Wärmepumpenstrom

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Wie arbeiten Wärmepumpen und wozu dient Wärmepumpenstrom?

Luft, Boden oder Wasser: Unsere Umwelt ist voller Energie, man muss sie nur effizient nutzen. Genau an diesem Punkt setzen Wärmepumpen an. Denn sie beziehen rund Dreiviertel ihrer bereitgestellten Energie aus der Umwelt. Dafür wandeln sie die Energie aus den vorhandenen natürlichen Wärmequellen dahin gehend um, dass daraus Wärme zum Heizen oder für die Bereitstellung von Warmwasser gewonnen wird. Natürlich laufen diese Wärmepumpen nicht von allein. Sie brauchen Strom. Zu diesem Zweck bieten manche Versorger spezielle Stromtarife für Wärmepumpenstrom an. Meistens sind es die regionalen Versorger, die Wärmepumpenstrom bereitstellen. Allerdings finden sich nicht in jeder Region Anbieter, die günstigen Wärmepumpenstrom im Portfolio haben. Das liegt an der Liberalisierung des Strommarkts, die 2007 stattfand. Seitdem kann der Staat Anbieter nicht mehr verpflichten, spezielle Tarife anbieten zu müssen. Wenn Sie in Ihrer Region nicht auf einen Wärmepumpen-Stromtarif zurückgreifen können, kann ein günstiger Stromtarif, den Sie mit unserem Stromtarifrechner finden, eine gute Alternative sein.

Wärmepumpenstrom ist besonders günstig, geht aber auch mit einigen Bedingungen einher. So halten es sich manche Anbieter vor, sogenannte Sperrzeiten für den günstigen Tarif zu verhängen. In diesen Zeiten wird die Heizanlage vom Netz genommen und erhält keinen Strom. Das soll das Stromnetz zu den Hauptzeiten entlasten. Pufferspeicher, die in die Heizanlage integriert sind, sorgen dafür, dass Wärmepumpenbesitzer in diesen Zeiten nicht frieren müssen.

Voraussetzung für einen Wärmepumpen-Stromtarif ist ein separater Zähler, der den Strom, der für die Wärmepumpe gebraucht wird, extra abrechnet. Wichtig zu wissen, dass der Strom aus der Steckdose immer der gleiche ist. Wärmepumpenstrom ist also ganz normale Energie, die nur zu bestimmten Konditionen angeboten wird.

Wäermepumpe © Martin Winzer, fotolia.com
Wäermepumpe © Martin Winzer, fotolia.com

Diese Kosten entstehen beim Einbau und Betrieb einer Wärmepumpe

Der Einbau einer Wärmepumpe ist je nach Wärmepumpenart mehr oder weniger aufwändig. Die anfallenden Kosten variieren entsprechend. Die gemeinnützige Beratungsgesellschaft co2online gibt für die Kosten einer Wärmepumpe (Anschaffung und Installation) eine Spanne von 12.000 bis 24.000 Euro an. Die Betriebskosten einer Wärmepumpe sind vom Energiestandard des Gebäudes, vom Heiz- und Warmwasserbedarf sowie der Jahresarbeitszahl der Anlage und dem Strompreis abhängig. In Abhängigkeit davon nennt co2online bei den jährlichen Stromkosten eine relativ große Bandbreite von 230 bis 1.400 Euro pro Jahr.

Tipp: Mit der Jahresarbeitszahl (JAZ) wird das Verhältnis zwischen bereitgestellter Wärme und zugeführter elektrischer Energie beschrieben. Je höher die JAZ, desto effizienter arbeitet die Wärmepumpe. Eine Mindest-JAZ muss eine Wärmepumpe beispielsweise haben, wenn Sie BAFA-Fördergelder erhalten möchten.

Strom für Wärmepumpen

Eine Reihe von Energieversorgern unterstützt den Einsatz von Wärmepumpen und hat einen speziellen Stromtarif Wärmepumpe in ihrem Leistungspaket. Meistens sind dies regionale Anbieter, es gibt aber auch wenige nationale Anbieter mit einem Wärmepumpenstrom-Angebot. Manche Energieversorger bieten einen Hochtarif und einen günstigeren Niedertarif an. Dieser Stromtarif hängt von so genannten Schwachlastzeiten ab, also Zeiten, in denen das Stromnetz weniger ausgelastet ist, wie zum Beispiel nachts. In unserem Tarifrechner sind alle relevanten Stromtarife enthalten, auch Tarife für Wärmepumpen oder Nachtstrom-Tarife werden im Heizstromrechner berücksichtigt.

