Ein neues Haus für die Familie

Das Paketangebot eines Fertighaus-Herstellers bestand aus einer gut gedämmten Gebäudehülle in Verbindung mit einer Anlage für die kontrollierte Wohnungslüftung und einer Gasbrennwert-Therme, die für die Brauchwassererwärmung von einer Solarthermieanlage unterstützt wird. Mit diesen Systemkomponenten konnte der KfW 70 Effizienzhaus-Standard für das Einfamilienhaus erzielt werden. Zum Betrieb der Gasheizung wurde ein Flüssiggastank auf dem Grundstück eingegraben, weil die Gasleitung des Energieversorgers in 300 Meter Entfernung endet.

In diesem Haus lebt Eugen Ivanov mit seiner Familie in einer Neubausiedlung in Berlin-Marzahn vis-à-vis den ausgedehnten Parkanlagen der „Gärten der Welt“ und nur dreißig Minuten vom Berliner Stadtzentrum entfernt. Der technikbegeisterte Hausherr scheut beim Bau des Hauses höhere Investitionskosten und nutzt in den ersten Jahren nach dem Bezug die Gasheizung.

Die Luft-Wasser-Wärmepumpe hat den Heizungsmarkt revolutioniert und ist die beliebteste Wärmepumpenheizung in Eigenheimen. Und das zu Recht, denn sie ist unkompliziert zu installieren und kann auch im Altbau, in Abhängigkeit vom Zustand des Gebäudes, nachgerüstet werden. 4 von 5 Privatkunden entscheiden sich daher für eine Luft-Wasser-Wärmepumpe.

Sie fragen sich wie eine Luft-Wasser-Wärmepumpe funktioniert, ob sich Ihr Haus für eine Installation eignet, wie wirtschaftlich sie ist und welche Vor- und Nachteile sie hat? In diesem Artikel erhalten Sie einen Überblick zu Luft-Wasser-Wärmepumpen im Eigenheim.

Wie funktioniert eine Luft-Wasser-Wärmepumpe?

Alle Wärmepumpen funktionieren nach dem gleichen Prinzip und nutzen ihre Umgebung als Wärmequelle. Im Falle der Luft-Wasser-Wärmepumpen ist das die Wärme aus der Außenluft. Sie saugt die Luft außerhalb des Hauses an und nutzt die enthaltene Wärme, um diese über einen Kältemittelkreislauf umzuwandeln und dann dem Heizkreislauf des Hauses zuzufügen. Vereinfacht ausgedrückt arbeiten alle Wärmepumpen nach dem umgekehrten Kühlschrankprinzip und entziehen der jeweiligen Energiequelle Wärme, die sie dem Haus in Form von Heizenergie zuführen.

Stellt die Luft-Wasser-Wärmepumpe auch bei Minusgraden genug Wärme zur Verfügung?

Es stellt sich die berechtigte Frage, wie eine Luft-Wasser-Wärmepumpe im Winter bei kalten Temperaturen heizen kann, da sie ja mit der äußeren Luftwärme arbeitet. In den Wärmepumpen fließt ein Kältemittel in einem in sich abgeschlossenen Kreislauf. Wenn die Außenluft angesaugt wurde, beginnt das Kältemittel zu verdampfen und dies geschieht auch bei Temperaturen von -10 bis -15 Grad, da die eingesetzten Kältemittel dort ihren Siedepunkt haben. Anschließend wird das bis dahin gasförmige Kältemittel mithilfe eines Kompressors verdichtet. Während dieses Vorgangs wird das Temperaturniveau nochmals erhöht. Anschließend wird das Kältemittel mittels eines Kondensators wieder verflüssigt und die dadurch entstandene Wärme wird an das Heizsystem abgegeben. Darüber hinaus verfügen die meisten Luft-Wasser-Wärmepumpen über einen zusätzlichen Heizstab, der bei Minusgraden oder benötigter Mehrleistung zugeschaltet werden kann. Da dies den Stromverbrauch der Wärmepumpe stark erhöht, sollte der Heizstab nicht allzu häufig genutzt werden.

Eignen sich Luft-Wasser-Wärmepumpen auch für den Altbau?

Entgegen vieler Erwartungen können Wärmepumpen durch den großen Technologiesprung der letzten Jahre auch im Altbau und Bestandsbau eingesetzt werden. Allerdings sollte sorgfältig geprüft werden, ob alle Voraussetzungen für einen wirtschaftlichen Betrieb vorhanden sind. Wir beraten Sie hier gerne umfassend vor Ort!

