Wärmepumpe – passend geplant, mit Umweltwärme als Wärmequelle

Das Konzept einer Wärmepumpe kann – passend ausgelegt und eingestellt – energieeffizient arbeiten und nutzt Umweltwärme für Heizung und Warmwasser. 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 – je nach Gebäude, Auslegung und Strommix – den Energieeinsatz fürs Heizen reduzieren und damit die Umweltbilanz im Betrieb verbessern helfen.

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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 eine besonders platzsparende Wärmepumpe mit vergleichsweise geringen Anschaffungskosten. 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 – bei passenden baulichen und technischen Voraussetzungen – in vielen Gebäuden grundsätzlich installierbar. Sie werden hauptsächlich in privaten Wohngebäuden, wie Einfamilien- oder Mehrfamilienhäusern eingesetzt, wo sie – passend ausgelegt – als alleiniges Heizsystem inklusive Warmwasserbereitung eingesetzt werden können. Dank moderner Technologien können Wärmepumpen – je nach Gebäude, Heizsystem und Vorlauftemperaturen – auch in älteren Gebäuden eine sinnvolle Option sein.

Sole-Wasser-Wärmepumpe
Die Sole/Wasser-Wärmepumpe basiert auf einem einfachen Prinzip und kann, passend ausgelegt, bedarfsgerecht arbeiten. Sie wird durch Strom angetrieben und kann mithilfe der im Erdboden gespeicherten Wärme – je nach Auslegung und Stromtarif – einen komfortablen und im Betrieb kosteneffizienten Wärme- und Warmwasserbetrieb unterstützen. Je nach Auslegung kann eine Erdwärmepumpe aus 1 kWh Strom ein Mehrfaches an Wärme für Heizung und Warmwasser bereitstellen, weil zusätzlich Umweltwärme aus dem Erdreich genutzt wird. Ein großer Teil der benötigten Wärme stammt aus der im Erdreich gespeicherten Umweltenergie; Brennstoffkosten wie bei Öl oder Gas fallen dabei nicht an, Stromkosten für den Betrieb jedoch schon. 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 – abhängig von Auslegung und Betriebsbedingungen – zu einem über das Jahr hinweg soliden 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 kann ein Teil der in der Abluft enthaltenen Wärme wieder genutzt werden. 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.

• Heizen mit Umweltwärme – je nach Strommix mit Potenzial für eine bessere Umweltbilanz im Betrieb
• Bei passender Auslegung energieeffizient und je nach Rahmenbedingungen wirtschaftlich
• Wartungsarmer Betrieb bei regelmäßiger Prüfung
• Mögliche staatliche Fördermittel (je nach Voraussetzungen und aktueller Förderlage)
• Kann nicht nur heizen, sondern auch kühlen
• Erfüllt die Anforderungen des Gebäudeenergiegesetzes (GEG)
• Wärmenutzung mit Potenzial, CO2-Emissionen im Betrieb zu senken (abhängig vom Strommix und dem bisherigen Heizsystem)

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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.

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Der Einbau einer Wärmepumpe in einem Bestandsgebäude ist in vielen Fällen technisch machbar. Die entscheidende Frage ist oft weniger, ob eine Wärmepumpe grundsätzlich möglich ist, sondern wie sie passend in das Gebäude integriert wird. Dank moderner Technologien und passender Systemlösungen können Wärmepumpen – je nach Gebäude und Vorlauftemperaturen – auch in Altbauten effizient betrieben werden.

Welche Wärmepumpe ist die richtige?
Eine individuelle Planung durch uns als Fachbetrieb ist wichtig, 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. Für einen wirtschaftlichen Betrieb einer Wärmepumpe sollten folgende Bedingungen möglichst erfüllt sein:

• Niedrige Vorlauftemperaturen: Als Faustregel gilt: Je niedriger die Vorlauftemperatur des Heizsystems, desto effizienter kann die Wärmepumpe arbeiten. Ideal sind Temperaturen von 30–40 °C.
• Gute Wärmedämmung: Eine verbesserte Dämmung kann den Wärmebedarf senken und damit die Effizienz der Wärmepumpe unterstützen. Maßnahmen wie Fenster- und Türentausch, Fassadendämmung oder Dachisolierung sind dabei vorteilhaft.
• Passende Heizflächen: Fußboden- und Wandheizungen sind oft gut geeignet, aber auch moderne Heizkörper mit großer Oberfläche (z. B. Niedertemperatur-Heizkörper) können – passend ausgelegt – mit einer Wärmepumpe effizient betrieben werden.

