Fragen und Antworten - Wie funktioniert eine Wärmepumpe und wann lohnt sich der Einbau?
Öl- und Gasheizungen sollen, so der Plan des Bundes, in Zukunft durch klimafreundliche Techniken ersetzt werden. Im Fokus stehen vor allem Wärmepumpen. Wichtige Fragen und Antworten, wie diese Anlagen aussehen und was sie können.
Neue Heizungen in Deutschland sollen ab dem kommenden Jahr zu mindestens 65 Prozent mit erneuerbaren Energien laufen. Das sieht eine vom Bundeskabinett beschlossene Novelle des Gebäudeenergiegesetzes (GEG) vor. Wärmepumpen sollen dabei die bevorzugte Alternative sein.
Wie funktioniert eine Wärmepumpe?
Wärmepumpen funktionieren nach einem ähnlichen Prinzip wie ein Kühlschrank, wie der Bundesverband Wärmepumpe (BWP) erklärt. Ein Kühlschrank entzieht seinem Innenraum Wärme und gibt diese an die Umwelt ab. Bei einer Wärmepumpe läuft dieser Prozess umgekehrt ab: Die Anlage entzieht der Umwelt Wärme und bringt sie ins Haus.
Wo wird die Wärme denn "abgesaugt"?
Laut dem Zentralverband Sanitär-Heizung-Klima (ZVSHK) gibt es drei gängige Wärmepumpen-Systeme, die sich im Kern dadurch unterscheiden, dass sie an jeweils anderen Orten die Wärmeenergie beziehen: aus der Luft, aus Wasser oder aus der Erde.
- Bei einer Luft-Wasser-Wärmepumpe wird der Außenluft Wärme entzogen und in ein Heizungssystem gepumpt.
- Bei einer Wasser-Wasser-Wärmepumpe wird die Wärme in der Regel dem Grundwasser entnommen.
- Bei der Erdwärmepumpe oder Sole-Wasser-Wärmepumpe wird Erdwärme (Geothermie) verwendet.
Wie ist so eine Anlage aufgebaut?
Als die zentralen Teile nennt der Bundesverband Wärmepumpe
- eine sogenannte Wärmequellanlage, die ihrer Umgebung Energie entzieht,
- die eigentlichen Wärmepumpe, die die Wärme so "konzentriert", dass Hitze entsteht.
- und ein Wärmeverteil- und Speichersystem, das die Wärme im Haus verteilt oder erst einmal zwischenspeichert.
Wie wird denn "Wärme gepumpt"?
Zuerst, so die Beschreibungen des BWP, wird mit Hilfe der Wärmequellanlage der Umwelt Wärme entzogen werden.
Bei einer Anlage, die Wärme aus der Erde holen soll, werden Rohre teils bis zu 100 Meter tief senkrecht in den Boden gebohrt (Erdsonde) oder schlangenförmig unter einer Fläche verlegt (Erdkollektor). In diesen Rohren zirkuliert dann eine Flüssigkeit, die die Wärme aufnimmt und zu einer Wärmepumpe an der Oberfläche transportiert.
Luft-Wärmepumpen saugen über einen Ventilator Außenluft an und führen so der Wärmepumpe Umgebungswärme zu.
Bei Wasser-Wärmepumpen wird meist Grundwasser nach oben gepumpt, wo ihm die Wärme entzogen wird.
Die "eingesammelte" Wärme wird dann in der eigentlichen Wärmepumpe nutzbar gemacht. Die ankommende Umweltenergie wird zunächst auf ein flüssiges Kältemittel in der Wärmepumpe übertragen. Dieses verdampft und das Gas wird zu einem Verdichter weitergeleitet. In dem Verdichter wird der Druck auf das Gas erhöht - dadurch steigt die Temperatur. In einem sogenannten Verflüssiger wird das heiße Gas wieder kondensiert, wobei es seine Wärme an ein Heizungs- oder Speichersystem abgeben kann.
Welche Wärmepumpe eignet sich wann?
