Rund um ihr Haus befindet sich thermische Energie, die nur darauf wartet, dass Sie sie nutzen. Wie das funktioniert? Mit einer Wärmepumpe! Die Erde, Luft und Wasser aus der direkten Umgebung Ihres Hauses beinhaltet Energie, die Ihre Heizung nutzen kann. Sofern Sie Ökostrom verwenden sind Sie frei von fossilen Brennstoffen. Sollte es im Winter trotzdem mal kalt werden, lässt sich eine Wärmepumpe auch leicht mit einem weiteren System kombinieren.

Wärmepumpen Weishaupt AG

Quelle: Weishaupt AG

Welcher Rohstoff wird genutzt?

Wenn man über eine Heizung nachdenkt, kommt einem in den Sinn, dass durch die Verbrennung eines Rohstoffes Wärme entsteht. Die Wärmepumpe bildet eine der wenigen Ausnahmen, denn sie nutzt lediglich die thermische Energie aus der Umgebung Ihres Hauses. Dabei können die Erde, Luft oder auch nahegelegenes Wasser angezapft werden. Der Prozess ist etwas komplizierter als die herkömmliche Energiegewinnung aus der Verbrennung fossiler Rohstoffe, dafür schont man die Umwelt und außer Kosten für Strom und Wartung gibt es keine laufenden Ausgaben. Solange Sie Ökostrom benutzen, arbeitet die Anlage komplett CO2-frei. Damit Sie eine Wärmepumpe einbauen dürfen ,müssen Sie bei verschiedenen Ämtern prüfen, ob sie die von ihnen gewählte Energiequelle nutzen dürfen. Außerdem ist wichtig zu wissen, dass Effizienz einer Wärmepumpe von dem Gesamtverbrauch und der Größe Ihrer Heizflächen abhängt. Deshalb verfügt Ihr Haus idealerweise über eine Fußbodenheizung oder andere große Heizflächen.

Aufbau und Funktion

Wie sich erahnen lässt, besitzen die umliegenden Elemente nur sehr wenig Energie. Daher muss eine große Fläche angezapft werden und die Übertragung auf das Heizwasser bedarf eines aufwendigen Verfahrens. Darum besteht die Wärmepumpe aus den Kollektoren, zwei Wärmeüberträgern (Verdampfer und Verflüssiger), dem Verdichter und Entspannungsventil sowie einem geschlossenen Rohrsystem, dass die Wärme im Haus verteilt. Die Funktionsweise unterscheidet sich meist nur durch den Transport der Energie zum Verdampfer. Dennoch gibt es eine Ausnahme: die Abwasser-Wärmepumpe, welche ihre Energie aus dem Abwasser gewinnt. Damit das Abwasser den Verdampfer nicht verschmutzt, nutzt sie einen separaten Kreislauf zur Wärmeübertragung.

Funktionsprinzip Waermepumpe

Die Kollektoren liefern die Energie von der Wärmequelle zum Verdampfer. Dieser verdampft ein Kältemittel, welches seinen gasförmigen Zustand bereits bei niedrigen Temperaturen einnimmt. Um die Temperatur des Dampfes weiter zu erhöhen, komprimiert der Verdichter das Kältemittel weiter. In diesem Vorgang wird der Dampf so heiß, dass der Verflüssiger, ein weiterer Wärmeüberträger, die Energie an das Heizsystem abgeben kann. Demzufolge entspannt sich das Medium und kühlt ab. Damit das Kältemittel wiederverwendet werden kann, sorgt das Entspannungsventil für die Herabsetzung des Drucks auf den Anfangszustand. Nun kann der Kreislauf von vorne beginnen.

