Sie ist umweltfreundlich, effizient, wunderschön und ihre Anschaffung wird vom Staat gefördert: Das Multitalent Wärmepumpe. In diesem Artikel liefern wir u.a. die Antworten auf folgende Fragen:
Dann man tau und ohne Umwege in das Wärmepumpen-Vergnügen!
Heizmethoden klingen erst einmal nach einem ziemlich drögen Thema. Begriffe wie Fernwärme oder Gasheizung sorgen zwar für warme Füße, aber lassen die Fantasie kalt. Wie wäre es hingegen mit Luft Wasser Wärmepumpe, Geothermie oder Erdwärme? Lockt den Hund auch noch nicht hinter dem Ofen hervor? Dann hilft nur noch eine knallharte Aufzählung, warum Wärmepumpen das Herz erwärmen:
Einige Meter unter der Erdoberfläche finden sich konstant muckelig warme Temperaturen, welche die Pumpe ausnutzt.
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Wie bei einem Kühlschrank entzieht der Apparat die Wärme und gibt sie systematisch nach außen ab.
In dem intrikaten System wird durch Erdwärme eine Kühlflüssigkeit erhitzt bis sie verdampft. Das geht recht flott, da das Mittel bereits bei sehr niedrigen Temperaturen verfleucht.
Das gasförmige Mittel wird verdichtet, transportiert und gibt die Energie schließlich im Heizsystem des Haushalts ab, wodurch es wiederum abkühlt und zurückgeführt wird.
So entsteht ein Kreislauf aus Erhitzen, Verdampfen und Abkühlen.
Der Clue dabei: Der ganze Prozess ist extrem effizient. Durch eine geringe Zufuhr von Strom entsteht viel Wärme und das ohne Energieverlust!
Auf den ersten Blick stellt die Heizmethode kein Schnäppchen dar, sondern sorgt eher für Schnappatmung. Bis zu 20.000 € kann die Anschaffung des Systems insgesamt kosten. Der endgültige Preis entscheidet sich durch verschiedene Faktoren. Abhängig von der gewünschten oder überhaupt möglichen Technik, fallen unterschiedliche Kosten für die Installation und das Zubehör an. Alle angegebenen Daten beziehen sich auf die Rahmenbedingungen eines durchschnittlichen Wohnhauses.
Um das neue Mitglied im Kreis der Familie von Heizkörpern, Toaster und Durchlauferhitzer gebührend willkommen zu heißen, benötigen Sie erst einmal eine Genehmigung zur Erschließung. Auf bestimmte Aspekte muss Rücksicht genommen werden: Entfernung zum nächsten Grundstück aufgrund Lärmbelästigung, Bohrarbeiten oder das Graben von Brunnen können bei den unterschiedlichen Techniken jeweils anfallen.
Zusätzlich kommen Betriebskosten und Wartungskosten auf Sie zu. Eine vorgesehene jährliche Wartung kann sie zwischen 50 und 200 € kosten. Nebenkosten können möglicherweise ebenfalls für den Stromzähler oder Versicherungen aufkommen.
Die Betriebskosten entstehen durch den Energiebedarf der Technik. Ganz ohne Strom kann die Pumpe dann doch nicht arbeiten. Abhängig von den Rahmenbedingungen vor Ort – Dämmung, Fußbodenheizung oder klassische Heizkörper, usw. – kann die Technik effizienter oder weniger effizient arbeiten. Demnach entscheidet sich auch, wie viel Energie zugeführt werden muss, um die gratis Energie der Umwelt nutzen zu können.
Vorsicht, jetzt wird ein wenig gerechnet! Die Leistungs- und Jahresarbeitszahlen geben uns Aufschluss darüber, wie teuer die Energiekosten werden können. Bei einer Leistungszahl von 3 wird aus 1kW Strom 3kW Wärmeenergie produziert. Puh, das war es auch schon mit dem Rechnen – hat ja gar nicht weh getan!
Damit die Pumpe Energie aus ihrer Umgebung nutzen kann, müssen bei einigen Varianten zuerst Bohrungen stattfinden. Dazu bedarf es, je nach Bohrtiefe und Aufwand, bestimmten Genehmigungen seitens der Wasserbehörde beziehungsweise der Bergbehörde. Einzig Luft-Luft- und Luft-Wasser-Wärmepumpen kommen ohne diese Genehmigungen aus, stellen aber dafür höhere Ansprüche an die Beschaffenheit des zu beheizenden Gebäudes.
Auch das aktuell verwendete Heizsystem spielt eine wichtige Rolle. Ob sich die Investition in eine Wärmepumpe lohnt, korreliert mit den notwendigen Vorlauftemperaturen. Der Wirkungsgrad der Pumpe muss entsprechend hoch sein, um ökonomisch zu arbeiten. Die meisten Pumpen entwickeln ihren optimalen Wirkungsgrad bei Vorlauftemperaturen bis zu 35°C, welches zu gering für die meisten älteren Heizsysteme ist. Kurz gesagt: Je moderner das Heizsystem des Gebäudes – Fußboden, Wandheizungen oder Niedrigtemperaturheizkörper – desto effizienter kann die Pumpe arbeiten. .
Zwar ermöglichen Wärmepumpen Einsparungen und arbeiten effizient, jedoch kommen sie nicht ohne Schattenseiten aus. Die Pumpen sind nicht nur seitens ihres äußeren Erscheinungsbildes echt „dicke Brummer“, sie brummen auch während des Betriebs mit tiefen Frequenzen. Diese können von Nachbarn als störend empfunden werden, weshalb eine Investition in artgerechte Schallschutzmaßnahmen durchaus sinnig ist.
