Wärmepumpe – effizient geplant und mit erneuerbaren Energiequellen kombinierbar

Eine Wärmepumpe kann – passend ausgelegt – effizient Wärme bereitstellen und im Betrieb Umweltwärme nutzen, um den Einsatz fossiler Brennstoffe zu verringern. Bei einer Wärmepumpe wird die natürliche Energie aus dem Grundwasser (Wasser-Wasser-Wärmepumpen), der Erde (Sole-Wasser-Wärmepumpen) oder der Luft (Luft- oder Luft-Wasser-Wärmepumpen) in nutzbare Wärme für Heizung und Warmwasser umgewandelt. Wärmepumpen können – passend geplant und betrieben – beim Energiesparen unterstützen und je nach Strommix und Systemauslegung zu einer geringeren Nutzung fossiler Brennstoffe beitragen.

Moderne Wärmepumpen nutzen zur Energiegewinnung verschiedene Quellen: Luft, Boden, Wasser und Abwärme. Je nach den örtlichen Gegebenheiten und der benötigen Wärmemenge muss die richtige Wärmepumpe ausgewählt werden. Folgende grundsätzlichen Wärmepumpen-Systeme gibt es:

Luft-Wasser-Wärmepumpe
Eine Luft-Wasser-Wärmepumpe ist häufig platzsparend und kann – je nach Modell und Einbausituation – mit moderaten Anschaffungskosten verbunden sein. Diese Wärmepumpe nutzt die Wärme aus der Umgebungsluft für die Energiegewinnung. Ein Ventilator saugt die Umgebungsluft an und bringt sie zu einem eingebauten Luft-Wärmetauscher. Das darin enthaltene Kältemittel kommt mit der warmen Außenluft in Verbindung, erwärmt sich bis es schließlich zu verdampfen beginnt. Nach der Verdichtung und der anschließenden Verflüssigung kann die so gewonnene Wärme zum Heizen oder zur Warmwassergewinnung genutzt werden. Diese Wärmepumpen sind – je nach Standort, Schallschutzanforderungen und Heizsystem – in vielen Gebäuden installierbar. Sie werden häufig in privaten Wohngebäuden eingesetzt und können – bei passender Auslegung – Heizung und Warmwasserbereitung übernehmen. Dank moderner Technik lassen sich Wärmepumpen auch in älteren Gebäuden einsetzen – vorausgesetzt, Systemauslegung und Heizflächen passen zum Gebäude.

Sole-Wasser-Wärmepumpe
Die Sole/Wasser-Wärmepumpe basiert auf einem einfachen Prinzip und kann – passend ausgelegt – sehr effizient arbeiten. Sie wird durch Strom angetrieben und kann – je nach Auslegung und Stromtarif – zu niedrigen Betriebskosten für Wärme und Warmwasser beitragen. Je nach Auslegung kann eine Erdwärmepumpe einen großen Teil der abgegebenen Wärme aus Umweltenergie decken; der dafür benötigte Stromanteil hängt unter anderem von Quelle, Vorlauftemperatur und Jahresarbeitszahl ab. Denn ein großer Teil der Energie stammt aus der im Erdreich gespeicherten Umweltwärme und kann so den Bedarf an zugekaufter Antriebsenergie reduzieren. Auch im Sommer lässt sich die Technik der Sole/Wasser-Wärmepumpe nutzen, indem die niedrigen Temperaturen im Erdreich aktiv zum Kühlen der Wohnräume verwendet werden.

Wasser-Wasser-Wärmepumpe
Grundwasser ist ein guter Energiespeicher, der das ganze Jahr über konstante Temperaturen von über zehn Grad Celsius liefert. Das kann – bei passender Auslegung und geeigneten Bedingungen – zu einem über das Jahr hinweg guten Wirkungsgrad der Wasser-Wasser-Wärmepumpe beitragen. Das Grundwasser wird aus einem Förderbrunnen zur Wärmepumpe geleitet. Diese entzieht dem Wasser Wärme, die anschließend zum Heizen und der Warmwasserbereitung verwendet werden. Ein entscheidender Aspekt bei der Planung einer solchen Wärmepumpe ist der Wasserschutz. Die zuständigen Behörden müssen für die Installation eine Genehmigung erteilen.

Luft-Luft-Wärmepumpen (Abluft)
Abluft-Wärmepumpen nutzen die thermische Energie, die die Raumluft durch Heizkörper und Flächenheizungen, aber auch durch Beleuchtung, elektrische Geräte oder Körperwärme aufnimmt. Durch ein System mit kontrollierter Wohnungslüftung, Wärmerückgewinnung und Abluft-Wärmepumpe lässt sich diese Energie wiederverwenden. Da die Abluft gegenüber der Außenluft nur in begrenzter Menge zur Verfügung steht, muss die Leistung der Abluftwärmepumpe gut eingestellt werden. Sie planen ein System aus kontrollierter Wohnraumlüftung, Wärmerückgewinnung und Abluft-Wärmepumpe als einzige Heizquelle? Dann sollte ihr Haus einen hohen Effizienzstandard haben oder ein sogenanntes Niedrigenergie- oder Effizienzhaus sein.

