Wärmepumpe

Wärmepumpe – Technik, Kosten und Fördermittel

Wärmepumpen nutzen bis zu 75% ihrer Energie als Wärme aus der Umwelt und ca. 25% elektrischen Strom als Antriebsenergie für den Verdichter (Kompressor). Diese Umweltwärme kann aus der Abwärme, der Umgebungsluft, dem Erdreich oder dem Grundwasser entnommen werden. Die Wärmepumpe hebt diese Energie durch physikalische Effekte auf ein Niveau, das angenehme Temperaturen im Wohnraum ermöglicht.



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1. Funktionsweise der Wärmepumpe

Wärmepumpen entnehmen der Umwelt (Luft, Wasser oder Erde) Wärme und überführen diese durch die Prozesse Verdampfen, Kompression und Kondensation auf ein höheres Temperaturniveau. Diese Wärme kann nun den Heizkörpern oder einer Raumlüftung zugeführt werden.

Die physikalischen Prozesse Verdampfen und Verdichten können mit der Funktionsweise eines Schnellkochtopfs erklärt werden:

  • In einer Wärmepumpe wird nicht Wasser durch die Umweltwärme, sondern ein spezielles Kältemittel zum Verdampfen gebracht.
  • Diese Kältemittel haben die Eigenschaft, schon bei besonders niedrigen Temperaturen zu verdampfen.
  • Dabei wird der Dampf des Kältemittels nun durch einen elektrisch betriebenen Kompressor stark verdichtet, sodass die Temperatur ansteigt. Es wird sozusagen „Wärme gepumpt“.
  • Anschließend wird die Wärme von einem Wärmetauscher auf das Heizungswasser übertragen.
  • Dies führt wiederum dazu, dass der Dampf abkühlt und sich verflüssigt oder kondensiert.
  • Dann wird der entstandene Druck abgelassen und das Kältemittel kühlt somit vollständig ab. Somit ist der Kreis geschlossen und der Vorgang kann von neuem beginnen:
  • Wird der Wärmepumpenstrom größtenteils durch Photovoltaik (Solarstrom) erzeugt, kann die CO2 Emission im Vergleich zu Verbrennungssystemen deutlich reduziert werden.
  • Die Effizienz einer Wärmepumpe wird durch die Jahresarbeitszahl beschrieben. Dabei wird das Verhältnis der Nutzenergie (nutzbare Wärme) zur aufgewendeten Energie zum Verdichten in Form von Strom berechnet.
  • Das Verhältnis der abgegebenen Wärmeleistung zur zugeführten elektrischen Leistung wird Leistungszahl genannt.

2. Verschiedene Arten der Wärmepumpe

Sole-Wasser Wärmepumpe (Erdwärmepumpe):

Sole-Wasser-Wärmepumpe, Leitungen, Wasser, WarmwasserErdwärmepumpen entziehen dem Boden die in ihm gespeicherte Wärme. Dies kann auf zwei verschiedene Arten erfolgen:


  1. Bei geeigneter Bodenbeschaffenheit wird nach einer Tiefbohrung eine Erdsonde bis zu 100 Meter tief senkrecht in die Erde eingebracht.
  2. Bei geeigneter Grundstücksgröße wird ein Erdkollektor horizontal in 1,20 bis 1,50 Meter Tiefe verlegt.

Da die Bodentemperatur bis zu -5°C betragen kann, wird bei beiden Arten der Erdwärme-Abgabe frostsichere Sole als Wärmeträger verwendet. Dabei besteht die Sole aus Wasser und einem Frostschutzmittel.

Wasser-Wasser Wärmepumpe:

Pumpe, Wasser, WasserbeförderungWasser/Wasser Wärmepumpen entziehen dem Grundwasser die Wärme. Dabei wird aus einem sogenannten Saug- und Schluckbrunnen, für den eine behördliche Genehmigung erforderlich ist, Grundwasser entnommen und nach der Wärmeentnahme wieder dem Boden zurückgeführt. Da die durchschnittliche Temperatur des Grundwassers mehr als 10° C beträgt, arbeiten Wasser-Wasser Wärmepumpen das ganze Jahr über sehr effizient.

