Umgebungswärme

Mit Wärmepumpe Energiekosten sparen
und unabhängiger werden

Unter Umgebungswärme versteht man Energiequellen, die quasi überall frei zur Verfügung stehen: in der Luft, im Erdboden oder im Grundwasser. Damit Sie diese als Wärmequelle in Ihrem Gebäude-Heizsystem nutzen können, brauchen Sie eine Wärmepumpe. Sie können dann entweder die Raumluft direkt oder aber das Wasser im Heizkreislauf erwärmen.

Am häufigsten werden Luftwärmepumpen eingesetzt, die der Umgebungsluft unmittelbar Wärme entziehen, um den Heizkreislauf zu erwärmen. Besonders effizient sind Grundwasserwärmepumpen oder Erdwärmepumpen, bei denen das Grundwasser oder der Boden als Wärmequelle dienen. Allerdings ist ihr Einbau aufwendiger und nicht überall durchführbar.

Die Wärmepumpe ist in der Lage, mehr Wärmeenergie zu liefern, als Strom für den Betrieb zugeführt wird. Dafür können Sie in günstigen Zeiten auch Eigenstrom nutzen, wenn Sie zum Beispiel eine Photovoltaik-Anlage auf dem Dach haben. So werden Sie unabhängiger von Lieferketten und Preissprüngen bei Brennstoffen. 
 

Wie funktioniert eine Wärmepumpe?

Mit Hilfe der Wärmepumpe wird Wärme aus der Umgebung gewonnen und Ihrem Heizsystem zugeführt. Wichtige Elemente eines solchen Heizsystems sind ein geschlossener Kreislauf mit dem darin zirkulierenden Kältemittel, einem Verdichter und einem Wärmetauscher. Dabei durchläuft das Kältemittel im Kreislauf wiederholt einen Vorgang in vier Schritten:

Die Umgebungswärme können Sie aus der Luft, aus dem Grundwasser oder aus dem Erdboden gewinnen. In Anlehnung an die Praxis wird dabei in drei Wärmepumpentypen unterschieden:
 

Luftwärmepumpen nutzen die Außenluft als Wärmequelle. Je niedriger die Außentemperatur, desto mehr Luft muss umgewälzt werden, um der Luft ausreichend Wärme zu entziehen. Sie erfordern den geringsten Erschließungsaufwand. Aus Platz- und Schallschutzgründen sollten Sie den geeigneten Aufstellungsort gut auswählen. Luftwärmepumpen werden häufig außen aufgestellt, können aber auch im Gebäude platziert werden.

Erdwärmepumpen entziehen dem Boden Wärme. Dazu kommen gewöhnlich Erdwärmekollektoren (horizontal verlegt) oder Erdwärmesonden (vertikal eingebracht) zum Einsatz. Ihre Wahl hängt davon ab, wie hoch der Wärmebedarf ist, wieviel Platz im Garten vorhanden ist bzw. ob die Standortbedingungen für Bohrungen geeignet sind.

Wasserwärmepumpen nutzen in der Regel das Grundwasser, teils auch Flusswasser, und sind deshalb nur an Standorten einsetzbar, wo solches vorkommt. Soll Grundwasser genutzt werden, benötigen Sie in der Regel zwei Brunnen, um Grundwasser hochzupumpen und wieder zurückzuführen.

Eine gute Planung und Ausführung sind die Voraussetzung für den optimalen Betrieb einer Wärmepumpe – insbesondere bei Erd- und Grundwasserwärmepumpen. Sprechen Sie daher mit Fachleuten über Ihre Anforderungen und Möglichkeiten. 

 

 

 

 

  1. Umgebungswärme wird mit Hilfe eines Wärmetauschers an das Kältemittel übertragen, das dadurch verdampft.
  2. Das gasförmige Kältemittel wird mit einer Pumpe verdichtet und erwärmt sich stark.
  3. Ein Wärmetauscher entzieht dem erhitzten Gas die Wärme und gibt diese in der gewünschten Vorlauftemperatur an das Heizsystem ab.
  4. Dem dabei abgekühlten verflüssigten Kältemittel wird der Druck entzogen und es wird so auf die ursprüngliche Temperatur abgekühlt.