Gute Neuigkeiten: Anlagenbesitzer sparen nicht nur Geld mit dem Betrieb einer Wärmepumpe, sondern leisten auch einen beachtlichen Teil zum Umweltschutz. Aufgrund der niedrigen Emissionen und der Effizienz des Systems, werden Anschaffung und Installation durch staatliche Fördergelder unterstützt. Die wichtigsten Anlaufstellen für Fördergelder stellen dabei das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) und die Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) dar.
Während das BAFA lukrative Zuschüsse anbietet, unterstützt die KfW Sie mit vergünstigten Zinskonditionen. Umfangreichere Informationen zu Fördermitteln und den notwendigen Anträgen finden Sie in unserem Artikel zur Förderung der Wärmepumpe.
Wir von SwitchUp agieren nach dem Freundschaftsprinzip. Wenn unsere Freunde Fragen haben oder sich Herausforderungen stellen müssen, dann wollen wir mit Rat und Tat zur Seite stehen. Wie echte Freunde eben. Deswegen freuen wir uns besonders, Sie nicht nur beim Stromwechsel zu unterstützen, sondern Sie in jederlei Hinsicht rund ums Thema Strom beraten zu können.
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Schritt 1: Energy for free!
Wärme wird aus der Energiequelle (Luft, Erdwärme, Grundwasser) gezogen und über einen Wärmeübertrager innerhalb der Pumpe ein sogenanntes Kältemittel erhitzt. Dieses Kältemittel verdampft schon bei niedrigen Temperaturen und wird - wie damals im Physikunterricht gelernt - zu Gas.
Schritt 2:It’s getting hot in here!
Das Gas wird in einem Kompressor verdichtet. Der Kompressor versetzt sich in die Rolle eines strengen Vaters und übt ordentlich Druck auf das Gas aus, was eine Erhöhung der Temperatur zur Folge hat. Dies erfordert extra Energie, also Strom oder Gas und kostet somit Geld (Betriebskosten). Der Energieaufwand steigt, umso niedriger die Vorlauftemperatur ist - umso wärmer die Energiequelle ist, desto besser.
Schritt 3: Let’s heat it up!
Wenn das Gas die richtige Temperatur hat, wird erneut über einen Wärmeübertrager die transportierte Energie in das Heizsystem des Hauses überführt. Das Gas wird also kühler (Energie wird abgegeben), während es im Haus mollig warm wird. Wie bei einem Heranwachsenden, der endlich das Studium beendet, sinkt der von außen ausgeübte Druck.
Schritt 4: It’s the circle of life!
Das Kältemittel hat seinen Job vorerst erledigt. Nun fließt es in seiner wieder flüssigen Form durch ein Entspannungsventil. Ganz relaxed sinken Temperatur und Druck, das Kältemittel ist wieder bereit, den Prozess erneut zu durchlaufen. Fleißiges Kerlchen, dieses Kältemittel.
Kurzgesagt: Eine Wärmepumpe funktioniert vom Prinzip ähnlich wie ein Kühlschrank, nur umgekehrt!
Wie gut und effizient ist eine Wärmepumpe? Da Dieter Bohlen und Heidi Klum noch nicht im TV nach “Deutschlands attraktivster Wärmepumpe” suchen und uns somit die Arbeit abnehmen, orientieren wir uns diesbezüglich an der Leistungszahl und der Jahresarbeitszahl.
Mit der Leistungszahl (COP) wird das Verhältnis zwischen Aufwand und Nutzen beschrieben. Wichtig ist dabei der Unterschied zwischen den Temperaturen der Quelle (Luft, Grundwasser, Erdreich) und der gewünschten Temperatur im Heizsystem (Vorlauftemperatur). Wenn das fleißige Kältemittel nach Abgabe der Wärme wieder Richtung Entspannungsventil fließt, wird von folglich von der Rücklauftemperatur gesprochen.
Die Jahresarbeitszahl (JAZ) beschreibt das Verhältnis zwischen erzeugten kWh Heiz-Energie und dafür aufgewandten kWh. Umso besser dieses Verhältnis ist, desto effizienter hat die Wärmepumpe gearbeitet (niedrigere Betriebskosten).
Wie so oft im Leben gilt “mehr ist mehr”: Je höher diese Zahlen ausfallen, desto besser. Allerdings sollten die von Herstellern ausgewiesenen Messwerte mit Vorsicht genossen werden. Diese wurden unter Laborbedingungen gemessen. Im Realfall spielen viele Faktoren eine Rolle, aufgrund derer möglicherweise nicht die erwartete Effizienz erzielt wird. Ein Fachmensch kann vor Ort diese Faktoren berücksichtigen und eine präzise Angabe über die zu erwartende Leistung geben.
Ein Pluspunkt beim Wärmepumpenshopping: Das EHPA Gütesiegel (European Quality Label for Heat Pumps). Eine mit diesem Siegel ausgezeichnete Wärmepumpe wurde in einer von 5 unabhängigen Testzentren in Deutschland auf Herz und Nieren überprüft. Neben Effizienz werden die Lautstärke und die Korrektheit von Herstellerangaben untersucht. Auch Kundendienst, Liefergarantien bei Ersatzteilen und Umweltfreundlichkeit spielen mit rein. Kurz, mit diesem Gütesiegel werden alle wirklich relevanten Aspekte der Wärmepumpe abgesichert - ein Siegel für alles. Manchmal ist weniger mehr.
