Kann ich mein Haus mit einer Wärmepumpe heizen? – Links zur Einführung

Bevor ich auf ein paar empfehlenswerte Links verweise, versuche ich erstmal selbst, ein paar wesentlichen Zusammenhänge zu erklären.

Ein paar Begriffe

Ganz platt gesagt: eine Wärmepumpe arbeitet wie ein Kühlschrank, nur umgekehrt. Statt die 20° warme Luft in der Küche zu verwenden um das Kältemittel für das Eisfach auf -18° abzukühlen, wird aus der Aussenluft, dem Grundwasser oder dem Erdreich warmes Wasser für die Heizung erzeugt:

 

Schauen wir uns mal die wesentlich Stellschrauben an:

 

Vorlauftemperatur: welche Vorlauftemperatur benötigt meine Heizung?

Wir möchten im Winter warme Räume haben. Dazu erzeugt heute ein Gas- oder Ölbrenner heißes Wasser, dass durch Rohre zu den Heizkörpern im Haus fließt und von dem Heizkörper an den Raum abgegeben wird. Damit es auch an sehr kalten Tagen im Wohnzimmer warm wird, muss das Wasser, das den Heizkörper erwärmt, heiß genug sein – aber was ist heiß genug?

Die Temperatur, mit der das Wasser in den Heizkreislauf geschickt wird, heißt Vorlauftemperatur. Wie hoch muss sie sein, damit das Zimmer warm wird? Das hängt im Wesentlichen von zwei Faktoren ab:

  • Wie gut ist das Haus gedämmt?
    In ungedämmten Häuser verschwindet unsere Wärme schnell durch Wand, Fenster, etc. – da muss die Wärme zügig nachgeliefert werden, man braucht also eine hohe Vorlauftemperatur, typischerweise deutlich wärmer als 55°.
  • Wie groß sind die Heizkörper?
    Grob vereinfacht: je größer die Heizkörperfläche, desto mehr Wärme kann aus der Heizung in den Raum abgegeben werden.

Neubauten werden deshalb gut gedämmt und mit Flächenheizungen, z.B. Fußbodenheizungen, ausgestattet. Sie kommen deshalb mit einer Vorlauftemperatur von 35°  aus.

Junge Altbauten und Altbauten, die schon etwas energetisch saniert sind, kommen meist mit 55° klar. Nur Häuser, bei denen noch sehr wenig gemacht ist, brauchen wirklich noch eine höhere Vorlauftemperatur.

Um zu entscheiden, ob das eigene Haus für eine Wärmepumpe geeignet ist, muss man wissen, auf welche Vorlauftemperatur die Heizung eingestellt ist. Die grobe Daumenregel der diversen Internet-Experten sagt: bis ca. 55° kommt eine Wärmepumpe in Frage – bei höherer Vorlauftemperatur muss erstmal gedämmt werden.

 

Umweltwärme: wo kommt die Wärme her?

Die typischen Wärmequellen sind:

  • Luft:
    dann wird – mit einem „Absorber“ die Umgebungsluft angesaugt, aus der die Wärme entnommen wird.
  • Geothermie: Grundwasser/offenes System:
    Mit einem Brunnen wird Grundwasser entnommen, Wärme entnommen, und zurück gepumpt. Das ist genehmigungspflichtig und kommt in Eichkamp nicht in Frage.
  • Geothermie: Erdwärmesonden:
    Durch eine bis zu 100m tiefes Bohrloch wird Sole gepumpt, die durch die Erdwärme aufgewärmt wird, die Wärmepumpe nutzt die erwärmte Sole Für ein EFH braucht man mehrere Erdwärmesonden, die nicht zu nah beieinander liegen dürfen. Wieviel Energie dem Boden entzogen werden kann, hängt von der Bodenbeschaffenheit ab. Für eine grobe Abschätzung gibt es eine Karte:
    https://www.berlin.de/umweltatlas/wasser/geothermisches-potenzial/fortlaufend-aktualisiert/karten/. Hierfür gibt es Beispiele in Eichkamp.
  • Geothermie: Erdkollektoren:
    hier wird die Sole in Leitungen/Körben/etc. aufgewärmt, die unterhalb der Frostgrenze verlegt werden. Für diese Lösung braucht man ein ziemlich großes Grundstück und muss bereit sein, seinen Garten neu anzulegen.

 

Wieviel Strom brauche ich? – Effizienz der Wärmepumpe

Eine Wärmepumpe ist deshalb interessant, weil mit einem Watt elektrischer Energie mehrere Watt Heizenergie erzeugt werden. Der Stromverbrauch hängt  von verschiedenen Faktoren ab:

  • Temperatur der genutzten Umweltwärme
    Nicht überraschend: je wärmerdie genutzte Umweltwärme ist, desto weniger Strom braucht man zur Erzeugung der Vorlauftemperatur – Erdwärme ist wärmer als die Luft im Winter, entsprechend sind Geothermie-basierte Wärmepumpen in der Anschaffung teuerer, aber im Betrieb effizienter.
  • Benötigte Vorlauftemperatur
    Je höher die Differenz zwischen Eingangs- und Ausgangstemperatur, desto weniger effizient – heißt praktisch: wenn ich 35 Grad Vorlauftemperatur brauche, ist die Wärmepumpe effizienter als bei 55 Grad.
  • Gerät

 

Wie wird die Effizienz angegeben?

So wie bei einem Auto angegeben wird, wieviel Benzin es für 100 km benötigt, wird bei einer Wärmepumpe angegeben, wieviel Watt Heizenergie aus einem Watt elektrischer Energie erzeugen lassen.