Die Nachrüstung einer Wärmepumpe im Altbau ist technisch möglich und kann – je nach Gebäude, Auslegung, Energiekosten und Förderung – wirtschaftlich attraktiv sein. Mit der richtigen Planung lässt sich eine passende Lösung finden, die – je nach Gebäude, Ausgangssituation und Auslegung – den Energieverbrauch im Heizbetrieb gegenüber vielen Bestandsanlagen reduzieren kann und den Einsatz fossiler Brennstoffe verringert. 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 so einen effizienten Betrieb der Wärmepumpe unterstützen.

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. Bei einer Erdwärmepumpenanlage mit hoher Jahresarbeitszahl können – abhängig von Strom- und Brennstoffpreisen sowie dem bisherigen Heizsystem – Einsparungen bei den Energiekosten möglich werden. Je nach Investitionskosten, Förderung, Energiepreisen und erreichter Effizienz kann eine Wärmepumpe über die Jahre wirtschaftlich attraktiv sein.

Wärmepumpe mit Solarthermie kombinieren
Eine Anlage zur Solarthermie nutzt Sonnenenergie als Energiequelle, 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 können Solarthermieanlage und Wärmepumpe – je nach Auslegung und Bedarf – die Wärme für Heizung und Warmwasser ganz oder teilweise bereitstellen.
Zweitens, die indirekte Unterstützung: Bei dieser Methode wird die Solarwärme zur Wärmequelle der Wärmepumpe (z.B. Erdboden) hinzugefügt. Das erhöhte Temperaturniveau kann – je nach Systemkonzept und Betriebsweise – dazu beitragen, den Stromverbrauch der Wärmepumpe zu reduzieren.

Mehr zur Solarthermie

Wärmepumpe mit Photovoltaik kombinieren
Wärmepumpe und Photovoltaikanlage können sich gut ergänzen. Eine Photovoltaikanlage kann – je nach Eigenverbrauch, Anlagengröße und Tarif – Strom für die Wärmepumpe bereitstellen und so die laufenden Heizkosten reduzieren helfen. Im Gegenzug kann die Wärmepumpe – je nach Eigenverbrauch und Lastprofil – dazu beitragen, den Solarstrom stärker selbst zu nutzen und die Wirtschaftlichkeit der Photovoltaikanlage je nach Rahmenbedingungen zu unterstützen. Der vor Ort erzeugte Solarstrom stammt im Betrieb aus Sonnenenergie und kann – je nach Eigenverbrauch und Strommix – den Netzstrombezug reduzieren und damit betriebliche Emissionen verringern helfen.

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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 und gut eingestellt arbeitet – wir beraten Sie gern umfassend!

Mehr zur Gasheizung

Wer mit einer modernen Wärmepumpe heizen will, sollte sich unbedingt vorher über etwaige Zuschüsse und Fördermöglichkeiten informieren. Je nach Förderprogramm müssen Anträge häufig vor Beginn der Sanierungsmaßnahmen gestellt werden. Wir unterstützen Sie bei der Orientierung zu Zuschüssen und Fördermöglichkeiten.

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Wärmepumpen dienen nicht nur der Heizung, sondern können auch für angenehme Kühlmomente im Sommer sorgen, 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 die Raumtemperatur – je nach Auslegung und Bedingungen im Gebäude – um einige Grad abgesenkt werden. Durch die Verwendung von Gebläsekonvektoren kann eine Wärmepumpe die Raumtemperatur zielgenauer regeln und so den Kühlkomfort erhöhen. 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 herkömmlichen Klimaanlage vergleichbar ist.