Effizient heizen mit der Wärmepumpe

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Effizient heizen mit der Wärmepumpe. Bild: Viessmann

Die Verknappung und Preisexplosion bei Gas und Öl sowie die Klimaschutzziele haben dazu geführt, dass die Nachfrage nach Wärmepumpen massiv gestiegen ist. Wie geht effizient heizen mit der Wärmepumpe, welche Varianten gibt es, und worauf sollten Baufamilien achten, wenn sie effizient heizen wollen? Welche Aspekte sind mit Blick auf niedrige Energiekosten der Wärmepumpe besonders wichtig?

Wie heizt man richtig 2022?

Erdgas wurde im Jahr 2021 von der Politik noch als Brücke ins regenerative Zeitalter eingestuft. Doch aufgrund der jüngsten politischen Ereignisse, mit Blick auf die explodierenden Energiepreise und wegen der ambitionierten Klimaschutzziele beschleunigt die Bundesregierung nun den Ausstieg aus den fossilen Energieträgern Öl und Gas. So hat sie zum Beispiel angekündigt, dass jede neu eingebaute Heizung ab 2024 auf der Basis von 65 Prozent erneuerbarer Energien betrieben werden muss – bislang sind es 15 Prozent. Zudem will die Politik im Rahmen des novellierten Gebäudeenergiegesetzes (GEG) ab 2023 den erhöhten energetischen Effizienzhaus-55-Standard im Neubau einführen. Die nächste Steigerungsstufe, das Effizienzhaus-40, ist bereits für 2025 geplant.

Heiztechnik Nummer Eins

Alle genannten Maßnahmen werden dazu führen, die fossile Gasheizung noch mehr und schneller als bislang aus Neubauten zu verdrängen. Jüngste Zahlen des Statistischen Bundesamts (Destatis) unterstreichen diesen Trend: Nur noch rund 15 Prozent der im 1. Halbjahr 2022 genehmigten Ein- und Zweifamilienhäuser werden primär mit Gas geheizt. Von dieser Entwicklung profitieren vor allem die Elektro-Wärmepumpenheizsysteme, die ohne Gasanschluss, Brennstofflager und Schornstein auskommen. Und weil ihr Einbau politisch massiv unterstützt wird, erfüllen sie mühelos alle aktuellen und künftigen Anforderungen des GEG in Bezug auf effizient Heizen und den Einsatz erneuerbarer Energien.

Aktueller Hinweis: Aufgrund der Gaskrise und einer attraktiven Förderung hat sich in den vergangenen Monaten auch eine Vielzahl von Heizungsmodernisierern für eine Wärmepumpenlösung entschieden. Der plötzliche Ansturm bewirkte, dass aufgrund knapper Produktkapazitäten die Preise stark gestiegen sind und es zudem monatelange Wartezeiten für viele Heizwärmepumpenmodelle gibt.

Warum wird die Wärmepumpen-Technologie als „erneuerbar“ eingestuft? Weil sie generell Umweltenergie, wie Außenluft, Erdwärme und Grundwasser, nutzt. Um jedoch ein Gebäude ausreichend mit Heizwärme und Warmwasser versorgen zu können, „pumpt“ ein ausgeklügelter Kältemittelkreislauf im Aggregat die eingesammelte Umweltenergie auf ein höheres Temperaturniveau. Für diesen Prozess benötigt das Aggregat allerdings Antriebsstrom, der meist aus dem öffentlichen Netz stammt. Weil dessen erneuerbarer Anteil derzeit erst knapp 50 Prozent beträgt, ist die Wärmepumpenheizung noch nicht klimaneutral.

Baufamilien, die ganz ohne CO2-Emissionen effizient heizen wollen, schließen deshalb einen nachhaltigen Ökostromtarif ab und nutzen eventuell zusätzlich Solarstrom vom eigenen Dach. Die Photovoltaikanlage und ein optionaler Batteriespeicher helfen außerdem dabei, das Eigenheim unabhängiger von der Netzstromversorgung und den (steigenden) Stromkosten zu machen.