Luft-Wasser Wärmepumpe:

Wasser, Warmwasser, PumpeLuft-Wasser Wärmepumpen entziehen der Umgebungsluft Wärme – auch noch bei sehr niedrigen Außentemperaturen bis -20° C. Dabei benötigen Sie bei dieser Art der Wärmepumpe sogar keine behördlichen Genehmigungen oder größere bauliche Maßnahmen. Dennoch erforderlich ist lediglich eine sichere Stellfläche für die Außeneinheit. Luft-Wasser Wärmepumpen sind die günstigsten Wärmepumpen. Allerdings sind sie auch etwas weniger effizient als Sole-Wasser und Wasser-Wasser Wärmepumpen. Deshalb eignen sie sich somit aber ideal zur Erweiterung bestehender Heizsysteme wie Gas-Brennwertheizung oder Solarthermie.

Ist in dem Haus eine Lüftungsanlage vorhanden, kann noch eine spezielle Form der Luft-Wärmepumpe zum Einsatz kommen: die Luft-Luft Wärmepumpe. Denn sie entzieht der Abluft die Wärme und heizt die frische Zuluft auf. Da bei diesem Typ nur relativ geringe Energiemengen übertragen werden, ist auch dieser Wärmepumpen-Typ ideal in Kombination mit anderen modernen Heizsystemen.

Die Wärmepumpe als Kühlung

Heizung, Warme Luft, WärmeEin besonderer Vorteil von Wärmepumpen ist, bei entsprechender Auslegung des Gesamtsystems, dass sie auch zur Kühlung eingesetzt werden können.

Denn bei der aktiven Kühlweise können sie den Heizkreis der Wärmepumpe einfach umkehren. Somit wird der Raumluft des Gebäudes die Wärme entzogen und die Umwelt aufgeheizt. Dabei können Sie mit dieser Kühlweise die Zimmertemperatur um mehr als 3°C abkühlen.

Bei der passiven Kühlweise wird lediglich der Kältekreislauf der Wärmepumpe abgeschaltet und die relativ tiefen Temperaturen des Erdreichs oder des Grundwassers auf das Heizungswasser übertragen. Hiermit wird zwar nur eine Abkühlung um ca. 3°C erreicht, verbraucht jedoch nur sehr wenig Strom.

3. Umweltbilanz der Wärmepumpe

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Ob eine Wärmepumpe wirklich eine gute CO2-Bilanz hat und effizient arbeitet, hängt von vielen Faktoren ab.

Generell kann gesagt werden, dass unter guten Bedingungen ca. 75% der Energie als Wärme aus der Umwelt (Boden, Wasser, Luft) gewonnen wird. Um dies zu erreichen, werden ca. 25% der Energie als elektrischer Strom zur Verdichtung des Kältemittels benötigt. Eine weitere Stromquelle ist die Umwälzpumpe des Warmwasser-Kreislaufs.


Eine positive Umweltbilanz hängt besonders von folgenden Faktoren ab:

  • Typ der Wärmepumpe
  • Jahresarbeitszahl (JAZ)
  • Vorlauftemperatur des Warmwasser-Kreislaufs
  • kein 24-Stunden Betrieb
  • Gute Außendämmung des Hauses
  • Nutzung von Photovoltaik für elektrischen Strom
  • Nutzung von Solarthermie zur Unterstützung des Warmwasser-Kreislaufs
  • Art des Kühlmittels

Sole/Wasser- und Wasser/Wasser-Wärmepumpen sind deutlich effizienter als Luft/Wasser-Wärmepumpen. Sie bedürfen jedoch einer behördlichen Genehmigung bzw. benötigen eine geeignete Bodenbeschaffenheit und Grundstücksgröße. Aus diesem Grund ist es sinnvoll, zur Unterstützung der Luft/Wasser-Wärmepumpe zusätzlich Solarthermie zu nutzen.

