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Beste Wärmepumpe

Die beste Wärmepumpe für Ihr Haus

Verschiedene Wärmepumpen im Überblick

Eine Wärmepumpe heizt das Haus, erwärmt das Trinkwasser und kann bei Bedarf im Sommer auch kühlen. Sie macht die im Erdreich, Grundwasser oder Luft gespeicherte regenerative Energie nutzbar und arbeitet dabei hocheffizient, leise und nahezu wartungsfrei. Die am häufigsten eingesetzten Typen von Wärmepumpen haben wir in ihrer Funktionsweise beschrieben und die spezifischen Vorteile herausgestellt. Vergleichen lassen sich Wärmepumpen anhand wichtiger Kenngrößen wie COP und JAZ.

 

Einsparpotential ermitteln  

Ob eine Wärmepumpe die richtige Heizung für Ihr Gebäude ist, lässt sich ganz einfach mit Hilfe des kostenlosen Heizungs-Vergleichs-Rechners ermitteln. Hier können Sie sich unverbindlich und einfach Kosten und Einsparungen für Wärmepumpen im Vergleich zu anderen Heiztechnologien aufzeigen lassen.

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Wärmepumpen entziehen dem Erdreich, dem Grundwasser oder der Luft Wärme und machen diese mit Hilfe von Strom nutzbar für die Heizung. Aus einer Kilowattstunde Strom gewinnt eine Wärmepumpe das Drei- bis Fünffache an Wärme. Im Neubau schafft der heutige energieeffiziente Baustandard ideale Bedingungen für die Installation einer Wärmepumpe. Aber auch in energetisch optimierten Bestandsgebäuden können Wärmepumpen wirtschaftlich eingesetzt werden. Je geringer der Temperaturunterschied zwischen Wärmequelle und Heizung ist, desto höher ist die Effizienz einer Wärmepumpe. Dies setzt eine ausreichend dimensionierte Wärmequelle und ein effizientes Wärmeverteilsystem voraus, das mit geringen Vorlauftemperaturen auskommt. Deshalb ist es ratsam, Wärmepumpen mit Flächenheizung, beispielsweise einer Fußbodenheizung, zu betreiben. Dies gilt insbesondere im Altbau, auch wenn dort im Einzelfall eine gute Wärmedämmung die Absenkung der Vorlauftemperatur und damit die Weiternutzung der Heizkörper erlaubt. Wärmepumpen erhalten von vielen Energieversorgen günstige Wärmepumpentarife, die allerdings nicht rund um die Uhr zur Verfügung stehen. Deshalb ist ein Pufferspeicher für die Heizung zu empfehlen. Zur Nachheizung und schnellen Aufheizung des Warmwassers kommt ein elektrischer Heizstab zum Einsatz, der allerdings auch zusätzlichen Strombedarf bedeutet.

 

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Wichtige Kenngrößen für Wärmepumpen

Leistungszahl COP - Coefficient of Performance

Der COP von elektrischen Wärmepumpen ist das Verhältnis der abgegebenen Wärmeleistung in Kilowatt (kW) bezogen zur aufgenommenen elektrischen Leistung der Wärmepumpe in kW. Die Leistungszahl kann nur bei konstanten Betriebsbedingungen gemessen werden (Labor). Wichtig ist die Angabe der Betriebspunkte, bei der der COP gemessen wurde, beispielsweise

  • B0/W35: B = Brine (englisch für Sole) mit 0 Grad Celsius bei einer Temperatur von 35 Grad Celsius des Heizwassers am Austritt aus der Wärmepumpe (Vorlauftemperatur).
  • W10/W35 (engl. Water) steht für die Temperatur des Grundwassers von 10 Grad Celsius bei einer Temperatur des Heizwassers am Austritt aus der Wärmepumpe von 35 Grad.
  • A2/W35: A (engl. Air) steht für Lufttemperatur von 2 Grad Celsius bei einer Vorlauftemperatur von 35 Grad.

 

Gemessen wird nach zwei Normen DIN EN 255 und der DIN EN 14511, die allerdings in ihrer Messmethodik voneinander abweichen und zu unterschiedlichen Ergebnissen führen. Verglichen werden kann deshalb nur ein COP mit Angabe der Betriebspunkte und der Norm.