Luft/Wasser-Wärmepumpen am beliebtesten

Welche Arten von Heizwärmepumpen kommen in der Praxis am häufigsten zum Einsatz? Aufschluss darüber geben die vom Bundesverband Wärmepumpen regelmäßig veröffentlichten Absatzzahlen: Von den insgesamt 154.000 im Jahr 2021 verkauften Heizungswärmepumpen waren 82 Prozent Modelle, welche die Umgebungsluft als Wärmequelle zum effizient heizen nutzen. Die restlichen 18 Prozent entfielen auf erdgekoppelte Wärmepumpensysteme. Vernachlässigbar klein ist die Zahl der Grundwasser-Wärmepumpen, weil sich diese im Eigenheimbereich, aufgrund der sehr speziellen technischen und rechtlichen Anforderungen, nur sehr selten realisieren lassen. Von der Statistik übrigens nicht erfasst werden Wärmepumpen, die die Wohnräume mittels Luft beheizen. Typische Heizwärmepumpen werden im Neubaubereich mit wasserführenden Fußboden-, Wand- und Deckenheizsystemen kombiniert.

Übrigens: Frieren muss auch an ungewöhnlich kalten Tagen niemand. Wärmepumpen verfügen in der Regel über einen integrierten Elektroheizstab, der die Wärmebereitstellung ab einer bestimmten Außentemperatur übernimmt bzw. unterstützt – abhängig von der benötigten Heizleistung und vom Wärmepumpenmodell. Möglich ist zudem, einen Heizwasserpufferspeicher ins System zu integrieren, der einen gewissen Wärmevorrat zur Heizung, und eventuell auch zur Warmwasserbereitung, bereitstellt. Ob und welche Behältergröße sinnvoll bzw. wirtschaftlich ist, muss der Heizungsfachmann in der Planungsphase untersuchen.

Was ist die billigste Art zu Heizen?

Warum präferieren Baufamilien zum effizient heizen vor allem die sogenannten Luft/Wasser-Wärmepumpen? Hauptgrund sind sicherlich die um mehrere Tausend Euro niedrigeren Investitionskosten im Vergleich zu erdgekoppelten Systemen. Luft/Wasser-Wärmepumpen lassen sich flexibel platzieren. Bei der Innenaufstellung steht das komplette Aggregat im Gebäude: im Keller, Hauswirtschaftsraum oder Dachbodenbereich. Vorteilhaft sind hierbei vor allem die Frostfreiheit, die kurzen Leitungswege und es gibt kein Geräuschbelästigungsrisiko der Nachbarn. Allerdings sind größere Wanddurchbrüche für die Außen- und Abluftführung notwendig. Zudem ist eine gute Körperschalldämmung wichtig.

Mit Außenluft effizient heizen

Dort wo umbauter Raum knapp ist, kann man Luft/Wasser-Wärmepumpen platzsparend im Freien aufstellen: komplett als Monoblock- oder alternativ als Split-Variante, die aus einer Innen- und Außeneinheit besteht. In beiden Fällen sind lediglich kleine Wanddurchführungen für die Heiz- und Elektroleitungen erforderlich. Bei der Außenaufstellung gilt es bei der Produkt- und Standortwahl penibel darauf zu achten, dass die Nachbarn durch die (technologisch bedingten) Luftschallemissionen nicht gestört werden – sonst ist der Rechtsstreit, vor allem bei engen Bebauungen, programmiert. Mindestens einzuhalten sind die zulässigen Schallemissionsgrenzwerte der „Technischen Anleitung zum Schutz gegen Lärm“ (TA-Lärm).

Effizient Heizen-Tipp: Bei empfindlichen Nachbarn können zusätzliche Maßnahmen ratsam sein, wie zum Beispiel ein guter Sichtschutz, eine geräuschreduzierende „Nachtschaltung“ sowie spezielle, auch nachrüstbare Schallschutzhauben. Zudem wird so das Risiko von Vandalismus verringert.