Stromzähler © P. C., fotolia.com
Strom für Wärmepumpen © P. C., fotolia.com
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Das Funktionsprinzip von Wärmepumpen

Vom technischen Aufbau her funktioniert das System ähnlich wie ein Kühlschrank – nur umgekehrt. Während der Kühlschrank seinem Inneren Wärme entnimmt und nach außen abgibt, geschieht dies bei Wärmepumpen umgekehrt. Sie entziehen der Umwelt Wärme und geben sie an das Heizsystem im Inneren des Hauses ab.

Wärmepumpe holen Wärme aus Erde, Luft und Wasser
Wärmepumpe holen Wärme aus Erde, Luft und Wasser

Konkret funktioniert das so: In den Rohren der Wärmepumpe befindet sich ein Kältemittel, das die Wärme aus der Umgebung aufnimmt. Dieses Kältemittel wird zu einem Wärmeaustauscher geleitet, wo es die Umgebungsenergie abgibt. Das Kältemittel wird bis zum Siedepunkt erhitzt und verdampft. Im nächsten Schritt wird das jetzt gasförmige Kältemittel von einem Verdichter angesaugt und komprimiert. Durch den Druck steigt auch die Temperatur. Mittels eines zweiten Wärmeaustauschers gelangt die gespeicherte Wärme ins Heizsystem. Sobald die Wärme abgegeben wurde, kühlt das Kältemittel ab und wird wieder flüssig. Der entstandene Druck entweicht durch ein Expansionsventil. Das flüssige Kühlwasser wird wieder zum ersten Wärmeaustauscher, dem Verdampfer, transportiert und der Prozess beginnt von Neuem. Auf diese Weise produzieren Wärmepumpen 100 Prozent Heizwärme: 75 Prozent der Wärme stammt aus Umweltquellen wie Luft, Grundwasser und Erdwärme. Die restlichen 25 Prozent werden als elektrische Leistung in Form von Wärmepumpenstrom zugeführt.

Funktionsweise einer Wärmepumpe © Arahan, fotolia.com
Funktionsweise einer Wärmepumpe © Arahan, fotolia.com

Die verschiedenen Wärmepumpen-Systeme

Drei Varianten von Wärmepumpen sind verfügbar: Sole-Wasser-Wärmepumpen, Luft-Wasser-Wärmepumpen und Wasser-Wasser-Wärmepumpen. Alle drei Arten von Wärmepumpen leiten die gewonnene Wärme ins Heizsystem weiter. Auf diese Weise können zum Beispiel die Fußbodenheizung sowie Wasser fürs Duschen erhitzt werden. Knapp eine Million Heizungswärmepumpen waren laut dem Bundesverband Wärmepumpe e.V. 2020 deutschlandweit installiert. Sie werden in Ein- und Mehrfamilienhäusern genutzt sowie in gewerblichen Gebäuden. Bis Ende 2020 wurden mehr als 200.000 Förderanträge auf neue Wärmepumpen gestellt. Wirtschaftsminister Habeck fordert, ab 2024 500.000 neue Wärmepumpen pro Jahr zu installieren.

Tipp: Mit dem Heizstromrechner können Sie Tarife für Nachtstrom und Wärmepumpenstrom einfach vergleichen
Die Stromquelle entscheidet wie CO2 neutral die Wärmepumpe ist
Die Stromquelle entscheidet wie CO2 neutral die Wärmepumpe ist

Die einzelnen Systemen von Wärmepumpen

Sole-Wasser-Wärmepumpe

Sole-Wasser-Wärmepumpen, auch Erdwärmepumpen genannt, entnehmen dem Erdreich entweder über Sonden oder über Erdwärmekollektoren einen Teil der Wärme. Die Sonden sind 50 bis 250 Meter tief im Boden eingelassen, Erdkollektoren werden dagegen flächig unter der Erde installiert. Die Erdwärmepumpe nimmt die vorhandene Erdwärme auf und erhöht die Temperatur mittels eines Kompressors so, dass sie für Heizzwecke geeignet ist. Da im Erdreich das ganze Jahr über konstante Temperaturen herrschen, schwankt die Soletemperatur lediglich zwischen -5 und +5 Grad. Damit ist eine konstante Heizleistung gewährleistet.

