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Energie aus Luft, Erde und Wasser

Heizen mit der Wärmepumpe

Erde, Luft und Wasser als niemals versiegende Energie-Quellen: Mit Wärmepumpen kann man natürliche Energievorräte erschließen. Das funktioniert auch seit Jahren in der Praxis – zumindest dann, wenn die Voraussetzungen vor Ort stimmen.



Wärmepumpen arbeiten wie die Kompressoren von Kühlschränken: Über einen Kühlmittel-Kreislauf wird einem Medium die Wärme entzogen, die dann an einen anderen Ort geleitet wird. Während aber beim Kühlschrank das Medium die Luft im Inneren ist und die Wärme an die Umgebung abgegeben wird, zieht eine Wärmepumpe die Wärme aus der Luft, aus dem Grundwasser und aus dem Erdreich und gibt sie anschließend an die Räume im Haus ab.


Das Arbeitsprinzip der Wärmepumpe ist das gleiche wie bei einem Kühlschrank

Je geringer der Temperatur-Unterschied zwischen der Wärmequelle und dem Wasser im Heizungskreislauf ist, desto effizienter funktioniert das Prinzip der Wärmepumpe. Das bedeutet in der praktischen Anwendung: Ideal für den Betrieb mit Wärmepumpen eignen sich Fußbodenheizungen mit ihren niedrigen Heizwasser-Temperaturen. Das heißt aber auch: Bei sehr großen Temperatur-Unterschieden wird die Sache witzlos. Wenn es beispielsweise draußen sehr kalt ist, muss bei einer Luft-Wärmepumpen häufig zusätzlich geheizt werden. Ähnlich sieht es beim Betrieb mit alten Radiatoren aus, die oft auf eine recht hohe Vorlauftemperatur der Heizanlage angewiesen sind. Auch hier lässt der Wärmepumpen-Betrieb nicht selten an Effizienz zu wünschen übrig.

So stark wie bei kaum einem anderen Heizsystem kommt es also bei der Wärmepumpe darauf an, dass der Dämmzustand des Gebäudes, die verwendeten Heizkörper und die jeweilige Wärmepumpentechnik im Zusammenhang betrachtet und ihre Leistung durchgerechnet werden. Der Wert, der sich daraus ergibt, ist die sogenannte Jahresarbeitszahl (JAZ). Die bestimmt auch Ihre Kaufentscheidung: Lassen Sie sich vom Anlagenbauer mindestens 3,3 für ein Außenluftsystem bzw. 3,8 für ein Grundwasser- oder Erdsystem schriftlich garantieren – und zwar für Ihre konkrete Anlage. Je höher die Zahl, desto besser.

Woher kommt die Wärme?

   
Eine Wärmepumpe kann mit unterschiedlichen Methoden verschiedene Energiequellen anzapfen. Von links: Luft, Erdsonde, Erdkollektor, Grundwasser-Bohrung

Eine Wärmepumpe kann mit drei verschiedenen Wärmespendern arbeiten. Sie bezieht die Heizenergie entweder aus der Luft, aus dem Grundwasser oder aus der Erde. Entsprechend unterschiedlich ist der Aufwand, der zum Anzapfen der jeweiligen Energiequelle betrieben werden muss. Am günstigsten schneidet hier die Luftwärmepumpe ab. Hierfür müssen neben der eigentlichen Wärmepumpe nur Lufteinlässe im Freien aufgestellt werden. Stehen sie nahe am Haus, können auch die Rohrwege kurz bleiben. Der Haken: Gerade wenn es richtig kalt wird, wenn also am dringendsten Heizenergie gebraucht wird, gibt auch das wärmespendende Medium am wenigsten her. Oft muss dann elektrisch zugeheizt werden, und das schlägt auf die Stromkosten.

Von den Erschließungskosten her ist auch die Wärmegewinnung aus der Erde noch eine vertretbare Sache. Hierfür wird entweder eine Erdsonde senkrecht in den Boden gesenkt oder ein flacher Erdkollektor in einer frostfreien Tiefe (ab mindestens 80 cm) vergraben. Das ist etwas teurer als die Einlasstechnik der Luftwärmepumpe, dafür hält der Erdboden ganzjährig recht konstante Temperaturen bereit.

Am teuersten ist das Anzapfen des Grundwassers: Je tiefer gebohrt werden muss, desto kostspieliger. Ehe man sich für diese Technik entscheidet, sollte man über den Untergrund und die Verfügbarkeit von Grundwasser vor Ort Bescheid wissen. Bohrungen können sich bis 70 m Tiefe und mehr noch rechnen, allerdings ist dazu erst einmal eine recht hohe Investition nötig.

Wärme aus der Umwelt und die Kosten

Wärmequelle	Grundwasser	Erdsonde	Erdkollektor	Luft
Erschließungskosten der Wärmequelle	ca. 5000 Euro zwei Brunnen, je 15 m tief	600-1000 Euro je Kilowatt Heizleistung	250-350 Euro je Kilowatt Heizleistung	200-600 Euro unabhängig von der Leistung
Kosten der Wärmepumpe zzgl. Montage	ab 9000 Euro	ab 8500 Euro	ab 8500 Euro	ab 10 000 Euro
Stromkosten pro Jahr geschätzt, ohne Sondertarife	540 Euro	600 Euro	675 Euro	900 Euro

Die in der Tabelle gezeigten Angaben sind ungefähre Vergleichswerte für ein Haus mit 150 Quadratmeter Wohnfläche. Zugrunde gelegt ist eine Heizleistung von 8,5 kW, regionale Besonderheiten sind nicht berücksichtigt.

Aus der Tabelle ist es schon ersichtlich: Für den Pumpenbetrieb benötigt die Anlage in jedem Fall Strom, teilweise auch für die unterstützende Beheizung des Heizkreislaufs. Hier sollte man sich rechtzeitig um eine möglichst preisgünstige Versorgung bemühen. Dahin können zwei Wege führen: Zum einen bieten viele Energieversorger Sondertarife für den Betriebsstrom von Wärmepumpen an. Erkundigen Sie sich rechtzeitig danach! Zum anderen ist es wirtschaftlich interessant, die Wärmepumpe mit dem Stromertrag einer Photovoltaik-Anlage zu betreiben. Damit können Sie nicht selten Ihren Eigenverbrauch so weit hochtreiben, dass Sie die Schwelle zu einer höheren Eigenverbrauchsvergütung übersteigen. [ha]




Abbildungen (v.o.n.u.): Alpha-InnoTec, Glen Dimplex, Vaillant (4)