• Kann – je nach Strommix und Auslegung – zu einer geringeren Nutzung fossiler Brennstoffe beitragen
• Kann effizient arbeiten und sich je nach Gebäude und Tarif wirtschaftlich rechnen
• In der Regel mit geringem Wartungsaufwand
• Je nach Programm sind staatliche Fördermittel möglich
• Kann nicht nur heizen, sondern auch kühlen
• Erfüllt die Anforderungen des Gebäudeenergiegesetzes (GEG)
• Kann – je nach Strommix und Auslegung – zu geringeren CO₂-Emissionen im Heizbetrieb beitragen

Wärmepumpen entziehen dem Außenbereich Wärme und geben diese an das Haus in Form von Heizenergie ab. Kernprinzip jeder Wärmepumpe ist der Kältekreislauf. Die für diesen Prozess benötigte Energie ist geringer als die am Ende übertragene Wärmeenergie.
Unabhängig davon, ob Wasser, Erde oder Luft als Wärmequelle dient, lässt sich die Grundfunktionsweise, der Kältekreisprozess, aller Wärmepumpen in vier Phasen unterteilen:

Verdampfung: Ein Kältemittel zirkuliert in der Wärmepumpe und verdampft bei niedriger Temperatur und Druck, indem es Wärme aus einer Wärmequelle aufnimmt.

Kompression: Der Dampf wird dann von einem Kompressor angesaugt und verdichtet, wodurch seine Temperatur und sein Druck steigen.

Kondensation: Der heiße Dampf gibt seine Wärme an das Heizsystem oder Warmwasser des Hauses ab, indem er in einem Wärmeübertrager kondensiert. Dabei gibt er seine Energie ab und wird wieder flüssig.

Expansion: Durch ein Expansionsventil wird der Druck des flüssigen Kältemittels reduziert, wodurch es abkühlt und der Kreislauf von vorne beginnen kann.

Der Einbau einer Wärmepumpe in einem Bestandsgebäude ist technisch gut machbar. Die entscheidende Frage ist nicht, ob eine Wärmepumpe funktioniert, sondern wie sie optimal integriert wird. Dank moderner Technologien können Wärmepumpen – bei passender Planung und geeigneten Voraussetzungen – auch in Altbauten effizient eingesetzt werden.

Welche Wärmepumpe ist die richtige?
Eine individuelle Planung durch uns als Fachbetrieb ist entscheidend, um eine passende Lösung für Ihr Gebäude zu finden. Die Wahl des passenden Systems hängt von mehreren Faktoren ab:

• Luft/Wasser-Wärmepumpe: Häufig die erste Wahl, da sie flexibel einsetzbar und mit geringem baulichen Aufwand installierbar ist.
• Sole/Wasser-Wärmepumpe (Erdwärme): Besonders effizient, erfordert jedoch Erdsondenbohrungen oder Flächenkollektoren.
• Wasser/Wasser-Wärmepumpe: Nutzt Grundwasser als Energiequelle, setzt aber eine behördliche Genehmigung voraus.

Kann eine Wärmepumpe in Ihrem Altbau effizient arbeiten?
Wir als Fachbetrieb können prüfen, ob Ihr bestehendes Heizsystem für eine Wärmepumpe geeignet ist oder welche Anpassungen sinnvoll sind. Damit eine Wärmepumpe wirtschaftlich arbeitet, sollten folgende Bedingungen möglichst erfüllt sein:

• Niedrige Vorlauftemperaturen: Je niedriger die Vorlauftemperatur des Heizsystems, desto effizienter arbeitet die Wärmepumpe. Ideal sind Temperaturen von 30–40 °C.
• Gute Wärmedämmung: Eine verbesserte Dämmung reduziert den Wärmebedarf und steigert die Effizienz der Wärmepumpe. Maßnahmen wie Fenster- und Türentausch, Fassadendämmung oder Dachisolierung sind dabei vorteilhaft.
• Passende Heizflächen: Fußboden- und Wandheizungen sind optimal, aber auch moderne Heizkörper mit großer Oberfläche (z. B. Niedertemperatur-Heizkörper) können mit einer Wärmepumpe effizient betrieben werden.

Die Nachrüstung einer Wärmepumpe im Altbau ist technisch möglich und kann – je nach Gebäude, Auslegung und Energiekosten – wirtschaftlich sinnvoll sein. Mit der richtigen Planung lässt sich eine passende Lösung finden, die den Energiebedarf je nach Ausgangslage reduzieren kann und den Einsatz fossiler Brennstoffe im Betrieb verringern hilft. Lassen Sie sich individuell beraten – wir unterstützen Sie gerne.

Ja! Viele Bestandsgebäude haben keine Fußbodenheizung, aber das ist kein Ausschlusskriterium für eine Wärmepumpe. Wichtig ist, dass die vorhandenen Heizkörper auf niedrige Vorlauftemperaturen ausgelegt sind.