Ob und welche der drei gängigen Typen sich eignet, hängt von mehreren Bedingungen ab. So arbeitet eine Wärmepumpe laut Verband SHK grundsätzlich dann besonders effektiv, wenn der Temperaturunterschied zwischen der Wärmequelle und dem Heizungswasser möglichst gering ist. Hier muss also geschaut werden: Wie warm ist die Quelle - und welche Heizungen gibt es? Wie heiß müssen sie werden?
So gelten Fußbodenheizungen als günstig, weil sie große Oberflächen haben und Zimmer auch dann warm werden, wenn die Heizung nur bei niedrigen Temperaturen läuft. Kleine Heizkörper gelten als eher ungünstig, weil sie sehr heiß werden müssen, um die Zimmer auf Temperatur zu bringen. Auch ungedämmte Gebäude sind problematisch, weil hier viel Energie verloren geht, die eine Wärmepumpe in dem Maß nicht liefern kann.
Laut dem Zentralverband Sanitär-Heizung-Klima gilt Grundwasser als die beste Wärmequelle, mit leichten Abstrichen folgt die Erdwärme. Außenluft gilt demnach als "kälteste" Wärmequelle.
Wasser-Wärmepumpen gelten einerseits als gute Energielieferanten - aber auch als problemanfällig. So kann das hochgepumpte Grundwasser Rohre verstopfen, was Wartung nötig macht. Daher wird die Wasser-Wasser-Wärmepumpe eher selten verbaut, heißt es vom Zentralverband SHK.
Der Einbau von Sole-Wasser-Wärmepumpen ist durch die nötigen Erdarbeiten und Bohrungen laut Verband vergleichsweise aufwändig und kann kostenintensiv sein.
Bei Luft-Wasser-Wärmepumpen ist die Installation vergleichsweise einfach, da Bohrungen sind nicht nötig sind. Allerdings muss viel Luft umgewälzt werden - und das kann laut werden. Daher sollte der Aufstellort mit Bedacht gewählt werden, heißt es vom Zentralverband.
Rein technisch gesehen ist aut BWP die Nutzung von Erdwärme überall möglich - allerdings sind die Wärmebedingungen auch regional unterschiedlich. Es gibt auch Gebiete, in denen nur wenig Erdwärme zu holen wäre oder Bohrungen auch ganz verboten sind - wie Trinkwasserschutzgebiete. Für Berlin gibt es beispielsweise Karten im Netz, auf denen man nachschauen kann, wo Erd-Wärmepumpen nicht erlaubt sind [fbinter.stadt-berlin.de]. Auch für Brandenburg liegen Geothermie-Karten vor [geo.brandenburg.de]. Erdwärmebohrungen müssen auf jeden Fall von der zuständigen Wasserbehörde genehmigt werden.
Der Verband ZVSHK rät daher, vor dem Bau einer Wärmepumpe einen Experten wie einen Energieberater hinzuzuziehen. Dieser untersucht vor Ort regionale Einflüsse, sowie die Größe und den energetischen Standard des Hauses. Zusammen mit den Hausbesitzern wird dann anhand von ermittelten Parametern dann der Anlagentyp bestimmt.
Wie teuer sind Wärmepumpen und rentiert sich der Einbau?
Pauschal kann das nicht beantwortet werden, sagt BWP-Sprecherin Katja Weinhold. Es hänge von der gewählten Anlage und den Umständen ab. So sei es beispielsweise bei Altbauten oft teurer, alte Heizungen durch Wärmepumpen zu ersetzen, als zum Beispiel eine eine moderne Gasbrennwert-Heizung einzubauen. Weinhold verweist aber auch darauf, dass es verschiedene Förderprogramme gibt.
Als Beispiel rechnet Weinhold für die Installation einer Luft-Wasser-Wärmepumpe vor: Hier betrage die Differenz zur Gasbrennwert-Heizung in einem Altbau mit einem baulichen Wärmeschutz (Stand der Jahre 1958-1968) ungefähr 17.000 Euro. Mit aktuellen Förderung ließen sich diese Mehrkosten aber um etwa 7.000 bis 15.000 Euro reduzieren. Es blieben damit etwa 2.000 bis 10.000 Euro höhere Investitionen.