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Effizient heizen mit der Luft-Wasser-Wärmepumpe Logatherm-WLW196i-AR-T190 von Buderus, inklusive Sichtschutz zu den Nachbarn. Bild: Buderus

Erdwärme nutzbar machen

Hauptgrund für die höheren Investitionskosten bei den erdgekoppelten Systemen ist die aufwendigere und teurere Technik zur Erschließung der Wärmequelle. Um die Erdwärme für die sogenannten Sole/Wasser-Wärmepumpen nutzbar zu machen, sind zwei verschiedene Wärmequellen-Technologien einsetzbar: vertikale Erdwärmesonden oder horizontale Erdwärmekollektoren. In beiden Fällen wird die übertragene Erdwärme mittels eines Sole-Wasser-Gemisches, das innerhalb von Kunststoffrohren zirkuliert, an die im Inneren des Gebäudes auf­gestellte Wärmepumpe übertragen.

Am oberen Ende der Preisskala beim effizient heizen liegen Sole/Wasser-Wärmepumpen-Systeme mit Erdwärmesonden, die wenig Grundstücksplatz benötigt, weil sie in ein senkrechtes, bis zu 100 Meter tiefes Bohrloch eingebracht werden. Die Bohrtiefe sowie die Anzahl der Erdsonden hängt im Wesentlichen vom Gebäudewärmebedarf und von der Art des Untergrundes ab. Aus Sicherheitsgründen, zum Beispiel wegen möglicher Rissbildungen im Erdboden, ist diese Art der sogenannten oberflächennahen Geothermie-Nutzung nicht überall in Deutschland erlaubt. Auch deshalb müssen Erdsondenbohrungen von der regionalen, unteren Wasserbehörde genehmigt werden.

Effizient Heizen-Tipp: Baufamilien sollten nur ein erfahrenes und ausreichend versichertes Bohrunternehmen beauftragen. Es ist ratsam, den Fachhandwerker oder Wärmepumpenhersteller nach Empfehlungen zu fragen.

Als genehmigungsfreie und auch preislich günstigere Alternative bietet sich der Einsatz von Erdwärmekollektoren zum effizient heizen an: Hierbei wird ein waagerechtes Rohrsystem unterhalb der Frostgrenze in einer Tiefe von rund 1,5 Metern verlegt. Allerdings setzt diese Art der Wärmequellen-Erschließung ein geeignetes und ausreichend großes Grundstück voraus. Denn die benötigte Kollektorfläche hängt vor allem vom Heizwärmebedarf des Gebäudes und von der Regenwasserdurchlässigkeit des Bodens ab. In der Regel liegt sie beim Eineinhalbfachen der zu beheizenden Fläche. Der Bereich über dem Kollektor darf nicht versiegelt, asphaltiert oder bebaut werden.

Effizient Heizen-Tipp: Weniger Platz beanspruchen Systeme mit speziellen Erdwärmekörben oder Grabenwärmekollektoren, weil diese leistungsstärker konstruiert sind.

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Die Sole/Wasser-Wärme­pumpe von NIBE nutzt die im Erd­reich gespeicherte Energie für die Warmwasserversorgung sowie zum effizient heizen. Bild: NIBE.

Effizienz-Kennwerte im Vergleich

Der Blick aufs effizient heizen und mögliche Stromkosten relativiert allerdings den Unterschied bei der Investition. Denn der größte Nachteil von Luft/Wasser-Wärmepumpen ist, dass die Außentemperaturen im Tages- und Jahresverlauf stark schwanken und gerade während der leistungshungrigen Heizperiode relativ niedrig sind. Günstigere und ganzjährig relativ konstante Temperaturen herrschen dagegen im Erdreich. Deshalb weisen die erdgekoppelten Sole/Wasser-Modelle prinzipiell eine höhere Energieeffizienz auf und sorgen im Normalfall für geringere Energiekosten.

Um unterschiedliche Wärmepumpen-Modelle hinsichtlich ihrer Effizienz unter festgelegten Prüfstandbedingungen zu vergleichen, sind vor allem der COP- und SCOP-Wert von Bedeutung:

Der sogenannte Coefficient of Performance (COP) drückt das Verhältnis zwischen erzeugter Wärmeleistung und eingesetzter elektrischer Energie bei einer Wärmepumpe aus. Er kann zum Vergleich zwischen Systemen herangezogen werden, aber nur dann, wenn er für die gleichen Betriebspunkte angegeben wird. Zum COP-Wert gehört immer die Art und das Temperaturniveau der Wärmequelle sowie die Vorlauftemperatur für die Raumheizung.