Grundsätzlich gilt: Je höher der Dämmstandard Ihres Hauses, desto eher lohnt sich eine Luft-Wasser-Wärmepumpe. Um Ihr Haus besonders effizient mit Wärme zu versorgen, sollte eine Luft-Wasser-Wärmepumpe mit möglichst niedriger Vorlauftemperatur (= Temperatur des Heizwassers) betrieben werden. Diese sollte in der Regel bei maximal 55 Grad liegen. Bei wenig gedämmten Altbauten mit einer intakten konventionellen Heizanlage (Gas), kann ein bivalentes Heizsystem die richtige Wahl sein, bei dem die Wärmepumpe Ihre bestehende Heizung ergänzt.

Hier können Sie individuell die JAZ (Jahresarbeitszahl) einer Wärmepumpe berechnen.

Ist eine Flächenheizung zwingend notwendig?

Viele Bestandsgebäude erfüllen bereits jetzt die Anforderungen für eine Luft-Wasser-Wärmepumpe. Zwar gelten Flächenheizungen für den Einsatz von Wärmepumpen als ideal, aber diese heizen auch ohne eine Fußbodenheizung effizient. Hierfür genügen in den meisten Fällen normale, ein wenig größer dimensionierte, Heizkörper. Für den Fall, dass eine Sanierung zum effizienteren Betrieb einer Luft-Wasser-Wärmepumpe benötigt wird, ist es ist häufig ausreichend, gut dämmende Fenster und Türen einzubauen. Diese sorgen dafür, dass die Wärme besser im Haus verbleibt und dadurch kann die Vorlauftemperatur der Luft-Wasser-Wärmepumpe niedriger eingestellt werden.

Bis zu welcher Vorlauftemperatur ist der Betrieb einer Wärmepumpe sinnvoll?

Grundsätzlich gilt: je geringer die Vorlauftemperatur, desto effizienter arbeitet eine Heizung. Das gilt nicht nur für Wärmepumpen, sondern auch für konventionelle Heizsysteme wie Öl- und Gasheizungen. Die ideale Vorlauftemperatur, bei der Luft-Wasser-Wärmepumpen effizient arbeiten, liegt bei 35-50°C. Es gibt auch Hochtemperatur-Wärmepumpen, die eine Vorlauftemperatur von bis zu 75°C erreichen. Allerdings sollte bei diesen hohen Temperaturen ein Austausch alter Heizkörper und/oder eine zusätzliche Dämmung des Hauses in Betracht gezogen werden. In einigen Fällen sind Heizungen nicht optimal eingestellt und niedrigere Vorlauftemperaturen würden schon genügen, um ein Gebäude ausreichend zu beheizen.

Wo kann eine Luft-Wasser-Wärmepumpe aufgestellt werden?

Luft-Wasser-Wärmepumpen können sowohl Innen als auch Außen aufgestellt werden. Bei einer Inneneinheit, wird diese im Haus aufgestellt wird und ergänzt durch einen außen aufgestellten Verdampfer.

Die gebräuchlichste Aufstellungsform von Luftwärmepumpen ist die Außenaufstellung. Dabei kommen sogenannte kompakte Wärmepumpen zum Einsatz, die direkt im Außengerät Wärme erzeugen und diese über Zuleitungen in den Pufferspeicher im Heizraum des Hauses weiterleiten. Dies spart Platz im Aufstellungsraum, jedoch müssen laut Bauordnungen der Länder mindestens drei Meter Abstand zu benachbarten Grundstücken und zu eigenen schutzbedürftigen Räumen eingehalten werden. Ausnahmen bilden hier Hamburg und Baden-Württemberg – dort reicht ein Abstand von 2,5 Metern.

Wie laut ist eine Luft-Wasser-Wärmepumpe?

Wärmepumpen sind mittlerweile so stark schallisoliert, dass die Lautstärke bei der Wahl des Aufstellorts nur noch eine untergeordnete Rolle spielt. Hinzu kommt, dass nur die Außeneinheit der Luft-Wasser-Wärmepumpen Geräusche verursacht und da diese außerhalb des Hauses platziert wird, sind sie akustisch kaum mehr wahrnehmbar.

Eigenheimbesitzer können mit dem Betrieb einer Wärmepumpe sowohl ihren Geldbeutel, als auch das Klima schonen. Daher erlebt diese Heiztechnik gerade einen echten Boom: im Jahr 2021 wurden in Deutschland 154.000 Wärmepumpen verbaut. Das entspricht einem Plus von 28 % gegenüber dem Vorjahr. Und das aus gutem Grund, denn die Wärmepumpe ist eine der klimafreundlichsten und nachhaltigsten Heizungslösung am Markt.

Ob sich die Installation einer Wärmepumpe im konkreten Einzelfall lohnt, hängt jedoch von der Art der Wärmepumpe und vom Gebäude ab.

Welche Vorteile haben Wärmepumpen gegenüber herkömmlichen Heiztechniken? Wie funktionieren sie, welche Arten und Einsatzmöglichkeiten gibt es? Und vor allem: wie sieht es mit der Wirtschaftlichkeit und dem Zusammenspiel mit einem Photovoltaiksystem aus. All das erfahren Sie in diesem Beitrag!

