wärmepumpe auch ohne Fußbodenheizung?
Ja! Auch ohne eine Fußbodenheizung kann eine Wärmepumpe im Altbau installieren werden. Dabei ist allerdings eine ausreichend große Fläche Ihrer Heizkörper unerlässlich, um die Räume auch bei einer niedrigen Vorlauftemperatur zu beheizen. Je nach Heizflächen und Vorlauftemperaturen kann diese Variante die Effizienz der Wärmepumpe gegenüber Flächenheizungen reduzieren. Wir identifizieren dafür diejenigen Heizkörper, die eine zu kleine Fläche haben und deshalb zu wenig Heizenergie abgeben. Diese werden dann durch flächenmäßig größer Heizkörper ersetzt bzw. durch neueste Niedertemperatur-Heizkörper, die sich für die Wärmepumpe im Altbau besonders gut eignen.

Wie viel Sie pro Jahr durch Ihre Wärmepumpe sparen, ist stark von der im Betrieb erreichten Jahresarbeitszahl und dem Verhältnis von Wärmepumpenstrompreis und dem Preis der alternativen fossilen Brennstoffe ab. Eine Erdwärmepumpenanlage mit hoher Jahresarbeitszahl kann – abhängig von Stromtarif, Ausgangssystem und Gebäudebedarf – die laufenden Energiekosten spürbar reduzieren. Die Amortisationszeit einer Wärmepumpe hängt stark von Investition, Förderung, Energiepreisen und Effizienz ab und sollte individuell berechnet werden.

Wärmepumpe mit Solarthermie kombinieren
Eine Solarthermieanlage nutzt Sonnenenergie als frei verfügbare Wärmequelle, um Wärme zu erzeugen. Diese Wärme kann dann zur Erwärmung von Gebrauchswasser verwendet werden. Es gibt zwei Möglichkeiten, Solarthermie mit einer Wärmepumpe zu verbinden:
Erstens, die direkte Unterstützung: Hierbei wird die Sonnenenergie unmittelbar in das Heizsystem eingespeist. In Kombination können Solarthermieanlage und Wärmepumpe – je nach Auslegung – Wärme für Heizung und Warmwasser bereitstellen.
Zweitens, die indirekte Unterstützung: Bei dieser Methode wird die Solarwärme zur Wärmequelle der Wärmepumpe (z.B. Erdboden) hinzugefügt. Das dadurch mögliche höhere Temperaturniveau kann – je nach Auslegung und Betriebsweise – den Strombedarf der Wärmepumpe reduzieren.

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Wärmepumpe mit Photovoltaik kombinieren
Wärmepumpe und Photovoltaikanlage können sich gut ergänzen. Die Photovoltaikanlage kann – je nach Eigenverbrauch und Auslegung – Strom für die Wärmepumpe bereitstellen und so die laufenden Heizkosten entlasten. Im Gegenzug kann die Wärmepumpe – je nach Verbrauchsprofil – den Eigenverbrauch erhöhen und damit die Wirtschaftlichkeit der Photovoltaikanlage verbessern. Auch die Umwelt kann profitieren: Selbst erzeugter Solarstrom aus der Photovoltaikanlage stammt aus einer erneuerbaren Energiequelle und kann den Netzstrombezug reduzieren.

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Wärmepumpe mit Gas-Brennwerttechnik kombinieren (Hybrid-Heizung)
Durch die Kombination mit einem Gas-Brennwertgerät entsteht eine Hybrid-Heizung. Dieses System bietet viele Vorteile, da sich die Wärmeerzeuger ergänzen. Sollte die Leistung der Wärmepumpe nicht ausreichen, wird das Gas-Brennwertgerät zugeschaltet, sodass die beiden Wärmeerzeuger parallel arbeiten. Alternativ gibt es auch Systeme, bei denen nur jeweils die Wärmepumpe oder der Brennwertkessel für Wärme und warmes Wasser sorgen. Die Planung einer Hybridheizung sollte sorgfältig erfolgen, damit die Anlage passend ausgelegt ist – wir beraten Sie gern zu den Optionen für Ihr Gebäude.

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Wer mit einer modernen Wärmepumpe heizen will, sollte sich unbedingt vorher über etwaige Zuschüsse und Fördermöglichkeiten informieren. Oft können diese Anträge nur vor Beginn der Sa­nierungs­maß­nahmen beantragt werden. Wir unterstützen Sie bei der Prüfung passender Förderprogramme und bei der Antragstellung – abhängig von den jeweils geltenden Voraussetzungen.

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Wärmepumpen dienen nicht nur der Heizung, sondern können auch für angenehme Kühlmomente im Sommer sorgen, sofern sie entsprechend dimensioniert sind. Durch die Umkehrung des Kältekreislaufs wird die Wärmepumpe in den warmen Monaten für Kühlzwecke genutzt. In Verbindung mit einer Fußbodenheizung kann die Raumtemperatur – abhängig von Auslegung und Gebäudesituation – spürbar abgesenkt werden. Durch die Verwendung von Gebläsekonvektoren kann eine Wärmepumpe – je nach System und Regelung – eine gezieltere Temperierung der Räume ermöglichen. Die Kühlung kann je nach Umweltwärme und Leistung der Wärmepumpe aktiv oder passiv erfolgen. Es ist jedoch wesentlich zu beachten, dass die Kühlkapazität einer Wärmepumpe nicht mit der herkömmlicher Klimaanlagen vergleichbar ist.