Luft-Wasser-Wärmepumpe

Die Luft-Wasser-Wärmepumpe nutzt dagegen die Umgebungsluft. Diese Luft wird innerhalb der Wärmepumpe nach dem gleichen Prinzip aus Verdampfen, Verdichten, Verflüssigen und Entspannen in Wärme umgewandelt. Der Vorteil: Die Anlage hat vergleichsweise günstige Anschaffungskosten und benötigt kaum Platz im Haus. Auch die Installation ist unspektakulär, da keine Erdarbeiten wie zum Beispiel bei der Installation der Sole-Wasser-Wärmepumpe nötig sind. Für die platzsparenden Geräte findet man auf jedem Grundstück einen Aufstellort, allerdings muss ein Abstand zum Nachbar von mindestens 3 Metern eingehalten werden. Der Nachteil: Vor allem an sehr kalten Tagen im Winter kann es zu einem höheren Stromverbrauch kommen, da die Pumpe verstärkt arbeiten muss, um die kühle Luft auf Heizungsniveau zu erwärmen. Eine Sonderform ist die Luft-Luft-Wärmepumpe in Lüftungsanlagen, die die Abwärme der Räume nutzt.

Wasser-Wasser-Wärmepumpe

Für die dritte Variante, die Wasser-Wasser-Wärmepumpen, ist der Bau von zwei Brunnen nötig: einen Förderbrunnen und einen Schluckbrunnen. Über den Förderbrunnen wird das Wasser hoch gepumpt und in die Wärmepumpe geleitet. Dort wird ihm einen Teil der Wärme entzogen. Das erkaltete, benutzte Wasser wird über den Schluckbrunnen wieder ins Grundwasser zurückgegeben. Da die Grundwassertemperaturen konstant bei ungefähr 10 Grad liegen, ist der Betrieb einer Wasser-Wasser-Wärmepumpe gleichmäßig effizient. Der Nachteil liegt im relativen hohen Aufwand, was Planung und Installation betrifft. Zudem verbraucht bereits das Hochpumpen des Grundwassers Energie.

Tipp: Wärmepumpen arbeiten am effizientesten, wenn sie mit einer Niedertemperaturheizung wie beispielsweise einer Fußbodenheizung gekoppelt sind.

Vor- und Nachteile von Wärmepumpen und Wärmepumpenstrom

Vorteile und Nachteile © wogi, fotolia.com
Vorteile und Nachteile © wogi, fotolia.com

Vorteile:

  • Anforderungen des Gebäude-Energie-Gesetzes (GEG) können leicht erfüllt werden
  • Attraktive Fördermöglichkeiten senken Anschaffungskosten
  • Umweltfreundlich durch niedrige Kohlendioxid-Emissionen
  • Niedrige Heizkosten durch effiziente Arbeitsweise
  • Wärmepumpenstrom wird günstiger kalkuliert als Haushaltsstrom
  • Wärmepumpe kann heizen und kühlen
  • Keine Kosten für den Schornsteinfeger
  • Geringe Betriebskosten
  • Lange Lebensdauer
  • zukunftssichere Heizungsart
Wärmepumpe: Die Betriebskosten sind niedrig
Wärmepumpe: Die Betriebskosten sind niedrig

Nachteile:

  • Wärmepumpe rechnet sich nur in optimal gedämmten Gebäuden
  • Wenig ökologischer Vorteil, wenn der Wärmepumpenstrom aus fossilen Energiequellen gewonnen wird
  • Für niedrige Wärmepumpenstrom-Tarife müssen tägliche Abschaltzeiten des Systems in Kauf genommen werden
  • Teilweise großer Aufwand bei Installation und Genehmigung
  • In der Praxis werden effektive Jahresarbeitszahlen von mindestens 4 oft nicht erreicht
  • Optimaler Wirkungsgrad nur bei Vorlauftemperaturen von bis zu 35 Grad.
Tipp: Lassen Sie sich die Effizienz Ihrer Wärmepumpe garantieren und schließen einen entsprechenden Vertrag über eine Mindestjahresarbeitszahl mit dem Heizungsbauer ab!
Energiekosten © digitalpress, fotolia.com
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