Die JAZ ist die wichtigste Größe zur Berechnung der Effizienz und damit auch der CO2-Energieersparnis. Sie ist definiert als das Verhältnis der jährlich bereitgestellten Wärmemenge zur jährlich eingesetzten Strommenge. Je höher der Wert der JAZ, desto effizienter arbeitet die Wärmepumpe. Werte > 4.0 gelten als gut. Sie können übrigens die JAZ sich vom Installateur schriftlich genehmigen lassen.

Flächenheizungen, wie Fußboden- oder Wandheizungen, erhöhen die Effizienz ebenfalls, da die Vorlauftemperatur des Wasserkreislaufs nur ca. 30°C beträgt. Haben Sie zusätzlich auch noch an einen Warmwasserspeicher gedacht? Dann können Sie den aktiven Betrieb Ihrer Wärmepumpe abends oder nachts ausschalten.

Eine gute Umweltbilanz ist mit einer Wärmepumpe nur in gut gedämmten Häusern erreichbar. Da dies bei Neubauten heutzutage immer gewährleistet ist, ist die Wärmepumpe in diesem Bereich auch ein wohl begründetes Erfolgsmodell. In Altbauten mit schlechter Dämmung gerät die JAZ jedoch schnell in einen nicht effizienten Bereich.

Sie können die Umweltbilanz ebenfalls verbessern, indem Sie Strom aus einer Photovoltaik-Anlage benutzen. Oder Sie beziehen Öko-Strom aus regenerativen Energien für eine positive CO2-Bilanz.

Damit eine Wärmepumpe funktioniert, ist ein spezielles Kältemittel erforderlich. Die früher verwendeten Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoffe FCKW sind Ozonschicht-schädigend und heute verboten. Aktuell verwendete Kältemittel sind besonders Fluorkohlenwasserstoffe FKW, Ammoniak oder Butan. Vor allem die FKW sind jedoch klimaaktiv, d.h. sie tragen zum Treibhauseffekt bei.

4. Kosten einer Wärmepumpe

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Die Kosten einer Wärmepumpe beinhalten neben der Wärmepumpen-Anlage auch die Kosten für die Erschließung des Grundstücks (bei Erdwärme- und Grundwasser-Wärmepumpe). Dabei verursachen horizontale Erdwärme-Kollektoren geringere Kosten als die vertikalen Erdsonden. Neben diesen Kosten müssen Sie auch die jährlichen Stromkosten von ca. 500€/Jahr (abhängig von Anbieter, Strom-Mix und Tarif) berücksichtigen.

Wärmepumpen-TypInvestitionskostenErschließungskosten
Luft-Luft Wärmepumpe16.000 - 20.000 €-
Luft-Wasser Wärmepumpe16.000 - 24.000 €-
Wasser-Wasser Wärmepumpe12.000 - 18.000 €bis zu 10.000 €
Sole-Wasser Wärmepumpe12.000 - 18.000 €ca. 6.000 € (Kollektor)
ca. 12.000 € (Sonde)

5. Fördermittel

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Egal ob Sie eine Sole-Wasser, Wasser-Wasser oder Luft-Wasser Wärmepumpe einsetzen wollen: Wärmepumpen produzieren keine Emissionen und arbeiten sehr effizient. Selbst bei niedrigen Temperaturen im tiefen Winter. Wenn dann der benötigte Strom auch noch aus regenerativen Energien stammt oder zum Großteil aus der eigenen Photovoltaik-Anlage kommt, steht einer Förderung durch das BAFA oder die KfW nichts mehr im Wege.


  • Ein förderfähiges KfW-Effizienzhaus 55 (www.kfw.de) erreichen Sie mit der Installation einer Wärmepumpe.
  • Außerdem ist eine KfW-Effizienzhaus 40 – Förderung realisierbar, wenn Sie zusätzlich zur Stromerzeugung eine eigene Photovoltaik-Anlage verwenden.
  • In Kombination mit einer Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung und spezieller Außendämmung ist sogar der höchste KfW-Förderstandard 40 Plus erreichbar.
  • Das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) fördert Wärmepumpen auf Basis erneuerbarer Energien mit Investitionszuschüssen im „Marktanreizprogramm zur Förderung von Maßnahmen zur Nutzung erneuerbarer Energien im Wärmemarkt“ (www.bafa.de).
  • Die KfW- und BAFA-Förderung ist auch kombinierbar. Die Gesamtsumme der Förderung darf jedoch die Kosten der Heizungserneuerung nicht übersteigen.