Sole-Wasser-Pumpe

Diese Pumpe gewinnt ihre thermische Energie aus der Erde. Die Kollektoren gibt es entweder als Sonden, die tief ins Erdreich führen oder als Flachkollektoren, die lediglich 1,5 Meter unter dem Boden liegen, dafür aber eine größere Fläche beanspruchen. Welche Variante möglich ist, hängt von den Gegebenheiten des Bodens ab und muss vom örtlichen Landesamt geprüft werden. In jedem Fall sind die Kollektoren mit der sogenannten Sole gefüllt. Hinter diesem Namen verbirgt sich ein Gemisch aus Wasser und Frostschutzmittel. Diese kann die Energie leicht aufnehmen und an den Verdampfer abgeben, damit der restliche Vorgang beginnen kann. Diese Art der Wärmepumpe sorgt das ganze Jahr über zuverlässig für Wärme.

Luft-Wasser-Pumpe

Die Luft-Wärmepumpe ist die am meisten verwendete Wärmepumpe, schließlich stellt sie die einfachste Variante dar. Anders als bei der Erd-Wärmepumpe sind keine platzraubenden Kollektoren notwendig, hier reicht schon eine einfache Vorrichtung zum Ansaugen und Abblasen der Luft aus. Im Grunde genommen funktioniert sie wie eine umgekehrte Klimaanlage. Ein Ventilator überträgt die Außenluft auf das Wärmeregister und erhitzt somit die Kühlfläche. Anschließend wird die enthaltene Energie auf den Verdampfer übertragen. Allerdings ist bei dieser Form im Winter mit einem Leistungseinbruch zu rechnen, da es zu Vereisungen kommen kann, die entfernt werden müssen. Meist geschieht das automatisch, über das sogenannte Abtauverfahren. Folgerichtig gewährleistet Luft-Wärmepumpe auch bei Temperaturen weit im Minusbereich eine gleichbleibende Heizleistung.

Wasser-Wasser-Pumpe

Nicht nur Luft und Erde sondern auch das Grundwasser lässt sich nutzen. Dabei fördern zwei Brunnen, die der Fließrichtung nach ausgerichtet sind, zur Wärmepumpe. Die Ausrichtung ist wichtig, damit bereits genutztes und abgekühltes Wasser kein weiteres Mal verwendet wird. Diese Pumpe stellt die resistenteste und zuverlässigste Form der Wärmepumpe dar. Um eine Zulassung für eine Wasser-Wasser-Pumpe zu erhalten, müssen Sie das Grundwasser prüfen. Besondere chemische Gegebenheiten können die Wärmepumpe beschädigen und machen das Grundwasser somit unbrauchbar.

Kosten

Eine Wärmepumpe ist vergleichsweise teuer in der Anschaffung, spart aber zeitgleich eine Menge Geld dadurch, dass kein Rohstoff benötigt wird. Außer der Stromkosten und möglicher Wartungen entstehen keine weiteren Kosten. Bitte beachten Sie, dass die hier angegebenen Kosten lediglich Richtwerte darstellen, die sich durch Unterschiede im Anbieter, Region oder anderen Gegebenheiten abweichen können.

Anlage Kosten pro kWh Wartung
10.000€  – 30.000€ 21ct 50€

Vor- und Nachteile

Vorteile Nachteile
  • geringe Heizkosten
  • keine Preisschwankung von Rohstoffen
  • staatlich gefördert
  • preiswerte Wartung
  • kein CO2-Ausstoß
  • hohe Anschaffungskosten
  • viele Ämter involviert
  • gute Dämmung und große Heizflächen nötig

Fazit

Ungeachtet der hohen Anschaffungskosten ist die Wärmepumpe eine Zukunftsorientierte und nachhaltige Heizungsanlage. Sie haben die Wahl entweder die Erde, Luft oder umliegendes Wasser als Energiequelle zu wählen. Sobald Sie eine Entscheidung getroffen haben, prüft das zuständige Amt, ob die von Ihnen gewählte Quelle zulässig ist. Danach steht Ihnen nichts mehr im Wege. Seien Sie sich aber auch darüber im Klaren, dass Sie über große Heizflächen und einen geringen Gebäudeenergieverbrauch verfügen müssen, damit sich Ihre Wärmepumpe rentiert.

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Autor: Jan Bittner