Diese Pumpen saugen sowohl Luft von außen an, um ihre Wärmepumpen Magie zu wirken. Je nach Gebäude wird entweder das Wasser im Heizsystem durch die Luft Energie erhitzt (Luft-Wasser-Wärmepumpe) oder direkt durch ein Lüftungssystem warme Luft verteilt (Luft-Luft-Wärmepumpe). Nur erstere ist eine “richtige” Wärmepumpe, da die Luft-Luft-Wärmepumpe ohne das Kältemittel auskommt. Sie sind die günstigsten und platzsparendsten Vertreter ihrer Art, benötigen aber im Winter mehr zugeführte Energie, um zu funktionieren. Warum? Ganz einfach: Die Luft im Winter ist eisig kalt! Deshalb ist die Vorlauftemperatur im Winter niedriger als im Sommer, was zu höheren Betriebskosten in den kalten Monaten führt.
Aufgrund der allgemeinen Wirkweise einer Wärmepumpe, arbeitet eine Luftwärmepumpe besonders effizient, wenn die Luft bereits warm ist. Bei hohen Vorlauftemperaturen muss sich der der Kompressor innerhalb der Wärmepumpe weniger anstrengen, was niedrigere Betriebskosten zur Folge hat. Toll im Sommer, doof im Winter. Der Stromverbrauch fällt niedriger aus, wenn das Gebäude nach modernen Standards errichtet wurde oder energetisch saniert wurde. Bessere Dämmungen und Heizsysteme im Gebäude (z.B. eine Flächenheizung statt zentralen Heizkörpern) sorgen für begünstigende Konditionen.
Auf einen Blick: Vor- und Nachteile einer Luft-Wasser-Wärmepumpe. Ersatzteile gibt es hier allerdings nicht.
Vorteile der Luftwärmepumpe
Nachteile der Luftwärmepumpe
Glücklicherweise gibt es ein paar Tricks, mit denen man aus der günstigen Luft-Wärmepumpe noch mehr Effizienz herauskitzeln kann (siehe unten).
Im Vergleich ist eine Luftwärmepumpe am Günstigsten in der Anschaffung. Ungefähr 12.000 € Gesamtkosten sollten für eine Luft-Wasser-Wärmepumpe eingeplant werden. Allerdings ist eine Innovationsförderung für diese Art der Wärmepumpe unwahrscheinlich. Gefordert ist eine Jahresarbeitszahl (JAZ) von 4,5 - ein ambitioniertes Ziel! Selbst bei besonders effizienten KfW Häuser wird diese Zahl oft nicht erreicht. Weiterhin werden Luftwärmepumpen ohne Kältemittel gar nicht gefördert.
Was tun, wenn die anderen Techniken keine Option sind? Dann bleibt für Wärmepumpe Enthusiasten nur die Luftwärmepumpe. Auch wenn die Förderung schwierig sein sollte, gibt es hilfreiche KfW-Kredite (z.B. Programm 153), mit denen die Finanzierung eines modernen Energiesparhauses angekurbelt wird. Im besten Fall wird die ambitionierte JAZ von 4,5 dann doch noch erreicht und eine Förderung möglich.
Gut für die Umwelt, gut für den Geldbeutel - wenn die Konditionen stimmen! Die Luftwärmepumpe ist nicht für jeden Kontext uneingeschränkt geeignet, glänzt dafür mit geringen Anschaffungskosten. Wahrscheinlich ein Grund, weshalb diese Technik der Wärmepumpe die höchsten Absatzzahlen verzeichnet.
Ähnlich wie bei den anderen Methoden zieht die Erdwärmepumpe Energie aus dem umgebenden Element. In diesem Fall ist dies, wie der Name bereits sagt, die Erde selbst. Durch die Kollektoren der Erdwärmepumpe fließt eine Gemisch aus Frostschutzmittel und Wasser, die sogenannte Sole. Diese nimmt Wärme aus dem Erdreich auf und leitet die Energie an das oben erläuterte System der Wärmepumpe weiter (Wärmetauscher), wo es das bereits bekannte Kältemittel zum verdampfen bringt.
Bei der Auswahl der Kollektoren ist entscheidend, wie viel Platz zur Verfügung steht und ob die Bohrungen genehmigt werden.
Option 1: Zwischen 50 Metern und 250 Metern tief bohren, um Erdsonden zu vergraben. Diese werden vertikal eingesetzt und benötigen somit keine weitläufige Fläche.
Option 2: Zwischen 1,5 Metern und 4 Metern tief graben, um Erdkollektoren oder Grabenkollektoren (Künetten) zu nutzen. Diese unterscheiden sich im Detail, benötigen aber alle eine deutlich weitere Fläche als Sonden.
Kurz, man muss sich der Frage stellen: Weit oder tief? Tiefere Bohrungen bedeuten wärmere Umgebungen und somit höhere Effizienz. Bei niedrigen Bohrungen wird dieser Nachteil durch eine weitere Fläche wett gemacht. Übrigens ist es einige Meter unter der Erde ständig muckelig warm, auch wenn oben drauf Eis und Schnee liegen!
Je nach Lage, Bohrgenehmigung und weiteren Faktoren, greift man auf unterschiedliche Kollektoren zurück. Zur Auswahl stehen Sonden, Erd- bzw. Flachkollektoren und Grabenkollektoren. Sie erfüllen den gleichen Zweck, unterscheiden sich aber in ihren Macharten. Gehen wir von einem durchschnittlichen Einfamilienhaus aus, welches durch eine Erdwärmepumpe beheizt werden soll. Dafür benötigen wir rund 7.500 - 8.000 Watt Heizleistung.
Sondenbohrung:
Go deep or go home: um das traute Heim auf mollige Temperaturen zu erwärmen, braucht es rund 150 m tiefe Sondenbohrungen. Bis zu 400 m wären maximal möglich. Umso tiefer man bohrt, desto wärmer wird es (rund 3°C pro Meter). Jeder Meter bohrt aber auch tiefer ins Budget!