Vorteile einer Wärmepumpe

  • Sie nutzen eine bewährte Technik – sowohl im Neubau als auch im Bestandsgebäude.
  • In der Regel können Sie auf Brennstofflager und Schornstein verzichten und damit Platz und Kosten sparen.
  • Ihre Wartungskosten sind gering und ohne Schornstein entfallen auch die Gebühren für den Schornsteinfeger.
  • In Ihrer Wärmeversorgung sind Sie unabhängig von Brennstoffen und setzen den benötigten Strom sehr effizient ein.
  • Sie können Ihre Wärmepumpe mit der Photovoltaik-Eigenstromerzeugung kombinieren.
  • Wählen Sie eine Erd- oder Grundwasserwärmepumpe, können Sie damit unter Umständen (mit Zusatzinvestitionen) im Sommer Ihr Gebäude auch passiv kühlen.
     

Nachteile einer Wärmepumpe

  • Eine Luftwärmepumpe im Außenbereich kann zu Lärmbelästigung führen.
  • Die besonders effizienten Erdwärmepumpen und Grundwasser-Wärmepumpen sind nicht an allen Standorten umsetzbar. Sie bedürfen zudem immer einer wasserrechtlichen Erlaubnis durch die untere Wasserbehörde.
  • Strom aus dem Netz zum Betrieb der Wärmepumpe kann verhältnismäßig teuer sein. 
     

Hohe Effizienz der Wärmepumpen - Kennzahlen und Voraussetzungen

Im Vergleich mit anderen Lösungen erzielen Wärmepumpen einen vergleichsweise hohen Wirkungsgrad. Dieser wird mit dem Coefficent of Performance (COP) oder Leistungszahl sowie mit der Jahresarbeitszahl (JAZ) bewertet.

Während der COP vom Hersteller im Werk ermittelt wird, beruht die JAZ auf tatsächlichen Messwerten im laufenden Betrieb des ganzen Systems über den Zeitraum eines Jahres. Beide Kennzahlen geben an, wieviel Kilowatt Wärme mit einem Kilowatt Strom/Energie erzeugt werden können.

  • Bei einer Neuanschaffung ist aktuell Stand der Technik ein COP von ca. 4. 
  • Das bedeutet, dass aus einer Einheit (Kilowattstunden) Strom vier Einheiten Wärme gewonnen werden. 
  • Nutzen Sie den Boden oder das Grundwasser als Wärmequelle, kann die JAZ noch höher ausfallen. 
  • Im Vergleich dazu könnten Sie mit einer Ölheizung auf neuestem Stand aus einer Einheit Brennstoff weniger als eine Einheit (max. 95 %) Wärme gewinnen. 

Wann ist eine Wärmepumpe besonders nachhaltig und effizient?

  • Optimal ist es, wenn Sie im Gebäude möglichst großflächige Niedertemperaturheizkörper oder eine Fußbodenheizung haben. 
  • Energieeffiziente Gebäude mit hohem Dämmwert ermöglichen es Ihnen, weniger leistungsstarke Wärmepumpen mit geringem Stromverbrauch einzubauen und die Wärmepumpe flexibler laufen zu lassen. Denken Sie beim Bau oder Kauf eines Hauses bzw. einer Wohnung auch daran, den Wohnraum entsprechend Ihres Bedarfs zu dimensionieren. Auch das spart Heizkosten und Ressourcen.
  • Besonders nachhaltig arbeitet eine Wärmepumpe mit erneuerbarem Strom, am besten aus eigener Erzeugung. 
     

Wie viel kostet eine Wärmepumpe?

Die Kosten für die Nutzung einer Wärmepumpe als Heizsystem variieren stark – je nach Bauart und in Abhängigkeit von den notwendigen Erschließungsmaßnahmen. Ebenso spielt die notwendige Leistung der Wärmepumpe eine Rolle bei der Kostenermittlung. Diese ist abhängig von der Größe und der Energieeffizienz Ihres Gebäudes.

  • Insgesamt sollten Sie mit rund 12.000 bis 35.000 Euro für die Anschaffung und Erschließung rechnen (unverbindlicher Richtwert, kann je nach baulicher Gegebenheit variieren). 
  • Die günstigsten Anschaffungs- und Erschließungskosten hat in der Regel die Luftwärmepumpe. 
  • Wasser- und Erdwärmepumpen sind effizienter und verbrauchen deshalb weniger Strom im Betrieb.

Die Kosten können zwar deutlich geringer ausfallen, zuletzt (2023) hat jedoch die hohe Nachfrage nach Wärmepumpen zu einem deutlichen Preisanstieg geführt.
 