• Bestehende Heizkörper können oft weiter genutzt werden, wenn sie ausreichend dimensioniert sind.
• Falls notwendig, lassen sich größere oder spezielle Niedertemperatur-Heizkörper nachrüsten.
• Wenn Heizkörper getauscht werden müssen, ist das meist deutlich günstiger als eine komplette Fußbodenheizung.
• Ein hydraulischer Abgleich kann das Heizsystem besser einregeln und die Effizienz der Wärmepumpe je nach Ausgangslage verbessern.

Wie viel Sie pro Jahr durch Ihre Wärmepumpe sparen, ist stark von der im Betrieb erreichten Jahresarbeitszahl und dem Verhältnis von Wärmepumpenstrompreis und dem Preis der alternativen fossilen Brennstoffe ab. Eine Erdwärmepumpenanlage mit einer Jahresarbeitszahl von mindestens 4,0 kann – je nach Vergleichssystem, Energiepreisen und Gebäudesituation – die laufenden Energiekosten spürbar reduzieren. Die Amortisationszeit einer Wärmepumpe hängt stark von Investitionskosten, Förderung, Energiepreisen und der erreichten Effizienz ab und sollte individuell berechnet werden.

Wärmepumpe mit Solarthermie kombinieren

Eine Anlage zur Solarthermie nutzt die kostenlos verfügbare Sonnenenergie, um Wärme zu erzeugen. Diese Wärme kann dann zur Erwärmung von Gebrauchswasser verwendet werden. Es gibt zwei Möglichkeiten, Solarthermie mit einer Wärmepumpe zu verbinden:

Erstens, die direkte Unterstützung: Hierbei wird die Sonnenenergie unmittelbar in das Heizsystem eingespeist. In Kombination erzeugen die Solarthermieanlage und die Wärmepumpe zusammen die notwendige Wärme für Heizung und Warmwasser.

Zweitens, die indirekte Unterstützung: Bei dieser Methode wird die Solarwärme zur Wärmequelle der Wärmepumpe (z.B. Erdboden) hinzugefügt. Das erhöhte Temperaturniveau, das dadurch erreicht wird, kann den Stromverbrauch der Wärmepumpe je nach Systemauslegung reduzieren.

Wärmepumpe mit Photovoltaik kombinieren
Wärmepumpe und Photovoltaikanlage können sich sehr gut ergänzen. Die Photovoltaikanlage kann – je nach Eigenverbrauch und Auslegung – Strom für die Wärmepumpe bereitstellen und so die Heizkosten reduzieren helfen. Im Gegenzug kann die Wärmepumpe durch einen höheren Eigenverbrauch des Solarstroms die Wirtschaftlichkeit der Photovoltaikanlage je nach Nutzungskonzept verbessern. Auch die Umwelt kann profitieren: Selbst erzeugter Solarstrom aus der eigenen Photovoltaikanlage ist erneuerbar und kann den Netzstrombezug je nach Nutzung reduzieren.

Wärmepumpe mit Gas-Brennwerttechnik kombinieren (Hybrid-Heizung)
Durch die Kombination mit einem Gas-Brennwertgerät entsteht eine Hybrid-Heizung. Dieses System bietet viele Vorteile, da sich die Wärmeerzeuger ergänzen. Sollte die Leistung der Wärmepumpe nicht ausreichen, wird das Gas-Brennwertgerät zugeschaltet, sodass die beiden Wärmeerzeuger parallel arbeiten. Alternativ gibt es auch Systeme, bei denen nur jeweils die Wärmepumpe oder der Brennwertkessel für Wärme und warmes Wasser sorgen. Die Planung einer Hybridheizung erfordert Erfahrung, damit die Technik passend ausgelegt ist – wir beraten Sie gern von der Auswahl bis zur Auslegung!

Mehr zur Gasheizung

Wer mit einer modernen Wärmepumpe heizen will, sollte sich unbedingt vorher über etwaige Zuschüsse und Fördermöglichkeiten informieren. Oft können diese Anträge nur vor Beginn der Sa­nierungs­maß­nahmen beantragt werden. Wir unterstützen Sie gern bei der Orientierung zu Voraussetzungen und bei der Antragstellung.

Zum Fördergeldservice  

Wärmepumpen dienen nicht nur der Heizung, sondern können auch eine Kühlfunktion im Sommer ermöglichen, sofern sie entsprechend dimensioniert sind. Durch die Umkehrung des Kältekreislaufs wird die Wärmepumpe in den warmen Monaten für Kühlzwecke genutzt. In Verbindung mit einer Fußbodenheizung kann eine Wärmepumpe – je nach Auslegung und Gebäudesituation – die Raumtemperatur spürbar absenken. Durch die Verwendung von Gebläsekonvektoren kann die Wärmepumpe eine gezieltere Temperaturregelung unterstützen. Die Kühlung kann je nach Umweltwärme und Leistung der Wärmepumpe aktiv oder passiv erfolgen. Es ist jedoch wesentlich zu beachten, dass die Kühlkapazität einer Wärmepumpe nicht mit der herkömmlicher Klimaanlagen vergleichbar ist.

Bitte beachten Sie: Da gesetzliche Regelungen Änderungen unterliegen können, bieten die angegebenen Zahlen keine Gewährleistung, und es können daraus keine Ansprüche abgeleitet werden.