Erdkollektoren:
Flächiger, wie ein Netz aus Kunststoffrohren, durchdringen diese Kollektoren das Erdreich unterhalb der Frostgrenze. Zwischen 1,5 bis 4 Meter tief werden die Erdkollektoren in S-förmigen Schlingen oder Ringen untergebracht. Rund 350 m² sind notwendig, um das durchschnittliche Einfamilienhaus zu beheizen. Über dem Netz darf nichts gebaut werden, um die Effizienz nicht zu beeinträchtigen.
Grabenkollektoren:
Eine Alternative zu den flachen Erdkollektoren stellen die Grabenkollektoren dar. In ca. 1 - 2 m breiten Gräben (Künetten) werden die Kollektoren angebracht. Durch die spezielle Methode wird weniger Platz benötigt: rund 80 m² unbebaute Fläche sind für dieses Beispiel notwendig.
Wer das Maximum aus seiner Erdwärmepumpe herausziehen möchte, sollte die Kollektoren in lehmigen Böden verbuddeln. Dort sind die Temperaturen konstanter und höher, was zu weniger Schwankungen und niedrigeren Betriebskosten führt.
Ob sich eine Erdwärmepumpe auf (oder besser: unter) Ihrem Grundstück lohnt, hängt von einigen Faktoren ab. Die Beratung durch eine Fachkraft ist natürlich die beste Art, dies herauszufinden. Geschaut werden sollte vor allem auf:
Bevor hier der Hoppe, hoppe Reiter in den Graben fallen kann, müssen in manchen Fällen die Bohrungen genehmigt werden. Wird die Erdwärme nicht zu gewerblichen Zwecken genutzt, sondern privat - z.B. zur Beheizung eines Einfamilienhauses - ist in den meisten Fällen keine Bergbauberechtigung erforderlich. Bezüglich wasserrechtlicher Genehmigungen sieht dies schon ganz anders aus. Jede tiefere Bohrung muss genehmigt werden, um eine Verunreinigung des Grundwassers zu vermeiden. In manchen Gebieten, in denen beispielsweise Heilquellen vorhanden sind, darf nicht gebohrt werden oder nur unter sehr strengen Auflagen.
Weiterhin unterscheiden sich die Richtlinien der unterschiedlichen Bundesländer. Ein weiter Anlaufpunkt sind die Hersteller selbst, welche auf notwendige Genehmigungen für die jeweilige Wärmepumpe hinweisen.
Wichtig: auch wenn es Ihnen in den Fingern jucken sollte, schnellstmöglich mit der Installation der Wärmepumpe zu beginnen, müssen Genehmigungen etc. mit ausreichend Vorlauf eingeholt werden. Man sollte mindestens 4 Wochen Bearbeitungszeit einplanen. Die jeweils zuständige Wasserbehörde oder das Landesbergamt Clausthal-Zellerfeld können konkrete Auskünfte zum Thema geben.
Im Rahmen dieses Prozesses muss das Vorhaben außerdem angezeigt werden. Über ein Formular des jeweils zuständigen Amts gibt man Angaben zur Nutzung, zum Standort, Bauherren etc. an. Ebenso werden die Ergebnisse der Bohrung, sofern sie genehmigt wird, dem jeweiligen geologischen Dienst überführt. Diese bieten sogenannte Potenzialkarten an, anhand derer bereits vor der Unternehmung abgeschätzt wird, ob die Bohrung möglich ist.
Niedrige Bohrungen (Erdkollektoren, Grabenkollektoren) bis maximal 5 Meter:
Tiefe Bohrungen (Erdsonden, Bohrungen zur Grundwassernutzung)
Da der liebe Nachbar ebenso ein Recht auf Geothermie hat, müssen Grenzen eingehalten werden. Es sollte ausreichend Platz vorhanden sein, dass die Kollektoren nicht das Grundstück von nebenan kreuzen (10 m zwischen den Erdsonden, 5 m Abstand zum nächsten Grundstück).
Besonders relevant für fleißige Häuslebauer: als Bauherr bzw. -frau ist man verantwortlich für Anzeige der Bohrung und Einholung der Genehmigung, da alles auf dem eigenen Grundstück stattfindet. Diese Verantwortung wird im Regelfall dem Bauunternehmen übergeben, welches sich mit den notwendigen Prozessen auskennt. Bestenfalls ist dies Teil der vertraglich ausgemachten Leistungen.
Weiterhin sollte auf Versicherungen seitens des Bauunternehmens geachtet werden. Das Unternehmen sollte spezielle Bohrlochversicherungen haben, damit man beispielsweise im Falle einer Grundwasserverschmutzung nicht auf den Kosten sitzen bleibt. Für die Bauherren gilt seit 2015 weiterhin die Pflicht, eine verschuldensunabhängige Versicherung abzuschließen.
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Das war jetzt viel graue Theorie. Gehen wir den Prozess einmal beispielhaft und vereinfacht durch.
Das Ehepaar Max und Ulrike Mustermann (Ulrike hätte gerne ihren Geburtsnamen behalten, aber was will man machen) planen den Bau Ihres modernen, energiesparenden Einfamilienhaus. Im schönen Brackwede, Bielefeld (Nordrhein Westfalen) soll es demnächst Kind und Kegel beherbergen. Für muckelige Temperaturen sorgt zukünftig die geplante Erdwärmepumpe, welche dank Erdsonden die Wärme aus erheblicher Tiefe zu Tage fördert.