 

Jahresarbeitszahl (JAZ)

Die JAZ beschreibt das Verhältnis der über ein Jahr von der Wärmepumpe ans Heiznetz abgegebenen Energie zu der in diesem Zeitraum aufgenommenen elektrischen Energie. Die JAZ gilt für die gesamte Heizungsanlage, bei der die Heizflächen samt benötigten Temperaturen, das Warmwasser (falls von der Wärmepumpe erwärmt), das Benutzerverhalten bis hin zu den klimatischen Verhältnissen mit einfließen. Die JAZ kann überschlägig aus dem COP errechnet werden. Sie ist der entscheidende Kennwert bei Wärmepumpen.

 

Mindestjahresarbeitszahl/BAfA

Eine Förderung für Wärmepumpen gewährt das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAfA) nur, wenn eine Mindestjahresarbeitszahl von 3,8 bei Erdwärmepumpen (Sole/Wasser) sowie Wasser-Wärmepumpen (Wasser/Wasser) nachgewiesen wird. Bei Luft-Wärmepumpen (Luft/Wasser) muss die Mindestjahresarbeitszahl 3,5 betragen. Bei Gaswärmepumpen gilt es, eine Jahresheizzahl von mindestens 1,3 nachzuweisen. Der für die Berechnung der Jahresarbeitszahl geforderte COP-Wert beträgt bei

  • Erdwärmepumpen (Sole/Wasser) 4,30 (im Betriebspunkt B0/W35),
  • Wasser-Wärmepumpen (Wasser/Wasser) 5,10 (im Betriebspunkt W10/W35)
  • Luft-Wärmepumpen (Luft/Wasser) 3,10 (im Betriebspunkt A2/W35)

 

Diese Werte sind mit einem Prüfbericht eines unabhängigen Prüfinstituts nachzuweisen.


Umstellung auf eine Wärmepumpe

Wenn Sie eine Öl- oder Gasheizung besitzen, ist die Umrüstung auf eine Wärmepumpe besonders interessant. Erfahren Sie mehr darüber in unserem Artikel "Umrüstung von einer Öl- oder Gasheizung auf eine Wärmepumpe".
 

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Funktionsweise und Vorteile von verschiedenen Wärmepumpen

Je nach genutzter Wärmequelle werden unterschiedliche Typen von Wärmepumpen unterschieden. Wir erklären Ihnen die Funktionsweise und nennen die spezifischen Vorteile:

 

1. Erdwärmepumpe (geothermische Wärmepumpe)

Erdwärmepumpen entziehen dem Erdreich Wärme und geben diese an die Heizung ab. Sie finden vor allem im Neubau aufgrund niedriger Betriebskosten und hoher Umweltfreundlichkeit immer mehr Verbreitung. Die Wärme aus dem Boden wird mittels Erdwärmekollektoren (Verlegung unter der Erdoberfläche) oder Erdwärmesonden (Erdbohrung) erschlossen. Ein Kältemittel nimmt durch Verdampfen bei niedriger Temperatur und niedrigem Druck Wärme aus dem Erdreich auf und gibt sie durch Verflüssigen bei höherer Temperatur und höherem Druck an das Heizungswasser ab (Prinzip Kühlschrank). Die so entstandene Heizwärme besteht zu zirka drei Viertel aus kostenloser Umweltwärme und nur zu etwa einem Viertel aus elektrischer Energie für den Kompressor. Erdwärmepumpen arbeiten durch die ganzjährig nahezu konstanten Bodentemperaturen hocheffizient und decken vollständig den Wärme- und Warmwasserbedarf Ihres Hauses.