Allerdings - und das gehöre mit in die Rechnung, betonte Weinhold - sparten Wärmepumpen Energie und damit Geld. Den Mehrkosten stünden über 18 Jahre "Einsparungen von etwa 22.000 Euro gegenüber, so dass sich das System mit der aktuellen Förderung nach aktuellen Energiepreisprognosen ungefähr zwischen dem dritten und dem neunten Betriebsjahr amortisiert", so Weinhold.
Wie klimafreundlich ist diese Technik?
Wärmepumpen kommen laut Verband BWP weitgehend oder ganz ohne fossile Energieressourcen aus und arbeiten am Einsatzort emissionsfrei. Klar sei aber auch: Wärmepumpen verbrauchen auch Energie, weil sie ja selbst getrieben werden muss. Aber diese Pumpen verbrauchten deutlich weniger Energie als eine Erdgas- oder Ölheizung, betont Weinhold. Für den Betrieb könnte beispielsweise auch Solarstrom genutzt werden - dann wäre allerdings eine zusätzliche Solaranlage nötig.
Hat sich das System bewährt?
Im Neubausektor seien Wärmepumpen inzwischen schon weitverbreitet, sagt die BWP-Sprecherin. So hätten sich 2021 etwas mehr als die Hälfte der deutschen Bauherren in Ein- und Zweifamilienhäusern (53,9 Prozent) für solche Pumpen als primären Wärmeerzeuger entschieden, so Weinhold.
Im Altbau sei die Nachfrage zuletzt auch sprunghaft gestiegen. So wurden laut Weinhold 2022 deutlich mehr als die Hälfte der installierten 236.000 Wärmepumpen in altem Gebäudebestand montiert.
Was spricht für und was gegen Wärmepumpenanlagen?
Die Stiftung Warentest nennt als Vorteile, dass Wärmepumpen als klimafreundlich gelten, die Betriebskosten vergleichsweise günstig und die Inhaber weitgehend unabhängig von Rohstoffpreisen sind. In bestimmten Fällen können Wärmepumpen-Anlagen auch zur Kühlung genutzt werden.
Als Nachteile sieht die Stiftung Warentest hohe Anschaffungskosten und dass viel Fachwissen für die Einrichtung erforderlich ist. Unter Umständen reagiere die Heizung langsam, bei schlechter Wärmedämmung könne es sein, dass Wärmepumpen nicht effizient arbeiten oder dass sie laut sind. Die Erdsonde könne zum Beispiel auch dafür sorgen, dass die Umgebung auskühlt.
Interessenten sollten auch im Hinterkopf haben, dass Fachkräfte für den Einbau eher fehlen. So geht aus einer Umfrage des Zentralverbands Sanitär Heizung Klima (ZVSHK) vom Winter 2021/22 hervor, dass es deutschlandweit 68.000 offene Stellen in Betrieben für Sanitär-, Heizung- und Klima-Technik gemeldet wurden. Rund die Häfte dieses Stellen befinden sich im technischen Bereich. Rein statistisch fehlt jedem Betrieb eine technische Stelle. Auch bei den Materialien wurden zuletzt Lieferschwierigkeiten gemeldet.
Ist die Novelle des Gebäudeenergiegesetzes schon final beschlossen?
Nein. Nach dem Kabinettsbeschluss sind jetzt der Bundestag und der Bundesrat am Zug. Wenn es nach den bisherigen Plänen von Wirtschaftsminister Robert Habeck (Grüne) geht, soll das GEG noch vor der am 7. Juli beginnenden parlamentarischen Sommerpause im Bundestag verabschiedet werden. Ob es so kommt, ist noch nicht sicher.
Sendung: rbb24 Inforadio, 24.05.2023, 17:20 Uhr