Über die Webseite der Stadt Bielefeld findet Familie Mustermann die Onlinepräsenz des Umweltamts Bielefeld. Diese stellen den Antrag zur Installation einer Erdwärmepumpe mit Erdsonden zur Verfügung. In Zusammenarbeit mit dem zertifizierten Bauunternehmen “Schweizer Käse Bohrungen” wird der Antrag 5 Wochen vor geplanten Bohrtermin ausgefüllt und eingereicht, um ausreichend Puffer einzuplanen. Weiterhin werden Bohrung und Ergebnisse dem geologischen Dienst angezeigt.
Dem Antrag wird stattgegeben, da das Grundstück weder ein Heilquellen - noch Grundwasserschutzgebiet ist. Familie Mustermann erhält eine Bohrgenehmigung. Vor Beginn der Bauarbeiten schließt sie noch rechtzeitig eine verschuldensunabhängige Versicherung ab. Da die Wärmepumpe effizienter arbeitet, je höher die Vorlauftemperatur ist, und die Mustermanns nicht in Bayern oder Berlin wohnen (Begrenzung der Bohrtiefe) werden die Erdsonden rund 150 m tief im Erdreich vergraben. Die Bauarbeiten laufen reibungslos ab und das Eigenheim wird durch gratis Energie aus dem Erdreich erwärmt. Familie Mustermann kann sich auf ungefähr 19.000 € Gesamtkosten einstellen.
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Die Vor- und Nachteile der Erdwärme, im Vergleich zu den alternativen Techniken, auf einen Blick:
Vorteile:
Nachteile:
Wie bei jeder Wärmepumpe ist auch hier die Nutzung von Ökostrom empfehlenswert, um die CO2-Bilanz möglichst gering zu halten.
Erdgekoppelte Wärmepumpen sind deutlich kostspieliger als die luftigen Alternativen. Im Ausgleich dafür haben sie auch deutlich mehr PS unter der Haube: Die Effizienz von Erdwärmepumpen ist deutlich höher. Erreicht die Erdwärmepumpe (Sole-Wasser-Wärmepumpe) eine Jahresarbeitszahl (JAZ) von 4,5 oder höher gibt es von dem BAFA noch mehr Geld im Rahmen der Innovationsförderung.
Hohe Effizienz, hohe Kosten: Die Erdwärmepumpe nutzt die kostenlose Energie des Erdreichs voll aus, aber Bohrungen und Anschaffungskosten sind happig. Gut, dass es vom BAFA (Bundesministerium für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle) Förderungen für zukunftsorientierte Häuslebauer gibt.
Die Nomenklatur der unterschiedlichen Wärmepumpen kann durchaus zu Verwirrung führen. Grundwasserwärmepumpen bzw. Wasser-Wasser-Wärmepumpen nutzen Wasser als energiegebendes Element, um das Wasser im internen Heizsystem zu erwärmen. Doppelt hält besser, dachten sich die namensgebenden Ingenieure wahrscheinlich.
Im Gegensatz zur Erdwärmepumpe und zur Luftwärmepumpe funktioniert diese Technik noch etwas spezieller. Um die Energie des Grundwassers anzuzapfen, werden zwei Brunnen unterhalb der Erde installiert. Ein sogenannter Saugbrunnen zieht das Grundwasser an und transportiert es zum Wärmetauscher. Über diesen wird das altbekannte Spiel mit dem fleißigen Kältemittel gespielt (wenig genutzte Ausnahme: bei einem Direktbetrieb wird das Grundwasser selbst zur Wärmepumpe geleitet; dies funktioniert aber nur, wenn das Wasser in astreiner Qualität zur Verfügung steht, da die Wärmepumpe sonst schnell beschädigt wird). Über einen Sickerbrunnen fließt das Grundwasser wieder zurück und kann im Erdreich erwärmt werden. Die beiden Brunnen werden in 5-15 m tiefen Schächten eingesetzt und müssen entsprechend der Fließrichtung ausgerichtet werden. Ein gewisser Abstand zwischen den Brunnen sollte gewährleistet werden, damit das kalte Wasser genügend Zeit hat, um sich wieder zu erwärmen.
Gute Neuigkeiten für Kleingrundstückbesitzer*innen! Die Wasser-Wasser-Wärmepumpe benötigt deutlich weniger Platz als die ebenfalls erdgekoppelte Geothermie. Teure Bohrungen fallen bei dieser Technik ebenfalls an, aber dafür geringer aus: bei ungefähren Bohrungskosten von 30 - 70 € pro Meter betragen die Kosten im Vergleich zu den Kosten der Sondenbohrung nur ein 10tel.
Wichtiger und ebenfalls mit Kosten verbunden ist die Analyse des Grundstücks. Grundwasser ist ein heikles Thema. Wer auf einem Heilquellen- oder Grundwasserschutzgebiet wohnt, wird in den meisten Fällen keine Genehmigung für Bohrungen bzw. Installation der Wasser-Wasser-Wärmepumpe erhalten. Eine Genehmigung stellt das Landratsamt (Untere Wasserbehörde) aus. Im Rahmen der Überprüfung wird analysiert, ob ausreichend Grundwasser vorhanden ist, die Fließgeschwindigkeit stimmt und die Zusammensetzung des Wassers für die Anlage adäquat ist. Sollte sich das Grundwasser unter Spannung befinden (gespanntes Grundwasser), gibt es ebenso keine Genehmigung.