Mehr zu Erdwärmepumpen

 

Oberflächennahe Erdwärme nutzbar machen

Es gibt zwei Wege, um oberflächennahe Erdwärme zu erschließen: Erdwärmekollektoren oder Erdwärmesonden. Erdwärmekollektoren werden horizontal und schleifenförmig in einer Tiefe von 1,2 bis 1,5 Metern und einem Mindestabstand von 0,5 Metern verlegt. Als Platzbedarf ist überschlägig der 1,5 bis zweifache Wert der zu beheizenden Wohnfläche vorzusehen. Voraussetzung ist eine ausreichend große, freie Grundstücksfläche mit keinem oder nur wenig Gefälle und eine geeignete Bodenbeschaffenheit (möglichst kein bindiger, feuchter, sandiger oder kiesiger Boden). Erdwärmekollektoren sind beim Neubau besonders wirtschaftlich zu verlegen, weil beim Aushub der Baugrube die Fläche für die Erdwärmekollektoren gleich mit ausgehoben werden kann. Steht für die horizontalen Erdwärmekollektoren nicht ausreichend Fläche zur Verfügung, kommen alternativ Erdwärmesonden zum Einsatz. Erdwärmesonden reichen durch Bohrung in Tiefen von ca. 100 Metern und nutzen die dort ganzjährig konstante Quellentemperatur von etwa 10 Grad Celsius. Bei einer Erdbohrung ist die Bodenbeschaffenheit zu beachten. Ein Bodengutachten mit Probebohrung sorgt im Vorfeld für Sicherheit. Bohrungen sind genehmigungspflichtig (nach Wasserhaushaltsgesetz, Bundesbergbaugesetz und länderspezifischer Gesetzgebung), für die Erteilung der Genehmigung sollte mindestens zwei Monate Zeit eingerechnet werden. Auch muss der Platzbedarf für das Aufstellen des Bohrgerätes vorhanden sein.

 

Vorteile Erdwärmepumpen

Bei Erdwärmepumpen liegt der Wirkungsgrad (COP) zwischen 4,2 und 5,0. Erdwärmepumpen arbeiten also hocheffizient. Sie glänzen mit niedrigen Heizkosten, schaffen Unabhängigkeit von fossilen Energieträgern und sind bei der Verwendung von Ökostrom nahezu CO2-neutral. Ist eine Kühlfunktion Bestandteil der Wärmepumpe, kann man diese auch nutzen, um im Sommer in den Wohnräumen angenehmere Temperaturen zu schaffen. Den Räumen wird Wärme entzogen und ans Erdreich abgegeben. Das seit 2009 gültige Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz (EEWärmeG) fordert von Bauherren bei Neubauten, einen Teil ihrer Wärme über Erneuerbare Energien abzudecken. Es schreibt verbindlich den Einsatz von Solarthermieanlagen, Wärmepumpen oder Biomasseheizungen vor. Bei Erdwärmepumpen muss laut EEWärmeG die Jahresarbeitszahl 4,0 (3,8 inklusive Warmwasserbereitung) betragen. Das stellt hohe Anforderungen an Auslegung, Installation, Regelung und Systemauswahl durch den ausführenden Fachbetrieb.

 

2. Wasser-Wärmepumpe

Bei der Wasser-Wärmepumpe wird die Wärme aus Oberflächenwasser oder aus Grundwasser entzogen und diese an die Heizung abgegeben. Sie findet im Neubau und Bestandsgebäude dann Anwendung, wenn Wasser in direkter Nähe vorhanden oder über Brunnen leicht erschließbar ist. Die Wärme aus dem Grundwasser wird über Förder- und Schluckbrunnen erschlossen, Oberflächenwasser wird direkt oder über einen Solekreis zur Wärmepumpe geführt. Im Wärmepumpenkreis nimmt ein Kältemittel durch Verdampfen bei niedriger Temperatur und niedrigem Druck Wärme auf und gibt sie durch Verflüssigen bei höherer Temperatur und höherem Druck an das Heizungswasser ab (Prinzip Kühlschrank). Da Grundwasser auch im Winter moderate Temperaturen aufweist, werden mit Wasser-Wärmepumpen hohe Leistungszahlen erreicht. Grundwasseranlagen sind genehmigungspflichtig, die Kosten für die Erschließung von Wasser-Wärmepumpen mit Förder- und Schluckbrunnen sind vergleichbar mit den Erschließungskosten von Erdwärmesonden bei Erdwärmepumpen.