Noch aussagekräftiger als der COP ist der sogenannte Seasonal Coefficient of Performance (SCOP). Er geht von vier Messpunkten aus. Darüber hinaus wird Europa für die Bewertung von Wärmepumpen in drei Klimazonen unterteilt: Nord-, Mittel- und Südeuropa. Deutschland gehört zur mittleren Zone, die sich am Temperaturverlauf von Straßburg als Referenz orientiert. Die Ergebnisse werden gewichtet miteinander verrechnet und geben damit die Energieeffizienz einer Wärmepumpe über einen möglichst realistischen Jahreszyklus wieder.

Die Jahresarbeitszahl (JAZ) ist die wichtigste Kenngröße, wenn es um den Vergleich beim effizient heizen von Wärmepumpen in der Praxis geht. Sie wird im Gegensatz zur Arbeitszahl nicht auf einem genormten Prüfstand gemessen, sondern unter individuellen Praxisbedingungen berechnet: Aus dem Verhältnis der abgeführten Wärmeenergie und der zugeführten elektrischen Energie im Zeitraum von einem Jahr. Eine JAZ von vier bedeutet zum Beispiel, dass unter Einsatz von einem Teil Strom und drei Teilen Umweltwärme vier Teile Heizwärme entstehen. Es gilt: Je höher die JAZ, desto niedriger die Stromkosten.

Wie heize ich am sparsamsten?

Egal ob Luft- oder Erdwärmepumpe – generell günstig für eine hohe Effizienz sind ein hoher energetischer Gebäudestandard kombiniert mit einem Flächenheizsystem sowie ein nicht zu großer Warmwasserverbrauch (mit hohen Warmwassertemperaturen).

Sehr wichtig sind zudem eine professionelle Planung, eine hohe Produktqualität und eine fachgerechte Montage. Die Heizleistung und die Wärmequelle der Wärmepumpe dürfen mit Blick auf Effizienz, Kosten und Wärmekomfort weder zu groß noch zu klein sein. Eine raumweise Heizlastberechnung ist somit unverzichtbar. Von Vorteil sind zudem leistungsgeregelte Modelle („Invertertechnik“), weil sie die Heizleistung dem jeweiligen Bedarf anpassen können. Der Profi sollte des Weiteren prüfen, ob der Einbau eines Heizwasserpufferspeichers zum effizient heizen notwendig oder sinnvoll ist, und wie die Warmwasserbereitung erfolgen soll.

Wichtig für eine hohe Wärmepumpeneffizienz ist außerdem, dass der Fachhandwerker alle Heizrohre und Armaturen optimal dämmt und das Wärmepumpensystem sorgfältig in Betrieb nimmt. Dabei werden vor allem die Regelung auf die individuellen Gegebenheiten eingestellt und die Heizflächen hydraulisch abgeglichen.

Zusätzlich hilft eine angepasste und aufmerksame Betriebsweise durch die Nutzer beim Stromsparen und effizient heizen. Dabei erleichtern App-gekoppelte Wärmepumpenregler die Einstellung und Bedienung. Und auch die Wärme eines (wasserführenden) Holz-/Pellets-Zimmerofens oder der Einsatz von selbst produziertem Photovoltaikstrom verringern die Stromkostenrechnung – vorausgesetzt, dass das Wärmepumpenmodell und das Regelgerät, oder der Energiemanager, für die Einspeisung des Solarstroms geeignet und optimiert sind (z. B. Kennzeichnung „Smart Grid Ready“). Darauf gilt es bereits bei der Planung und Produktauswahl zu achten.

Effizient Heizen-Tipp: Die Baufamilie sollte unbedingt regelmäßig den Strom- und Wärmeverbrauch kontrollieren. Denn ungewöhnlich hohe Werte über einen längeren Zeitraum hinweg, könnten auf Störungen oder falsche Einstellungen hindeuten. In solchen Fällen kann es ratsam sein, den Fachmann einzuschalten, um das Problem so frühzeitig wie möglich zu lösen: vor Ort am Gerät oder per Online-Aufschaltung.