Vorteile von Wärmepumpen

Wärmepumpen haben zwar etwas höhere Anschaffungskosten als herkömmliche Öl- oder Gasheizungen, dafür sind sie jedoch im Betrieb sehr sparsam. Sie verwandeln die in unbeschränkter Menge und kostenfrei verfügbaren Umweltenergien Luft, Grundwasser oder Erde in wohnliche Wärme, wofür sie nur 25 % Antriebsenergie benötigen. Eine Wärmepumpe wandelt demnach die eingesetzte elektrische Energie in das durchschnittlich Drei- bis Vierfache an Wärmeenergie um und führt daher auf lange Sicht zu attraktiven Betriebskosten.

Übrigens gibt es lukrative staatliche Förderungen für die Umrüstung der Heizung auf eine Wärmepumpe. Mehr dazu erfahren Sie hier

Im Vergleich zu konventionellen Heiztechniken sind Wärmepumpen sehr wartungsarm, da sie wenig Verschleißteile besitzen. Somit entfallen die für Öl-, Gas oder Holzpelletheizungen typischen obligatorischen Wartungsarbeiten wie Schonsteinfeger und Feuerungskontrolle vollständig. Denn im Gegensatz zu Heizungen mit Verbrennung (Gas, Heizöl, Pellets, Holz) entstehen in einer Wärmepumpe keine besonders hohen, materialbelastenden Temperaturen. Natürlich sollte auch eine Wärmepumpe ab und zu gewartet werden, aber in größeren Intervallen.

Wärmepumpen sind sehr umweltfreundlich, da sie keine Abgase an die unmittelbare Umgebung abgeben. Sie stoßen im Durchschnitt 90 % weniger CO₂ aus als Öl- oder Gasheizungen. Darüber hinaus fallen keine Feinstaubemissionen an, die sonst bei allen anderen Heizungstypen (Gas, Öl, Holz, Pellets) durch den Verbrennungsprozess unumgänglich sind.

Das absolute Bonus-Feature von Wärmepumpen ist der Einsatz der Kühlfunktion im Sommer. Somit profitieren Sie mit einer Wärmepumpe gleich zweifach: sie erzeugt Wärme im Winter und kühlt im Sommer.

Funktionsweise von Wärmepumpen

Eine Wärmepumpe funktioniert wie ein umgekehrter Kühlschrank, nur nutzt diese die natürliche Wärme der Umgebung. Sie nimmt Wärme auf einem geringen Temperaturniveau auf und bringt diese auf ein höheres Temperaturniveau. Dazu wird mit der aufgenommenen Umweltwärme ein Kältemittel verdampft und anschließend verdichtet. Dadurch entsteht mehr Wärme, die das Wasser des Heizkreislaufs erhitzt. Diese Wärme wird dann im Haus in Form von Heizenergie abgegeben.

Arten von Wärmepumpen

Nicht jede Art von Wärmepumpe kann für jeden Haushalt eingesetzt werden, meist aufgrund von unterschiedlichen Standortgegebenheiten und gesetzlichen Richtlinien. Aus dem Grund gibt es mehrere Wärmequellen und Antriebsmöglichkeiten für Wärmepumpen. Für Wohngebäude eignen sich drei Arten von Wärmepumpen: Luft-Luft-, Luft-Wasser-, Wasser-Wasser- und Sole-Wasser-Wärmepumpen. Betrieben werden all diese Modelle mit Strom.

Luft-Wasser-Wärmepumpen entziehen warme Luft aus dem unmittelbaren Umfeld des Hauses, während Wasser-Wasser-Wärmepumpen dem Grundwasser die Wärme entziehen. Bei Sole-Wasser-Wärmepumpen ist eine Bohrung notwendig, da thermische Energie aus dem Erdreich gewonnen wird.

Wärmepumpen und Photovoltaik-Systeme

Wie bereits oben erwähnt, benötigen Wärmepumpen für ihren Betrieb Strom. Dank ihrer Flexibilität sind den Kombinationen mit anderen modernen, ökologischen Technologien, wie Photovoltaik, keine Grenzen gesetzt. Dabei ist das Zusammenspiel aus Photovoltaik-System und Wärmepumpe ideal, da der Betriebsstrom für die Wärmepumpe vom eigenen Dach kommt und somit sowohl Kosteneffizienz als auch Nachhaltigkeit gesteigert werden. Denn bei dem Betrieb einer Wärmepumpe mit grünem Strom vom eigenen Dach geht die CO₂-Bilanz einer Wärmepumpe gegen Null. Zusätzlich bietet sich die Einbindung eines Batteriespeichers in das Energiesystem an. Damit lässt sich der eigenerzeugte Strom zwischenspeichern und kann durch die Wärmepumpe genutzt werden, wenn die Wetterbedingungen weniger optimal für die Solarstromerzeugung sind.