6. Vorteile/Nachteile einer Wärmepumpe

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Trotz zahlreicher Vorteile sind Wasser-Wasser bzw. Sole-Wasser Wärmepumpen  je nach behördlichen Auflagen und Standort (Geothermie z.B. nicht möglich) nicht immer als Heizungsanlage geeignet. Auch muss immer mit relativ hohen Investitionskosten gerechnet werden.

Wenn die Umgebung jedoch geeignet ist und Sie den Strom aus regenerativen Energien verwenden oder eine eigene Photovoltaik-Anlage benutzt, ist die Wärmepumpe sogar eine der umweltschonendsten Methoden zum Heizen.

VorteileNachteile
Unabhängigkeit von wechselhaften Öl- und GaspreisenRelativ hohe Investitionskosten
Ökologischer, CO2-freier Betrieb durch Nutzung von Ökostrom möglichErhöhter Stromverbrauch durch Betreiben des Kompressors
Niedrige Heizkosten, besonders bei Nutzung von PhotovoltaikErdwärme- und Wasser-Wasser Wärmepumpen sind je nach
Auflagen und Standort nicht überall einsetzbar
Flexible Nutzung als Heizung und Kühlung möglich
Umfassende, attraktive Fördermöglichkeiten bei Alt- und Neubau
Sehr wartungsarme Technologie

7. Produkt-Empfehlungen

Wärmepumpe flexo THERM

Aus dem Wärmepumpen-Sortiment von Vaillant empfehlen wir besonders Produkte aus der Serie flexo THERM exclusive und flexoCOMPACT exclusive. Aus dieser Serie finden Sie garantiert das richtige Modell für Ihr Zuhause.

Die flexo-Serie von Vaillant zeichnet sich durch besonders leisen Betrieb aus (40 – 49 dB(A).

Die flexoCOMPACT exclusive gibt es in den Leistungsgrößen 5, 8 und 11 kW. Die flexo THERM exclusive wird zusätzlich noch in den Leistungsgrößen 15 und 19 kW angeboten.

Produkte aus der flexo-Serie hat Vaillant mit dem „Green IQ Label“ ausgezeichnet, da die Energiekosten-Ersparnis durch extrem effizienten Betrieb besonders hoch ist.



Die Vorteile der flexo-Serie von Vaillant:

  • Basis ist eine Sole/Wasser-Wärmepumpe. Durch Kombination mit besonderen Kollektoren ist sie auch als Luft/Wasser- und Wasser/Wasser-Wärmepumpe einsetzbar.
  • Besonders leiser Betrieb. Als Luft/Wasser-Wärmepumpe auch für eng bebaute Reihenhaussiedlungen geeignet.
  • Die flexo-Serie ist als Heizung und zur Warmwasserbereitung geeignet.
  • Der Einsatz wird für Einfamilien- und Mehrfamilienhäuser empfohlen.
  • Als flexoCOMPACT exclusive ist ein Warmwasserspeicher schon integriert.
  • Förderungen durch BAFA-Zuschüsse ab 4.000 € möglich.
  • Steuerung per Smartphone oder Tablet ist bereits im Lieferumfang enthalten. Die App steht kostenlos zum Download bereit.
  • Alle Produkte der flexo-Serie besitzen eine integrierte Kühlfunktion für heiße Sommertage.

8. Checkliste Wärmepumpe

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Sie haben sich für die umweltfreundliche Technologie der Wärmepumpe entschieden? Dann wissen Sie auch schon, dass diese Technik sehr komplex ist und es viele Dinge gibt, die Sie beachten müssen.
Um Ihnen die Entscheidung leichter zu machen, welcher Typ Wärmepumpe für Sie der attraktivste ist, haben wir für Sie eine kompakte Checkliste zusammengestellt.



9. Kataloge

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Für Bauherren

Hier stehen Ihnen Kataloge der Firma Vaillant zum Thema
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10. Fachpartner finden

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