Um dies herauszufinden wird unter anderem ein 3-tägiger Pumptest durchgeführt. Anhand dieser Wasseranalyse lassen sich die oben genannten Faktoren evaluieren und sichergestellt werden, dass die Wärmepumpe auch wirklich effizient arbeiten kann. Wenn in Ihrer Nachbarschaft bereits Wärmepumpen im Einsatz sein sollten, lohnt es sich, beim werten Herrn Nachbarn nach Erfahrungswerten zu fragen. Wie effizient läuft die Wärmepumpe? Wurde möglicherweise eine Grundwasserwärmepumpe bereits abgelehnt? Wer im Vorfeld gut recherchiert (oder recherchieren lässt), spart im weiteren Verlauf bares Geld.
Ab 20 Metern Tiefe finden sich konstant warme Temperaturen. Allerdings empfehlen Experten, aus ökonomischen Gründen 5 - 15 Meter tief zu bohren. Zum einen werden tiefere Bohrungen oft nicht genehmigt, zum anderen bohrt jeder weitere Meter nicht nur tiefer ins Erdreich, sondern auch in den Geldbeutel.
Für die Genehmigung ist die Untere Wasserbehörde zuständig. Als Bauherr/in obliegt es Ihrer Verantwortung, dass alle notwendigen Genehmigungen eingeholt und die Bohrungen angezeigt werden. Bestenfalls übernimmt dieses Prozedere jedoch das Bauunternehmen, welches sich um die Installation der Wasser-Wasser-Wärmepumpe kümmert. Lassen Sie sich dies vertraglich absichern! (Für genauere Informationen siehe Genehmigungen für Bohrungen: Erdwärmepumpe)
Die wichtigsten Vor- und Nachteile der Wasser-Wasser-Wärmepumpe auf einen Blick:
Vorteile der Grundwasserwärmepumpe:
Wie alle Wärmepumpen kann auch diese im Sommer für kühle Köpfe sorgen, sofern die richtigen Extras installiert sind. Aufgrund ihrer hohen Effizienz ist die Wasser-Wasser-Wärmepumpe weniger von zugeführtem Strom abhängig und somit noch umweltfreundlicher.
Nachteile der Grundwasserwärmepumpe:
Im Vergleich zur Luftwärmepumpe ist die Wasser-Wasser-Wärmepumpe deutlich teurer in der Anschaffung. Das Brunnensystem inklusive Schächte ist weder einfach noch günstig: Zwischen 5.000 - 8.000 € verlangen Fachkräfte, je nach der örtlichen Situation. Die Wärmepumpe an sich kostet weiterhin bis zu 12.000 €. Wenn die Wärmepumpe jedoch auf hohe Arbeitszahlen kommt, locken lukrative Fördermittel seiten des BAFA. Ob und wie viel Förderung für die Wärmepumpe möglich sind, hängt von der zu erwartenden Leistung ab (siehe oben). Mehr dazu im Unterkapitel “Förderung der Wärmepumpe”.
Von den hier dargestellten Techniken hat diese Wärmepumpe das Potenzial, am effizientesten zu arbeiten. Gleichzeitig ist diese Wärmepumpe mit sehr hohen Kosten für Planung, Anschaffung und Installation verbunden. Wer über eine solche Wärmepumpe nachdenkt, sollte sich ausreichend Zeit für die Planung nehmen.
Egal, ob Luftwärmepumpe, Erdwärmepumpe oder Wasser-Wasser-Wärmepumpe: mit einigen Tricks bzw. den richtigen Gegebenheiten werden die dicken Brummer noch effizienter.
Trick#1 - moderne Häuser eignen sich besser
In einem modernen Haus wohnen. Alternativ kann man auch das nicht ganz so moderne Haus auf Vordermann bringen (energetische Sanierung). Ein Altbau lohnt sich in der Regel nicht für eine Luftwärmepumpe. Für maximale Effizienz sollte das Gebäude möglichst dicht sein. Wenn es wie Hechtsuppe zieht, ist der Gebrauch dieser Wärmepumpe finanziell oft nicht sinnvoll. Grundsätzlich gilt für alle Wärmepumpen, je moderne und sparsamer das Haus, desto effizienter und umweltschonender die Pumpe. Zusätzlich sind Flächenheizungen empfehlenswerter als Zentralheizkörper.
Ob es sich lohnt, im Berliner Altbau bspw. eine Luftwärmepumpe zu installieren, kann der Fachmensch sagen. Um es selbst einigermaßen einzuschätzen, empfiehlt sich folgende Faustregel: Die Heizlast sollte 10 Watt pro m² nicht überschreiten. Im Netz finden sich gratis Tools, anhand derer man die Heizlast ganz einfach berechnen kann.
Trick#2 - die Wärmepumpe aufrüsten
Mit einigen Add-Ons lässt sich die Effizienz von Wärmepumpen steigern. Zum einen ermöglicht bei einer Luftwärmepumpe eine Abluftanlage die Nutzung von verbrauchter Abluft des Haushalts. Diese Luft ist wärmer als die kalte Außenluft. So können wir verbrauchte Luft quasi “recyclen” und doppelt nutzen.
Eine andere sinnvolle Erweiterung stellen Erdwärmeübertrager dar. Über unterirdisch angebrachte Rohre wird die von außen angesaugte Luft vorgewärmt, bevor sie in den bekannten Prozess innerhalb der Wärmepumpe überführt wird.
Beide Techniken erhöhen die Vorlauftemperatur erheblich und sorgen so für geringere Betriebskosten. Allerdings sollte geprüft werden, ob die Kosten der Installation im Verhältnis zu den Einsparungen stehen.
Weiterhin kann die Technik der meisten Wärmepumpen um verschiedene Extras erweitert werden:
Trick#3 - intelligent heizen
Mit einer intelligenten Hybridheizung werden weniger effiziente Wärmepumpen unterstützt. Eine reguläre Öl- oder Gasheizung arbeitet im Tandem mit der Wärmepumpe und übernimmt in den kalten Monaten das Steuer, wenn es sich finanziell mehr lohnt, das andere Heizsystem zu nutzen. Empfiehlt sich besonders bei Luftwärmepumpen (bivalenter Betrieb).