Mehr zur Wasser-Wasser-Wärmepumpen

 

Vorteile Wasser-Wärmepumpe

Durch das ganzjährig gleichmäßig hohe Temperaturniveau des Grundwassers von 8 bis 12 Grad Celsius werden bei Wasser-Wärmepumpen hohe Wirkungsgrade (COP) von über 5 erreicht. Wasser-Wärmepumpen decken den gesamten Heiz- und Warmwasserbedarf Ihres Hauses. Auch bei Wasser-Wärmepumpen ist eine Kühlfunktion möglich. Allerdings ist für diese Funktion in der Regel eine zusätzliche Genehmigung vom örtlichen Wasserwirtschaftsamt einzuholen.

 

3. Luft-Wärmepumpe

Luft-Wärmepumpen nutzen die Außenluft zur Erwärmung des Heiz- und Trinkwassers. Typischerweise stehen sie als Monoblock oder Splitausführung im Garten vor dem Haus. Im Keller sind dann lediglich Inneneinheit und Speicher installiert. Infolge des vergleichsweise niedrigen Installationsaufwands, geringer Betriebskosten und hoher Umweltfreundlichkeit sind Luft-Wärmepumpen sehr verbreitet und kommen sowohl im Neubau als auch bei einer Heizungsmodernisierung zum Einsatz. Luft-Wärmepumpen wandeln Wärme der Umgebungsluft (bis zu Außentemperaturen von -20 Grad Celsius) in Heizwärme um. Dafür nimmt ein Kältemittel durch Verdampfen bei niedriger Temperatur und niedrigem Druck Wärme aus der Außenluft auf und gibt sie durch Verflüssigen bei höherer Temperatur und höherem Druck an das Heizungswasser ab (Prinzip Kühlschrank).

Mehr zu Luftwärmepumpen

 

Vorteile Luft-Wärmepumpe

Die Nutzung der Umgebungsluft als Wärmequelle ist eine besonders unkomplizierte Lösung, da weder behördliche Genehmigungen noch aufwendige Wärmeerschließungen wie Erdarbeiten oder Bohrungen notwendig sind. Auch bestehen keine besonderen Anforderungen an die Grundstücksgröße. Einzig ein etwas Geräusch-geschützter Platz neben dem Gebäude ist für die Aufstellung erforderlich. Der Wirkungsgrad (COP) erreicht bei einer Luft-Wärmepumpe bis zu 4,0. Der COP ist niedriger als bei einer Erdwärmepumpe oder einer Wasser-Wärmepumpe, weil die Temperatur der Wärmequelle Luft stärker schwankt und in der Heizperiode oft niedriger ist als bei den Wärmequellen Erdreich und Grundwasser.

 

Varianten der Luft-Wärmepumpe

Luft-Wärmepumpen können auch als Split-Version ausgeführt werden. Dabei wird der Wärmepumpenkreis auf Inneneinheit (steht im Keller) und Außeneinheit (steht außerhalb des Gebäudes) aufgeteilt. Die Besonderheit ist hier, dass die Wärmeaufnahme aus der Luft in der Außeneinheit und die Wärmeabgabe an das Heizungswasser in der Inneneinheit abläuft. Die Verbindung zwischen den Einheiten erfolgt über das Kältemittel. Im Haus entsteht kein zusätzliches Geräusch durch die Heizung. Luft-Wärmepumpen in der Split-Version sind ein preiswerter Einstieg in die Nutzung von Wärme aus der Umwelt. Auch die Split-Version kann den gesamten Heiz- und Warmwasserbedarf eines Hauses abdecken, sie kann ebenfalls im bivalenten Betrieb in Kombination mit anderen Heizsystemen genutzt werden. Diese so genannten Wärmepumpen-Hybridsysteme stellen eine sehr fortschrittliche Energiesparlösung dar. Ähnlich einem Hybridmotor laufen zwei aufeinander abgestimmte und geregelte Technologien: Wärmepumpen-Hybridsysteme nutzen gleichzeitig die Vorteile von regenerativer und konventioneller Heiztechnik: mit einer Luft-Wärmepumpen Außeneinheit in Verbindung mit einem Wärmepumpen HybridManager sowie einem hybridfähigen Gasbrennwert- oder Öl-Wärmeerzeuger. So kombiniert, bringt die Wärmepumpe ihre Stärken bei niedrigen Vorlauf und moderaten Außentemperaturen voll zum Einsatz. Der konventionelle Wärmeerzeuger sorgt währenddessen für großen Warmwasserkomfort. Bei hohen Vorlauftemperaturen und niedrigen Umgebungstemperaturen deckt hingegen der konventionelle Wärmeerzeuger ohne Zuschaltung der Wärmepumpe den Wärmebedarf. In Übergangszeiten treten beide mit vereinten Kräften auf - und mit maximaler Effizienz.

