21.November 2022

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Eine Wärmempumpe ist viel effizienter als eine Gas- oder Ölheizung! Interview mit dem Energie-Experten Sven Kersten

Wärmepumpen werden in der aktuellen Energiekrise stark nachgefragt, denn sie sind in vielen Fällen eine gute Alternative zum Heizen mit Gas, Öl oder Strom. Wird die alte Heizung gegen eine Wärmepumpe getauscht, fällt jedoch schnell eine fünfstellige Investitionssumme an. Dennoch lohnt sich der Austausch in aller Regel.

Rund um das Thema Wärmepumpen haben wir Sven Kersten einige Fragen gestellt.

Sven Kersten befasst sich seit fast fünfzehn Jahren intensiv mit dem Thema Wärmepumpen, ist Referent des Bundesverbandes
Wärmepumpe e.V.und hält viele Vorträge für Energieberater und Fachplaner. Als Bauingenieur interessiert er sich besonders für die Energiekonzepte alter Gebäude und kombiniert gerne Wärmepumpen mit PV-Anlagen und Stromspeichern.

Herr Kersten, Wärmepumpen sind gerade in allen Medien präsent, die Energieberatung der Verbraucherzentralen hierzu wird stark nachgefragt, viele Handwerker sind ausgebucht. Können Sie kurz erläutern wie so eine Wärmepumpe eigentlich funktioniert?

Zentraler Bestandteil einer Wärmepumpe ist ein geschlossener Kältemittelkreislauf mit einem Kältemittel, welches bereits bei Temperaturen von -30 bis -40°C verdampft. Damit das Kältemittel verdampfen kann, wird eine Wärmequelle mit höheren Temperaturen benötigt. Hier reicht die Wärme aus dem Erdreich, dem Grundwasser oder der Außenluft, welche über einen Wärmetauscher die Wärme an das Kältemittel überträgt. Das Kältemittel wird dampfförmig und kann mithilfe eines Kompressors stark komprimiert werden. Dabei erhöht sich die Temperatur des dampfförmigen Kältemittels auf 65°C und mehr und diese Wärme wird über einen weiteren Wärmetauscher an das Heizsystem und den Warmwasserspeicher abgegeben. Dabei kondensiert das Kältemittel und steht wieder in flüssiger Form zu Verfügung, damit der Kreislauf von Neuem beginnt.

Und welche Vorteile hat solch eine Wärmepumpe denn gegenüber einer Gas- oder Ölheizung?

Eine Wärmepumpe nutzt im Idealfall Strom, der aus erneuerbaren Energien gewonnen wird und kann aus einem Teil Strom drei, vier oder sogar fünf Teile Wärme produzieren. Somit ist die Wärmepumpe sehr viel effizienter als eine Gas- oder Ölheizung und produziert viel weniger CO2, da kein Gas oder Öl für die Gebäudebeheizung benötigt wird.

Welche Wärmequellen kann ich denn überhaupt nutzen mit einer Wärmepumpe?

Die mit rund 80 Prozent Anteil am häufigsten genutzte Wärmequelle ist die Außenluft, sie ist überall vorhanden und kann sehr einfach erschlossen werden. Die meisten Luft-Wasser-Wärmepumpen liefern auch noch bei Außentemperaturen von -15°C ihre maximale Leistung, sodass sie auch in kälteren Regionen problemlos eingesetzt werden können.
Als weitere Wärmequelle steht Erdwärme zur Verfügung, die mit Bohrungen und eingebrachten Erdwärmesonden oder mittels in der Fläche verlegter Erdwärmekollektoren erschlossen werden kann.
Weiterhin kann ich auch das Grundwasser als Wärmequelle nutzen, dazu müssen zwei Brunnen erstellt werden. Ein Brunnen dient als Förderbrunnen und der andere Brunnen wird benötigt, um das Grundwasser wieder auf dem Grundstück zu versickern, da ja nur die Wärme mittels der Wärmepumpe genutzt wird. Für die beiden letztgenannten Wärmequellen muss die zuständige Untere Wasserbehörde um Erlaubnis gefragt werden, um Risiken für unser Trinkwasser zu minimieren.

In vielen Neubauten ist die Wärmepumpe bereits der Standard. Aber viele Hausbesitzer fragen sich: Kann das überhaupt funktionieren, die Gas- oder Ölheizung im Altbau durch eine Wärmepumpe zu ersetzen? Und worauf ist dabei zu achten?