Trick#4 - die Kraft der Sonne hinzuziehen
Sie sind umweltbewusst und bauen ein modernes, energieeffizientes Eigenheim? Dann setzen Sie nicht nur unten etwas dran, sondern noch etwas oben drauf! Als Sahnehäubchen auf dem Dach eignet sich eine Photovoltaikanlage. Diese eignet sich für einige Wärmepumpen, um die notwendige Energie für den Kompressor zu liefern. So machen Sie sich maximal unabhängig von externer Energie.
Übrigens ist Ökostrom in der Regel nicht teurer als konventioneller Strom. Es gibt also keinen Grund, die umweltschonende Wärmepumpe mit Strom von Braunkohle zu betreiben.
Es ist fast egal, welche der umweltschonenden Kraftprotze Sie installieren möchten. Lediglich zwei Wärmepumpe Technologien werden von seiten des BAFA nicht gefördert: Brauchwasser Wärmepumpen und Luft-Luft-Wärmepumpen. Alle anderen Wärmepumpen werden, sofern gewisse Anforderungen erfüllt sind, bezuschusst:
Wer seine eigene DIY-Wärmepumpe in Eigenregie zusammenbasteln möchte, kann dies tun, aber nicht mit Förderungen vom BAFA rechnen. Weiterhin werden reine Kälte/Klima-Anlagen (was die wunderbaren Wärmepumpen auch übernehmen können) nicht in diesem Rahmen gefördert.
Unterschieden wird außerdem zwischen der Basisförderung und der Innovationsförderung des BAFA. Wer im Zuge einer Sanierung eines älteren Gebäudes das Heizsystem modernisiert, erhält mindestens die Basisförderung für Wärmepumpen. Für Neubauten wird die Messlatte höher angesetzt und nur die Innovationsförderung vorgesehen. Diese kommt mit höheren Anforderungen einher, fällt allerdings auch höher aus.
Das BAFA wirft rund 300 Millionen Euro jährlich in den Fördertopf (MAP, Marktanreizprogramm). Damit Häuslebauer oder Häusle-Renovierer ein Stück vom Kuchen bekommen, müssen bestimmte Anforderungen erfüllt werden. Wir führen diese der Vollständigkeit halber an dieser Stelle auf. Aber keine Sorge: Von Planung bis zur Durchführung sind in der Regel kompetente Bauunternehmen an Ihrer Seite. Um zu überprüfen, ob auch nichts vergessen oder übersehen wurde, empfiehlt es sich allerdings, einen groben Überblick über die Anforderungen zu behalten.
Diese Anforderungen müssen in fast allen Fällen erfüllt werden:
Einige dieser Faktoren klingen nach Star Trek Kauderwelsch? Nicht so schlimm, denn die technischen Details müssen lediglich abgehakt, nicht in der Tiefe verstanden werden. Lassen Sie sich also nicht davon abschrecken.
Diese allgemeinen Anforderungen gelten sowohl für monovalente, als auch bivalente Nutzungen (Wärmepumpe allein oder gekoppelt mit einem weiteren Heizsystem). Weiterhin gelten ganz spezifische Ansprüche für die unterschiedlichen Wärmepumpe Technologien. Für die Basisförderung beziehungsweise die Innovationsförderung müssen die Wunderpumpen ausreichend Leistung vorweisen:
Elektrische Wärmepumpen | Jahresarbeitszahl Basisförderung / Innovationsförderung
Gasbetriebene Wärmepumpen:
Im Team lässt sich die Last auf mehrere Schultern verteilen. Wird die Wärmepumpe durch Solarthermie unterstützt (nicht zu verwechseln mit Photovoltaik - diese wird in), sind Innovationsförderungen mit geringeren Anforderungen möglich. Eine sogenannte “verbesserte Systemeffizienz” ist in solchen Fällen gegeben und reduziert die zu erreichende Jahreszahl:
Durch Solarthermie unterstützte Wärmepumpensysteme:
Kommen wir zum Eingemachten. Wie viel Zuschüsse rückt der Staat für das moderne Eigenheim raus? Das kommt auf die Art der Förderung an:
Mindestwerte für die Basisförderung von Wärmepumpen:
Mindestwerte für die Innovationsförderungen von Wärmepumpen:
Weiterhin gibt es kleinere Förderungen, wie den Kombinationsbonus über 500 € - wenn bspw. eine Solarkollektoranlage oder Biomasseanlage hinzugefügt wird - oder einen Effizienzbonus über 50% der Basisförderung (nur bei energetischen Sanierungen). Wer sein Haus an das Smartgrid anschließt, erhält ebenso 500 € Bonus oben drauf. Als letztes Schmankerl gibt es für Sanierungen einen APEE Bonus über 20% der gesamten Fördersumme, wenn extrem veraltete Heizsysteme ausgetauscht werden (bspw. uralte Ölheizkessel).
Seit 2018 läuft das Verfahren online ab. Ganz im Internet Neuland sind die Behörden dennoch nicht angekommen: Eine Unterschrift des vollständigen Antrags muss am Ende postalisch versandt werden.
Grundsätzlich gilt: Der Förderantrag für das BAFA muss vor “Vorhabensbeginn” eingereicht sein. Das Vorhaben beginnt, sobald die Lieferung bzw. Installation der Wärmepumpe beauftragt wurde. Sobald der Antrag vollständig und korrekt eingeschickt wurde, können die Arbeiten beginnen - auch, wenn noch keine Genehmigung des Antrages zurückgekommen ist.