 

4. Trinkwasser-Wärmepumpe (Brauchwasser-Wärmepumpe)

Typischerweise werden Trinkwasser-Wärmepumpen im Keller aufgestellt und nutzen die Kellerluft als Wärmequelle. Alternativ kann über ein Rohrsystem auch Außenluft genutzt werden. Dabei wird der Umgebungsluft die Wärme entzogen und dem Wasser im Trinkwasserspeicher auf einem höheren Temperaturniveau übergeben. Ein Kältemittel nimmt durch Verdampfen bei niedriger Temperatur und niedrigem Druck Wärme aus der Luft auf und gibt sie durch Verflüssigen bei höherer Temperatur und höherem Druck an das im Speicher befindliche Trinkwasser ab (Prinzip Kühlschrank). Das Warmwasser besteht zu zirka zwei Drittel aus kostenloser Umweltwärme und nur zu etwa einem Drittel aus elektrischer Energie für den Kompressor. Ein integrierter elektrischer Heizstab ermöglicht bei einer Trinkwasser-Wärmepumpe Warmwassertemperaturen in beliebige Höhe - auch zur thermischen Desinfektion.

Mehr zur Brauchwasserwärmepumpe

 

Vorteile Trinkwasser-Wärmepumpe

Die Trinkwasser-Wärmepumpe dient der zentralen Warmwasserbereitung zu niedrigen Betriebskosten durch Einbindung kostenloser Umweltenergie. Etwa zwei Drittel der Wärme kommt aus natürlichen Energiequellen, Wirkungsgrade (COP) über 3 sind erreichbar. Eine Trinkwasser-Wärmepumpe ist optimal kombinierbar mit einer Photovoltaikanlage zur Eigennutzung von Solarstrom und damit ideal geeignet für eine regenerative Trinkwassererwärmung.

 

5. Gaswärmepumpe

Auch die Gaswärmepumpe entzieht der Umgebung Energie und gibt diese an die Heizung ab. Sie stellt die Weiterentwicklung der hocheffizienten Gas-Brennwerttechnik dar. Als Kältemittel wird häufig Ammoniak eingesetzt, das durch einen Gasbrenner verdampft und aus dem Wasser gelöst wird und nach Aufnahme der Umgebungswärme die Kondensationswärme an das Heizwasser abgibt. Im Vergleich zu allen anderen Wärmeerzeugern, die auf fossile Brennstoffe setzen, verfügt die Gaswärmepumpe über den höchsten Wärmeertrag pro eingesetzter Kilowattstunde Erdgas.

 

Vorteile Gaswärmepumpe

Alle Wärmequellen aus der Umwelt können bei einer Gaswärmepumpe genutzt werden: Erdwärme, Luft, Wasser oder Solar. Im Leistungsbereich bis 10 kW lassen sich bereits heute bis zu 135 Prozent Wirkungsgrad erzielen. Eine Gaswärmepumpe hat einen nahezu identischen Einsatzbereich wie die weit verbreiteten Gas-Brennwertgeräte. Vorhandene Installationen können bei einer Nachrüstung meist genutzt werden.

 

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Ob eine Wärmepumpe die richtige Heizung für Ihr Gebäude ist, lässt sich ganz einfach mit Hilfe des kostenlosen Heizungs-Vergleichs-Rechners ermitteln. Hier können Sie sich unverbindlich und einfach Kosten und Einsparungen für Wärmepumpen im Vergleich zu anderen Heiztechnologien aufzeigen lassen.

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Quelle: Bosch Thermotechnik GmbH
Foto: Buderus

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