Auswahl und Platzierung einer Wärmepumpe

Wenn Sie wissen wollen, ob die Standortbedingungen bei Ihnen für eine Nutzung der oberflächennahen Geothermie geeignet sind, unterstützt Sie der „Standortcheck“ des Energie-Atlas Bayern.

Während die Außeneinheit der Luftwärmepumpen häufig im Außenbereich aufgestellt werden, sehen Sie bei Wasserwärmepumpen im Außenbereich höchstens noch die Deckel, unter denen das Grundwasser gefördert bzw. zurückgeführt wird. Bei Erdwärmepumpen sind üblicherweise alle Komponenten im Boden verlegt. Die Inneneinheiten stehen in Ihrem Gebäude, zum Beispiel in Ihrem Heiz- oder Technikraum. Bei Luftwärmepumpen gibt es sogenannte Split-Geräte, bei denen alle Bestandteile, die Geräusche verursachen, vor dem Gebäude platziert werden. Der Rest, wie Regelungstechnik und Umwälzpumpe, wird im Gebäudeinneren installiert.



 

Der passende Ort – gut gewählt

Erd- und Grundwasserwärmepumpen werden, wie von konventionellen Heizsystemen gewohnt, in einem Technikraum aufgestellt und sind vergleichsweise geräuscharm. Die Außeneinheit einer Luftwärmepumpe erzeugt bei hoher Heizleistung Geräusche, die als Lärm empfunden werden können.

Entscheiden Sie sich für eine Luftwärmepumpe im Außenbereich, achten Sie darauf, ein besonders geräuscharmes Gerät auszuwählen. Denken Sie auch an ausreichend Abstand und vermeiden Sie, dass sich der Schall an nahestehenden Gebäuden bricht. Eine Schallschutzhaube über der Wärmepumpe kann hier helfen. 

Wollen Sie Ihre Luftwärmepumpe im Innenraum aufstellen, achten Sie bitte darauf, dass sich Vibrationen nicht auf die Gebäudehülle übertragen. Sorgen Sie zudem für ausreichend Schalldämmung zu den angrenzenden Wohnräumen. Die Lärmbelastung im Wohnbereich bleibt dadurch gering. Am Standort sollten Sie zudem für ausreichend Außenluftzufuhr sorgen, das setzt große Luftkanäle durch die Außenwand voraus. Wählen Sie deshalb einen Standort, der nicht beheizt werden muss.
 

Wärmepumpen als Hybrid-Systeme

Wärmepumpen können Sie gut mit einer thermischen Solaranlage kombinieren. So trägt die Solarthermieanlage einen Teil zur Wärmelieferung bei. Dies reduziert den Strombedarf Ihrer Wärmepumpe.

Es ist auch vorteilhaft, wenn Sie für den Betrieb Ihrer Wärmepumpe teilweise Strom verwenden, den Sie zum Beispiel durch eine Photovoltaik-Anlage auf dem Dach selbst erzeugt haben. Ebenso ist es gut, wenn Sie eine Wärmepumpe mit Invertertechnik einsetzen, die es ermöglicht, die Leistung zu regulieren. Inverter-Wärmepumpen eignen sich auch besser für die Kombination mit einer Photovoltaik-Anlage.
 

Eignen sich Wärmepumpen auch für die Altbau-Sanierung?

Wärmepumpen können Sie in den allermeisten Fällen auch in einem Bestandsgebäude nutzen. Wichtig ist, dass die Heizkörper ausreichend warm werden, wenn die Vorlauftemperatur im Heizsystem nicht mehr als 55 bis 60°C beträgt.

Je größer die Heizkörperflächen, desto besser! Im besten Fall können Sie die bestehenden Heizkörper sogar weiter nutzen und nur dort, wo Bedarf ist, durch Flächenheizkörper ersetzen. Niedertemperaturheizkörper müssen ggf. durch ein Gebläse unterstützt werden. Der nachträgliche Einbau einer Fußbodenheizung ist meist nicht notwendig.

An sehr kalten Tagen im Winter kann die Leistung einer Luftwärmepumpe nicht ausreichen. Für solche Fälle ist ein zweiter Wärmeerzeuger sinnvoll. Bei Bestandsgebäuden kann dies der bereits vorhandene Heizkessel sein. Häufig dient auch ein Elektroheizstab im Pufferspeicher als zweiter Wärmeversorger.

Optimal ist es, wenn Ihr Gebäude bereits eine gute Energieeffizienz aufweist oder wenn Sie diese über einen →Austausch der Fenster und eine →Dämmung der Fassade erreichen.