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Empfehlung der Redaktion:
Vaillant aroTHERM Split

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Neu gebaute Einfamilienhäuser brauchen durch die dichtere Gebäudehülle viel weniger Energie. Hier ist die Luft/Wasser-Wärmepumpe aroTHERM Split die richtige Wahl, wenn es ums effizient heizen und die Warmwasserbereitstellung geht. Sie ist günstig in der Anschaffung und im laufenden Betrieb, da sie zu einem Großteil die kostenlose Umweltwärme nutzt.

Die Anschaffungs- und Installationskosten sind bei der aroTHERM Split – im Vergleich zu anderen Wärmepumpen – günstig. Auch im laufenden Betrieb glänzt die Wärmepumpe durch Effizienz und Wirtschaftlichkeit, denn die Wärmequelle Luft steht überall in ausreichender Menge und sofort zur Verfügung – ohne Extrakosten für Brunnen, Erdsonden oder Kollektoren. So wandelt die aroTHERM Split 1 kW elektrischer Energie in bis zu 4 kW Heizleistung um. Der benötigte Strom kann ebenfalls durch Erneuerbare Energien abgedeckt werden – mit einer Photovoltaikanlage.

aroTHERM Split freigestellt

Kompakte Größe, flexible Aufstellung

Lassen Sie sich auf der Terrasse oder im Garten nicht einschränken. Die aroTHERM Split ist eine kompakte Luft/Wasser-Wärmepumpe, deren Außeneinheit lediglich 0,5 m2 Fläche beansprucht. Auch die Inneneinheit benötigt nur wenig Platz. Die Inneneinheit – der Hydrauliktower uniTOWER - enthält neben einem 190-Liter-Warmwasserspeicher alle notwendigen Komponenten für den Betrieb des Heizsystems. Die Verbindung von Außen- und Inneneinheit erfolgt über Rohrleitungen. Da dort kein Heizungswasser durchläuft, sind die Leitungen frostsicher. Zwischen beiden Einheiten können bis zu 30 Metern in der Höhe und bis zu 40 Metern Abstand liegen – das lässt mehr Freiheit bei der Aufstellung der Wärmepumpe.

Die aroTHERM Split braucht nicht nur wenig Platz, sie setzt auch in punkto Design Maßstäbe. Ihr moderner, klarer Look wurde mit dem Red Dot Award und IF Design Award ausgezeichnet. Ob im Garten oder an der Hauswand: Die Außeneinheit ergänzt stilvoll Ihre Immobilie.

Ruhe bitte!

Außen aufgestellte Wärmepumpen stören durch ihre Geräusche Bewohner und Nachbarn? Nicht so bei der aroTHERM Split. Sie ist eine der leisesten in ihrer Klasse: Die Geräuschkulisse der Außeneinheit ist vergleichbar mit der eines modernen Kühlschranks. Im Nachtmodus und bei einem Abstand von drei Metern ist sie sogar noch leiser und erreicht 30 dB(A). Damit erfüllt die aroTHERM Split die strengen Anforderungen für die Nachtruhe in Wohngebieten oder eng bebauten Reihenhaussiedlungen.

Steuerung leicht gemacht

Steuern und einstellen lässt sich die Wärmepumpe ganz bequem mit unserem Systemregler sensoCOMFORT. Mit dem optional erhältlichen Internetmodul sensoNET geht das auch per App.

Die aroTHERM Split lässt sich nicht nur als alleiniger Energieerzeuger nutzen, Sie können Sie auch in ein vorhandenes Heizsystem integrieren, zum Beispiel in ein bestehendes Gas-Brennwertsystem. Über die Steuerung wird jederzeit der Modus für einen optimal wirtschaftlichen Betrieb gewährleistet.

effizient heizen steuerung per senso comfort
Effizient heizen per Knopfdruck: die Steuerung gelingt ganz einfach über den Systemregler sensoCOMFORT. Bild: Vaillant.

Wärmt nicht nur, kühlt auch

Wenn sie über eine Fußboden- oder andere Flächenheizung verfügen, können Sie mit der aroTHERM Split nicht nur effizient heizen, sondern Sie können Sie bei entsprechender Auslegung auch zur Kühlung einsetzen. Durch den Umkehrbetrieb der Wärmepumpe lässt sich die Raumtemperatur über die Fußbodenheizung absenken – im Sommer um bis zu 3 °C.

Autor: JW/CSt

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