So wie beim Benzinverbrauch hängt diese Angabe stark von den Randbedingungen ab. Deshalb gibt es zwei verschiedene Angaben:

  • COP (Coefficient of Performance) – Leistungszahl:
    Das ist der Messwert, den der Hersteller im Labor misst und im Datenblatt angibt – zwar etwas kryptisch in der Form: COP 3,79 = A2 / W35. Dabei beschreibt A2/W35 die Messbedingungen:
    Vor dem „/“ steht die Wärmequelle: A- Luft, B- Sole – und dahinter die Temperatur.
    In diesem Beispiel wurde eine Luftwärmepumpe gemessen, und die Luft war 2 Grad warm.
    Hinter dem „/“ ist der Heizkreis beschrieben: W-Wasser, und zwar mit 35 Grad.
    Eine Wärmepumpe mit  COP 3,79 = A2 / W35 ist also eine Luftwärmepumpe, die bei einer Außentemperatur von 2 Grad mit 1 Watt elektrischer Energie 3,79 Watt Wärmeenergie bei 35 Grad warmen Wasser erzeugt.
  • JAZ –  gemessene Jahresarbeitszahl:
    Dies ist der Messwert aus dem richtigen Leben und berücksichtigt die unterschiedlichen Aussentemperaturen während der Heizperiode: Er gibt über das Jahr an, wieviel Wärmeenergie aus einem Watt elektrischer Energie entstanden ist.
    Wenn ich 15000 kWh Wärme im Jahr benötige, und meine Wärmepumpe dafür 5000 kWh Strom benötigt, dann hat meine Wärmepumpe eine JAZ von 3.
  • SCOP (Seasonal Coefficient of Performance) – berechnete Jahresarbeitszahl:
    Aus den Labormessungen berechnete Jahresleistungszahl.

COP und SCOP finden sich in den Datenblättern der Hersteller, der sie im Labor unter definierten Bedingungen gemessen hat  – vergleichbar mit dem Kraftstoffverbrauch, den ein Autohersteller für seine Fahrzeuge angibt.

Videos zum Einarbeiten

Na klar, im Internet finden sich Videos, in denen viel besser erklärt werden – z.B. hat gibt es im YouTube-Kanal „Energiesparkommissar“ eine sehr empfehlenswerte Videoserie  zum Thema „Wärmepumpen im Bestand“.

Teil 1: Einführung
Nov.  2020 waren die Preise für fossile Energie noch niedrig waren. Vergesst die Argumentation zur Ökonomie und die harte Anforderung „Radiatoren müssen durch Flächenheizung ersetzt werden“ – die allgemeine Einführung ist trotzdem gut:
Teil 2: Handlungsanleitung für den Altbau
Hier erklärt er, warum Häuser mit 55 Grad Vorlauf durchaus wärmepumpenfähig sind, bzw. warum sie durch Austausch einzelner Heizkörper dazu gemacht werden können – unter dem Video, in dem erklärenden Text, den man ausklappen kann, befindet sich eine Inhaltsangabe und einige wichtige Links
Teil 3: Zentrale Fragen
Auch hier findet sich – im Erklärtext unter dem Video – eine genaue Inhaltsangabe

 

Wer es genauer wissen will

Es gibt von Institut für Energie- und Umweltforschung in Heidelberg eine sehr lesenswerte Studie zum Thema Energieeffizienz:

In der Zusammenfassung findet sich die zentrale Bedeutung der Vorlauftemperatur wieder, sowie die Angabe, dass Wärmepumpen mit einer Vorlauftemperatur von 35°C um rund 14% Prozent effizienter funktionieren als bei 55°C . Damit lassen sich die COP-Werte aus den Datenblättern der Hersteller, die meist für einen Vorlauf von 35 Grad angegeben werden, umrechnen.
Das Institut definiert einen neuen Standard: NT(Niedertemperatur)-ready, ab dem eine Niedertemperaturheizung sinnvoll einsetzbar ist, d.h. ab einer Vorlauftemperatur von 55 Grad.
Sehr schön herausgearbeitet ist die Bedeutung der Optimierung der Heizkörper – In Kurzfassung: der Raum, der am schwierigsten warm zu bekommen ist, bestimmt die Höhe der Vorlauftemperatur. Wenn hier der Heizkörper ausgetauscht wird, kann auch die Vorlauftemperatur gesenkt werden.

Zu guter Letzt: Förderung

Dass die Bundesförderung für eine Wärmepumpe mit 35% (bisher Gas) bzw. 45% (bisher Öl) schon sehr gut ist, hat der Energiesparkommissar ja bereits verraten:

In Berlin gibt es außerdem  das IBB-Landesförderprogramm GebäudePlus, in dem ebenfalls Heizungen, und zwar mit 25%,  berücksichtigt sind:

Die Fördertöpfe sind – in Grenzen – kombinierbar – jedenfalls, solange sie nicht aufgebraucht sind.

Nachtrag:

6. Mai:

CO2-Online hat gerade einen nagelneuen Blogartikel zu Wärmepumpen geschrieben:

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2 Kommentare

  1. Das ist ein sehr interessanter Artikel zum Heizen mit einer Wärmepumpe gewesen. Ich habe mir bereits einige Beiträge dazu durchgelesen. Vielen Dank, jetzt habe ich genug Wissen zu diesem Thema gesammelt.

    1. Gerne, das freut uns!

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