Wer sein Eigenheim plant, kann - wenn bestimmte Richtlinien in Bezug auf Energieeffizienz und Modernität erfüllt sind - mit Krediten und Zuschüssen seitens der Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) rechnen. Der Fokus liegt auf Privatpersonen, die:
Besonders spannend sind neben günstigen Zinssätzen mögliche Tilgungsoptionen, dank denen deutlich weniger zurückgezahlt werden muss.
In Behördendeutsch wird zwischen “kombinierbar” und “kumulierbar” unterschieden. Kumulieren ist eine wunderbare Sache, denn dies bedeutet, für ein und dieselbe Maßnahme zweimal Förderung zu erhalten. Angehende Wärmepumpenbesitzer können das MAP mit dem KfW-Programm “Energieeffizient Bauen” (Programmnummer 153) bzw. dem Programm “Energieeffizient Sanieren” (Nummer 167) kumulieren. Auch hier gilt: Erst Anträge stellen, dann bauen.
Zukünftige Eigenheimbesitzer*innen können im Rahmen des Förderprogramms #153 mit bis zu 100.000 € über ein Darlehen unterstützt werden. Die KfW unterstützt als staatliche Förderbank Privatpersonen beim Erwerb von modernen, energieeffizienten Eigenheimen. Deshalb können sich Häuslebauer über sehr niedrige Zinssätze freuen (z.B. 0,75% bei einem KfW-55 Haus).
Aber das ist noch nicht alles: Umso energieeffizienter das neue Heim ist, desto weniger muss zurückgezahlt werden! Bis zu 15.000 Tilgungszuschuss werden geboten. Dieser Zuschuss verkürzt die tatsächliche Laufzeit und ist abhängig der Einschätzung des technischen Standards (“KfW-Effizienzhaus”). Je niedriger die Zahl, desto höher die Energieeffizienz.
Wer bereits ein Eigenheim besitzt, aber zukünftig die Umwelt und den Geldbeutel schonen möchte, kann auf diesen Kredit setzen um Haus und Hof aufzumotzen. Beim Austausch von altmodischen, weniger effizienten Heizsystemen auf erneuerbare Energien (z.B. eine Wärmepumpe) gibt es diesen Kredit über maximal 50.000 € mit 1.06 % effektiven Jahreszins.
Neben Wärmepumpen werden auch thermische Solarkollektoranlagen, Biomasseanlagen und kombinierte Heizungsanlagen gefördert.
Große Pläne, aber kleines Budget? Mit diesen Schritten gibt es Förderungen von der KfW:
1: Ein Sanierungskonzept für die Immobilie von Experten anfertigen lassen. Welche Wärmepumpe die Richtige ist und welche zusätzlichen Maßnahmen sinnvoll sind, weiß der Experte. Welche Fördermittel für die jeweiligen Maßnahmen geeignet sind, kann an dieser Stelle bereits abgeklärt werden.
2: Überprüfen, welche Förderungen kombiniert bzw. kulminiert werden können (BAFA + KfW Förderungen). Wenn neben Energiesparmaßnahmen die Wohnung zusätzlich altersgerecht umgebaut wird, können zusätzliche Förderungen eingeholt werden.
3: Über einen Finanzierungspartner (Sparkassen, Direktbanken, Versicherungen etc.) den Kredit beantragen.
4: Nach Zusage über die Förderung können die Arbeiten beginnen.
Wärmepumpen sind schön, energieeffizient, umweltschonend und langfristig gut für den Geldbeutel. Um die Betriebskosten zu verringern und die Anschaffung zu erleichtern, gibt es verschiedene Möglichkeiten auf Seiten der Technik und der staatlichen Fördermittel.
Wer sein Eigenheim mit erneuerbaren Energien finanziert, wird im Stromanbieter Dschungel nicht immer sofort fündig. Das Angebot von sogenannten Heizstromtarifen fällt geringer aus als das von regulären Stromtarifen. Dennoch empfiehlt sich ein Stromvergleich, um das Sparpotenzial noch weiter zu maximieren - und die umweltfreundliche Wärmepumpe nicht mit einem Braunkohle Stromtarif zu betreiben!
Eisspeicher:
Erweiterung für eine Wärmepumpe. Ein in der Erde eingegrabener Trinkwassertank, der die Effizienz der Wärmepumpe erhöht. Die Wärmepumpe kann die Wärme des Wassers entziehen, wodurch dieses gefriert. Durch die Umgebungsenergie wird das Wasser wieder flüssig und der Kreislauf beginnt erneut.
Heizarbeit:
Beschreibt die Energie, die an einen Raum abgegeben wird und dadurch die Heizlast deckt. Setzt sich aus zu abgeführter Wärmemenge und aufgewandter Antriebsenergie zusammen. Wird auch oft Nutzwärme genannt.
Heizlast:
Die notwendige Wärmezufuhr, damit die Raumtemperatur gehalten werden kann.
Hydraulischer Abgleich:
Optimierungsvorgang, um die Effizienz der Wärmepumpe zu steigern. Notwendig für BAFA Förderung, reduziert die Betriebskosten deutlich.
Jahresarbeitszahl:
Beschreibt die Effizienz der Wärmepumpe. Bei der Berechnung werden Faktoren wie Art der Wärmequelle, Leistungszahl etc. berücksichtigt.
Leistungszahl:
Beschreibt das Verhältnis zwischen Je niedriger die Differenz zwischen Temperatur der Energiequelle und der Nutzwärme, desto weniger Leistung muss die Wärmepumpe aufbringen (geringere Leistungszahl). Auch bekannt als “COP”.