Auch in vielen Bestandsgebäuden kann die Gas- oder Ölheizung durch eine Wärmepumpe ersetzt werden. Wichtig hierbei ist, dass eine Heizlastberechnung und eine Überprüfung der Heizflächen durchgeführt werden. Damit ein effizienter Betrieb sichergestellt werden kann, sollten die maximal notwendigen Vorlauftemperaturen berechnet oder wie folgt ermittelt werden: Bei kalten Außentemperaturen alle Heizkörper aufdrehen und die Raumtemperatur über mehrere Stunden beobachten. Werden Raumtemperaturen über 20 Grad gemessen, kann die Heizkurve an der Gas- oder Ölheizung gemäß der Bedienungsanleitung abgesenkt werden. Danach wieder einige Stunden abwarten und wenn möglich die Heizkurve weiter absenken, bis die richtige Einstellung der Heizkurve gefunden ist. Liegt die Heizkurve bei 55 Grad und weniger, kann eine Wärmepumpe eingebaut werden, wenn nicht, müssen die Heizflächen vergrößert oder der Heizwärmebedarf des Gebäudes muss durch Dämmmaßnahmen verringert werden.

Sie sagten es ja schon: Vier von fünf Wärmepumpen, die installiert werden, sind Luft-Wasser-Wärmepumpen. Worauf müssen Verbraucher:innen achten, wenn sie diesen Wärmepumpentyp installieren wollen?

Die geltenden Schallschutzanforderungen und das Baurecht müssen berücksichtigt werden. Ein Abstand von drei Metern zur Grundstückgrenze sollte mindestens eingehalten werden und es sollten sich keine schallreflektierenden Flächen in unmittelbarer Nähe der Wärmepumpe befinden, da diese den Schall verstärken können. Bei sehr kleinen Grundstücken oder ungünstigen Aufstellungsbedingungen können spezielle Schallschutzhauben die Emissionen deutlich senken oder man entscheidet sich für eine innenaufgestellte Luft-Wasser-Wärmepumpe.

Wie effizient sind eigentlich Wärmepumpen und wie wird die Effizienz einer Wärmepumpe gemessen?

Wenn ich für meine Wärmepumpe die Außenluft oder Erdwärme nutze, sind diese frei verfügbar und kosten nichts. Für den Antrieb benötigen die meisten Wärmepumpen dann nur noch Strom. Wie viel Strom nötig ist, hängt von vielen Faktoren ab: vom Gebäude, den benötigten Vorlauftemperaturen, der Art der Wärmepumpe und natürlich dem Nutzerverhalten
Wichtige Kennzahl für die Effizienz einer Wärmepumpe ist die sogenannte Jahresarbeitszahl (JAZ). Sie gibt das Verhältnis von erzeugter Wärme und dafür eingesetzten Strom für ein Jahr an. Um dies zu ermitteln, sind Wärmepumpen mit einem Wärmemengen- und einem Stromzähler ausgerüstet, sodass man mithilfe der in einem Jahr produzierten Wärmemenge und dem dafür benötigten Strombedarf die Jahresarbeitszahl berechnen kann. Typische Jahresarbeitszahlen liegen bei Luft-Wasser-Wärmepumpen zwischen 3,0 bis 3,5 und bei Sole-Wasser- und Grundwasser-Wärmepumpen bei 4,0 bis 5,0. Das bedeutet zum Beispiel, dass bei einer Luft-Wasser-Wärmepumpe mit einer Jahresarbeitszahl von 3,5 für 16.000 kWh Wärme etwa 4.571 kWh Strom im Jahr benötigt werden. Je höher die Jahresarbeitszahl ist, desto effizienter ist die Wärmepumpe.

Und diese Effizienz lässt sich doch noch steigern, etwa durch Strom, der mit der eigenen Photovoltaik-Anlage erzeugt wird?

Ja, wenn die Wärmepumpe eine Smart Grid [d.h. intelligentes Stromnetz]- oder PV-Ready-Schnittstelle besitzt, kann sie mit dem Wechselrichter der Photovoltaikanlage verbunden und entsprechend dem Angebot an Photovoltaikstrom gesteuert werden. Damit die Wärmepumpe zeitweise ausschließlich mit eigenem PV-Strom laufen kann, muss die Leistung der PV-Anlage das zwei- bis dreifache der elektrischen Aufnahmeleistung der Wärmepumpe betragen. Ein Stromspeicher kann den Deckungsanteil weiter erhöhen.

Letzte Frage, Herr Kersten: Wenn ich die Heizung nun getauscht habe, wird mein Haus auch im Winter bei kalten Außentemperaturen nur mit einer Wärmepumpe warm?

Wird die Wärmepumpe richtig geplant und eingebaut, schafft sie es sowohl in Einfamilienhäusern als auch in Mehrfamilienhäusern das Gebäude auch im kalten Winter zu heizen und auch das Warmwasser zu erhitzen. Der früher zum Teil benötigte Elektroheizstab ist bei neuen Wärmepumpen nicht mehr notwendig, da mittlerweile serienmäßige Wärmepumpen mit einer maximalen Vorlauftemperatur bis 65°C angeboten werden. Benötigt man noch höhere Vorlauftemperaturen, gibt es in den höheren Leistungsklassen auch Wärmepumpen mit einer maximalen Vorlauftemperatur von 95°C.

Lieber Herr Kersten,
vielen Dank für das Gespräch.

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