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 derart um, dass daraus Wärme zum Heizen oder für die Bereitstellung von Warmwasser 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 anbieten. Seit 2007 sind sie allerdings nicht mehr dazu verpflichtet, weshalb bundesweit nicht überall günstigerer Strom für Wärmepumpen 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. Der Bundesverband Wärmepumpe e.V (BWP) geht von einer ungefähren Kosteneinschätzung von 1.000 Euro je Kilowatt Leistung der Wärmepumpe aus. Sind Erdarbeiten nötig, kommen diese Kosten noch hinzu. 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 gibt der BWP jährliche Stromkosten von 700 bis 900 Euro an.

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. Die JAZ einer Wärmepumpe sollte nicht unter 4 liegen.
Tipp: Mit unserem Stromtarifrechner finden Sie die günstigsten Tarife

Strom für Wärmepumpen

Eine Reihe von Energieversorgern unterstützen den Einsatz von Wärmepumpen und haben einen speziellen Stromtarif Wärmepumpe in ihrem Leistungspaket. Meistens sind dies regionale Anbieter, es gibt aber auch wenige nationale Anbieter wie E.ON, Vattenfall und EnBW, die Wärmepumpenstrom anbieten. 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.

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. Rund 750.000 Wärmepumpen sind laut dem Bundesverband Wärmepumpe e.V. inzwischen deutschlandweit installiert. Sie werden in Ein- und Mehrfamilienhäusern genutzt sowie in gewerblichen Gebäuden.

Tipp: Mit dem Heizstromrechner können Sie Tarife für Nachtstrom und Wärmepumpenstrom einfach vergleichen

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 an, 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 höherem 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 der EnEV 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

Nachteile:

  • Wärmepumpe rechnet sich nur in optimal gedämmten Gebäuden
  • Wärmepumpenstrom wird vorwiegend aus fossilen Energiequellen gewonnen
  • Für niedrige Wärmepumpenstrom-Tarife müssen tägliche Abschaltzeiten des Systems in Kauf genommen werden
  • Teilweise großer Aufwand bei Installation und Genehmigung
  • In 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!

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