„Wärmepumpen sind doch Mist und viel zu teuer!“

Mit dieser Aussage wurde ich vor Kurzem von einem Bekannten konfrontiert. Auf meine Nachfrage, wie derjenige denn zu so einer gewagten These kommt, kam die Antwort, dass Wärmepumpen ja nach 10 Jahren kaputtgehen, nur mit Strom arbeiten und deshalb hohe laufende Kosten produzieren. Gas und Öl wäre ja viel günstiger.

Das werden wir jetzt mal etwas genauer beleuchten:

Wie funktioniert eine Wärmepumpe?

Das Funktionsprinzip einer Wärmepumpe lässt sich (vereinfacht gesagt) mit dem eines Kühlschranks vergleichen, nur umgekehrt.
Ein Kühlschrank entzieht seinem Inhalt Wärme, die mithilfe eines Wärmetauschers an einen Kühlmittelkreislauf übertragen wird. Durch die aufgenommene Wärme wird das Kältemittel gasförmig, wird von einem Kompressor verdichtet und anschließend über einen weiteren Wärmetauscher auf der Rückseite des Kühlschranks an die Raumluft abgegeben. Dabei kühlt das Kältemittel wieder ab, verflüssigt sich und strömt zurück zum ersten Wärmetauscher, wo der Kreislauf wieder von Neuem beginnt.

_{Abb. 1: Funktionsprinzip Wärmepumpe (Quelle: Bundesverband Wärmepumpe BWP)}

Und genau hier ergibt sich bereits ein wichtiger Punkt: Je größer der Unterschied zwischen der Wärmequellentemperatur und der benötigten Vorlauftemperatur, desto mehr Arbeit muss die Wärmepumpe verrichten und desto mehr Strom wird dazu benötigt!

Die Effizienz einer Wärmepumpe bemisst sich an der sogenannten Jahresarbeitszahl (kurz JAZ). Diese stellt das Verhältnis von bereitgestellter Wärmemenge zu eingesetzter Strommenge dar, betrachtet über die Dauer von einem Jahr. Im Gegensatz zum „Coefficient of Performance“ (COP) berücksichtigt die JAZ witterungsbedingte Schwankungen der Wärmequellentemperatur. Eine JAZ von 4 bedeutet, dass 1 kWh eingesetzte Strommenge 4 kWh Wärmeenergie produziert.

Welche Wärmequelle darf es denn sein?

Wärmepumpe ist nicht gleich Wärmepumpe! Ein wichtiges Unterscheidungsmerkmal liegt in der Art der Wärmequelle, die die Pumpe erschließt.

_{Abb. 2: Übersicht Wärmequellen (Quelle: Bundesverband Wärmepumpe BWP)}

• Luft

Vorteil: Einfache und flexible Aufstellung ohne Eingriffe in angrenzende Grünflächen, etc.

Nachteil: Durch größere Temperaturschwankungen ist die Effizienz etwas geringer als Erdwärme & Grundwasser

• Erdwärme

Vorteil: Hohe Effizienz durch konstante Temperatur von ca. 8°C

Nachteil: Erdbohrung ist teuer, Platz auf dem Grundstück muss vorhanden sein, aus geologischen Gründen nicht überall durchführbar, Flächenkollektor braucht viel Grundfläche im Garten

• Grundwasser

Vorteil: Hohe Effizienz durch konstant hohe Temperatur

Nachteil: Hohe Anforderung an Vorkommen und Qualität des Grundwassers, aus geologischen Gründen nicht überall durchführbar

Heizkörper oder Flächenheizung?

Einen maßgeblichen Einfluss auf die Effizienz einer Wärmepumpe hat vor allem die Art der Wärmeübertragung in den einzelnen Räumen. Grundsätzlich lässt sich sagen, je größer die übertragende Fläche, desto niedriger kann die Vorlauftemperatur angesetzt werden. Und je niedriger die Vorlauftemperatur, desto weniger Leistung muss die Wärmepumpe einsetzen, um diese Temperatur zu erreichen – die Effizienz steigt!

Im Idealfall wird also eine Fußboden-, Wand- oder Deckenheizung eingesetzt. Aber auch Heizkörper sind nicht per se ausgeschlossen. Wenn diese ausreichend groß dimensioniert sind, dann steht einer Anwendung in Kombination mit einer Wärmepumpe nichts entgegen. Dieser Fall muss jedoch im Vorfeld von einem Experten detailliert berechnet und geplant werden.

Hier spielt auch die Gebäudeheizlast eine große Rolle, und um die geht es unter anderem im folgenden Abschnitt:

Passt das Haus zum Heizsystem?

Speziell wenn es um die Nachrüstung einer Wärmepumpe im Altbau geht, scheiden sich oft die Geister. Eine pauschale Aussage darüber zu treffen, halte ich für nicht möglich. Wie so oft, gilt: Es kommt drauf an!

