Wärmepumpe zum Heizen – ein erster Überblick

Wer sich bei einem geplanten Neubau mit dem Thema energieeffizientes Heizen beschäftigt, wird früher oder später auf das Thema Wärmepumpe stoßen. Denn Wärmepumpen nutzen zum Heizen die in der Umwelt gespeicherte thermische Energie, die nicht nur kostenlos zur Verfügung steht, sondern auch umweltfreundlich ist. Erfahren Sie hier, was Sie zum Einstieg ins umfangreiche Thema Wärmepumpen wissen sollten.

Was ist eine Wärmepumpe?

Unter einer Wärmepumpe wird ein System verstanden, das kostenlose thermische Energie aus der Umgebungsluft, aus dem Erdreich oder aus dem Grundwasser gewinnt, um sie zum Heizen zu nutzen. Dadurch werden fossile Ressourcen geschont und der Hauseigentümer ist unabhängig von Preisschwankungen fossiler Brennstoffe.

Dabei funktioniert eine Wärmepumpe im Prinzip wie ein Kühlschrank, nur dass der Prozess umgekehrt wird: Im Kühlschrank wird das Innere gekühlt und die Wärme nach außen abgeleitet, bei einer Wärmepumpe wird die Wärme in die Innenräume geleitet und die Kälte nach außen.

Dabei besteht eine Wärmepumpe in der Regel aus zwei Wärmeübertragern, einem Verdichter, einem Entspannerventil und einer Wärmenutzungsanlage, die die Wärme in die Räume leitet. Der erste Wärmeübertrager, der auch Verdampfer genannt wird, überträgt die gewonnene thermische Energie auf ein Kältemittel. Dieses Kältemittel verfügt über besondere Eigenschaften, sodass es schon bei niedrigen Temperaturen verdampft. Der Verdichter erhöht den Druck des dampfförmigen Kältemittels, sodass die Temperatur über die Temperatur des Heizungssystems ansteigt. Der zweite Wärmeübertrager, auch Verflüssiger genannt, überträgt die Wärme dann an das Heizungssystem. Dort kühlt das Kältemittel wieder ab, sein Druck sinkt und es wird wieder flüssig. Anschließend wird das Kältemittel durch das Entspannerventil geleitet, das den Druck zum Ausgangswert zurückbringt und das Kühlmittel wieder zum Verdampfer leitet. Hier beginnt der Wärmepumpen-Kreislauf wieder von vorn.

Welche Arten von Wärmepumpen gibt es?

Insgesamt gibt es drei verschiedene Arten von Wärmepumpen, die unterschiedliche Quellen für die thermische Energie nutzen:

1. Luft-Wasser-Wärmepumpen  nutzen die Umgebungsluft

Luft-Wasser-Wärmepumpen  nutzen die thermische Energie aus der Luft. Diese Art von Wärmepumpen besteht aus einer Vorrichtung, die die Außenluft ansaugt und wieder ausbläst. Dabei kann die Anlage entweder im Hausinneren installiert werden, wobei spezielle Kanäle die Wärmepumpe mit Lüftungsgittern in der Außenwand verbinden. Oder die Wärmepumpe wird außerhalb des Hauses installiert und saugt die Luft direkt aus der Umgebung an.

Der Vorteil der Luft-Wasser-Wärmepumpe ist, dass sie leicht zu installieren ist.  Der Nachteil ist, dass die genutzte Luft im Winter sehr kalt ist – also ausgerechnet dann, wenn am meisten Wärme gebraucht wird. Bei einer Luft-Wasser-Wärmepumpe  müssen bei Außentemperaturen um den Gefrierpunkt die Wärmeübertrager frostfrei gehalten werden, wodurch die Energieeffizienz der Wärmepumpe insgesamt absinkt.

2. Sole-Wasser-Wärmepumpen nutzen die Erdwärme

Auch in der Erde ist thermische Energie gespeichert. Diese Energie wird von Sole-Wasser-Wärmepumpen genutzt, um Ihr Haus zu heizen. Dazu werden Rohrleitungen in der Erde verlegt, durch die mit Frostschutzmittel angereichertes Wasser gepumpt wird, wobei dieses Gemisch Sole genannt wird. Die Sole zieht die Wärme aus dem Erdreich und leitet sie zur Wärmepumpe.

Für die Rohrleitungen werden durch Tiefenbohrung bis zu 100 Meter tiefe Löcher gebohrt, in denen die Kunststoffrohre, sogenannte Sonden, installiert werden. Können auf dem Baugrundstück aus technischen oder rechtlichen Gründen keine Sondenbohrungen durchgeführt werden, können auch Flachkollektoren Verwendung finden, bei denen die Rohre in einer Tiefe von etwa 1,5 Metern verlegt werden, allerdings auf einer größeren Fläche.