Da in Altbauten oftmals Heizkörper verbaut sind, müssen hier einige Parameter beachtet werden:

• Wie hoch ist die Gebäudeheizlast?

• Wie groß sind die wärmeübertragenden Flächen?

• Welche Vorlauftemperatur kann angesetzt werden?

Eine exakte Berechnung kann hier Aufschluss darüber geben, ob die Verwendung einer Wärmepumpe sinnvoll und wirtschaftlich ist.
Auch wenn viele Hausbesitzer den Heizungstausch als ersten Punkt auf ihrer Liste haben, so rate ich immer, zuerst die Gebäudehülle zu verbessern, um den Bedarf an Wärmeenergie zu reduzieren. Denn im gut gedämmten Altbau ist (entgegen so mancher Stammtisch-Parolen) ein wirtschaftlicher Betrieb einer Wärmepumpe durchaus möglich.

Vergleich: Betriebskosten gängiger Heizsysteme

Und was kostet der Spaß nun im laufenden Betrieb?

Um das zu verdeutlichen, nehme ich beispielhaft ein Einfamilienhaus mit einem durchschnittlichen Wärmeenergiebedarf von 25.000 kWh pro Jahr. Dies entspricht in etwa einem Dämmstandard, der in den 90er Jahren üblich war und ein realistisches Szenario für den durchschnittlichen Gebäudebestand in Deutschland darstellt.

_{Abb 3: Energiekosten verschiedener Heizsysteme (Quelle: MLS)}

Anhand der obenstehenden Grafik sieht man sehr deutlich den Unterschied der laufenden Kosten für die verschiedenen Heizungssysteme.

Wenn man nun noch berücksichtigt, dass moderne Wärmepumpen noch bessere Werte für die JAZ erreichen können, dann wird der Kostenvorteil noch deutlicher (zum Vergleich: Bei einer JAZ von 4,0 reduzieren sich die Heizkosten nochmals auf 1.563 € pro Jahr).
Auch unter ökologischen Gesichtspunkten ist die Wärmepumpe im Vorteil. Wird diese mit Strom aus erneuerbaren Energien betrieben (Wind-, Wasser- oder Solarkraft), so liegt die CO2-Emission nahezu bei Null, wohingegen bei der Verbrennung von Erdgas ca. 240 g CO2 pro kWh emittiert werden. Bei Heizöl sind es sogar ca. 260 g pro kWh.

Ein paar Worte zur Haltbarkeit

Entgegen der oft vorherrschenden Meinung, dass Wärmepumpen früher kaputt gehen als andere Wärmeerzeuger, gibt es bislang keinen wissenschaftlich fundierten Beleg, dass dem tatsächlich so ist. Auch eine Wärmepumpe kann eine Laufzeit von 20 Jahren und mehr problemlos erreichen.

Das empfindlichste Bauteil ist der Kompressor. Wenn dieser überdurchschnittlich oft starten muss und nur kurze Laufzeiten hat, spricht man vom „Takten“, und das kann mit der Zeit zu einem Defekt führen. Dieser Umstand lässt sich vergleichen mit der Belastung bei einem Automotor: Wird das Auto oft gestartet und nur auf sehr kurzen Strecken benutzt, so wird der Motor eine kürzere Haltbarkeit haben als ein Aggregat, welches durchweg Langstrecken bewältigen muss.

Der wichtigste Faktor, um ein Takten zu vermeiden, ist die exakte Auslegung der Wärmepumpe auf die tatsächliche Gebäudeheizlast. Ein Überdimensionieren, wie es bei Öl- und Gaskesseln früher gemacht wurde, ist hier nicht nötig.

Fazit & Ausblick

Wie man an meinen Ausführungen sieht, ist eine Wärmepumpe in vielen Fällen eine wirkliche Alternative zu konventionellen Heizsystemen – bei guter Planung sogar im Altbau. Zudem wird die Umrüstung zurzeit noch mit attraktiven Konditionen durch das BAFA gefördert.

Desweiteren forscht das Fraunhofer-Institut für Physikalische Messtechnik (IPM) aktuell an einer sogenannten magnetokalorischen Wärmepumpe, die ganz ohne Kältemittel arbeitet und auf eine Wärmeerzeugung mithilfe von Magnetfeldern setzt (vereinfacht gesagt). Ob und wann dieses System technisch ausgereift sein wird, wird sich noch zeigen, aber die Tendenz zeigt, dass das Ende der Fahnenstange noch lange nicht erreicht ist.

Und auch aus ökologischer Sicht führt an einer Wärmepumpe aktuell kein Weg vorbei, wenn die gesteckten Klimaziele erreicht werden sollen.
Wenn ihr euer Haus mit einer modernen Wärmepumpe ausrüsten wollt, dann sprecht mich gerne an. Ich unterstütze euch gerne bei der Planung und zeige euch individuell die Fördermöglichkeiten auf!

Euer Michael