Der Vorteil der Erde-Wasser-Wärmepumpe ist, dass Erdwärme ganzjährig mit gleichbleibenden Temperaturen gewonnen werden kann, was eine höhere Energieeffizienz bedeutet. Der Nachteil ist, dass Tiefenbohrungen genehmigungspflichtig und nicht überall erlaubt sind. Zudem sind die Bohrungen – vor allem für Bodensonden – relativ teuer.

3. Wasser-Wasser-Wärmepumpen nutzen das Grundwasser

Auch im Grundwasser ist thermische Energie gespeichert, die sich mit einer Wärmepumpe gewinnen lässt. Dazu werden zwei Brunnen benötigt, die das Grundwasser zur  Wärmepumpe und wieder zurück in die Erde transportieren. Dabei müssen die beiden Brunnen in Fließrichtung des Grundwassers gegraben werden und es muss ein bestimmter Mindestabstand eingehalten werden, damit alles reibungslos funktionieren kann. Auch die Grundwasserqualität muss stimmen, damit diese Art von Wärmepumpe überhaupt zum Einsatz kommen kann.

Der Vorteil der Wasser-Wasser-Wärmepumpe ist, dass das Grundwasser ganzjährig konstante Temperaturen gewährleistet, sodass entsprechende Wärmepumpen eine hohe Energieeffizienz haben. Der Nachteil ist, dass diese Wasser-Wärmepumpen genehmigungspflichtig und nicht überall zulässig sind und dass – wie bereits erwähnt – die Qualität des Grundwassers ausreichend gut sein muss.

Kosten einer Wärmepumpe

Die Kosten für eine Wärmepumpe sind von vielen Faktoren abhängig und unterscheiden sich je nach Größe des Hauses, Region und Hersteller, aber vor allem auch nach der gewählten Anlage. So brauchen Luft-Wasser-Wärmepumpe zum Beispiel keine zusätzliche Technik und keine Bohrungen im Garten, während bei einer Sole-Wasser-Wärmepumpe Kosten für die Sondenbohrungen oder Flachkollektoren hinzukommen und bei einer Wasser-Wasser-Wärmepumpe für die Bohrung der beiden Brunnen. Eine individuelle Beratung ist deshalb unabdingbar, da es auch verschiedene staatliche Fördermittel gibt, die gegebenenfalls bei der Anschaffung einer Wärmepumpe beantragt werden können.

Nicht vergessen werden darf, dass die thermische Energie zwar kostenlos zur Verfügung steht, eine Wärmepumpe aber dennoch Betriebskosten verursacht. Denn da Wärmepumpen elektrisch betrieben werden, verbrauchen sie Strom. Wie hoch die Stromkosten ausfallen, richtet sich wiederum nach der gewählten Anlage, der Wohnfläche, dem energetischen Zustand des Hauses usw. Vor allem, wenn Sie Wert auf umweltfreundliches Heizen legen, sollten Sie für den Betrieb einer Wärmepumpe auf Ökostrom zurückgreifen oder die Wärmepumpe mit einer eigenen Photovoltaikanlage kombinieren, die kostenlose Sonnenenergie für die eigene Stromerzeugung nutzt. Auch eine Kombination mit einer Solarthermie-Anlage ist zu empfehlen, denn die Solaranlage sorgt für zusätzliche Wärme für die Warmwasserbereitung und entlastet damit die Wärmepumpe.

Fazit: Umweltenergie mit Wärmepumpe individuell nutzen

Auf den ersten Blick klingt es einfach nur verlockend, kostenlose Umweltenergie zum Heizen des eigenen Hauses zu verwenden. Da Wärmepumpen allerdings auch einige Nachteile mit sich bringen, sollten vor einer Entscheidungsfindung für oder gegen eine Wärmepumpe die Vor- und Nachteile genau abgewogen werden. Nachfolgend finden Sie alle Argumente noch mal übersichtlich aufgelistet:

Vorteile von Wärmepumpen

• Die genutzte thermische Energie ist kostenlos.
• Fossile Ressourcen werden geschont.
• Man ist unabhängig von Preisschwankungen fossiler Brennstoffe.
• Eine Bezuschussung über staatliche Fördermittel ist möglich.
• Ideal in Verbindung mit Photovoltaik oder Solarthermie.

Nachteile von Wärmepumpen

• Die Anschaffungskosten sind relativ hoch.
• Je nach Wärmepumpenart braucht man eine Genehmigung.
• Sole- und Wasser-Wärmepumpen sind nicht überall zulässig.
• Für Sole- und Wasser-Wärmepumpen sind Bohrungen im Garten notwendig.
• Luft-Wärmepumpen sind durch die kalte Luft im Winter weniger effizient.
• Der Stromverbrauch steigt durch den Betrieb der Wärmepumpe