In den eigenen vier Wänden für Wärme sorgen, ohne dabei gleich den ganzen Planeten aufzuheizen: Mit einer Wärmepumpenheizung ist dies möglich. Denn im Gegensatz zu herkömmlichen Heizsystemen, bei denen das Verbrennen fossiler Energieträger für hohe CO2-Emissionen sorgt, kommt hier vor allem klimaschonende Umweltwärme zum Einsatz. Bei Wärmepumpenheizungen im Wohnbereich stehen dafür drei verschiedene Quellen zur Verfügung. Was ist eine Wärmepumpenheizung? Bei einer Wärmepumpenheizung handelt es sich um ein Heizsystem, das in der Umwelt gespeicherte Wärmeenergie aufnimmt und diese dann mittels eines Kältemittels und elektrischer Energie auf die zur Erwärmung des Gebäudes benötigte Temperatur bringt. Am effizientesten arbeitet es, wenn die Differenz zwischen Quell- und Vorlauftemperatur gering ist und nur wenig Strom für deren Angleichung benötigt wird. Deren Höhe hängt dabei von der Art der Wärmequelle und den Gegebenheiten im Gebäude ab. Arten von Wärmepumpenheizungen Wärmepumpenheizungen unterscheiden sich in Bezug auf die Quelle der genutzten Wärmeenergie: Luftwärmepumpe (auch Luft-Luft- oder Luft-Wasser-Wärmepumpe): Diese saugt mit einem Ventilator Umgebungsluft ein. In der Übergangszeit wärmt die Sonne diese auf. An sehr kalten Wintertagen kann die Lufttemperatur jedoch durchaus auch im Minusbereich liegen. Dann muss ein elektrisch betriebener Heizstab zur Erwärmung zum Einsatz kommen. Erdwärmepumpe (auch Sole-Wasser-Wärmepumpe): Die Wärmeaufnahme erfolgt über ein Wasser-Frostschutzmittel-Gemisch (Sole), welches durch horizontal unter der Erdoberfläche verlegte Kollektoren bzw. vertikal in die Erde gebohrte Sonden fließt. Je tiefer die Sole-gefüllten Rohre in die Erde eingebracht werden, desto höher ist die zu erreichende Temperatur. Grundwasserwärmepumpe (auch Wasser-Wasser-Wärmepumpe): Über einen Saugbrunnen wird durchgängig warmes Grundwasser nach oben gepumpt. Nachdem ihm die Wärme entzogen wurde, befördert es ein Schluckbrunnen wieder zurück in die Erde. Während also Grundwasserwärmepumpen sowie Erdsonden ganzjährig Temperaturen von um die 10 °C liefern können, fallen diese bei Erdwärme-Kollektoren und Luftwärmepumpen niedriger und weniger gleichmäßig aus. Wie eine Wärmepumpenheizung funktioniert Das Herzstück einer Wärmepumpenheizung ist die Wärmepumpe. Jeder von uns hat bereits eine solche im Haus, denn sie kommt auch bei einem Kühlschrank zum Einsatz. Dort sorgt sie dafür, dass den Speisen die Wärme entzogen und dann nach draußen transportiert wird. Bei der Wärmepumpenheizung ist der Prozess genau umgekehrt: Wärme wird von außen nach innen transportiert. Eine Wärmepumpenheizung gliedert sich in drei Kreisläufe: Aufnahme der Umweltenergie, Anhebung der Quelltemperatur auf Vorlauftemperatur-Niveau, Heizkreislauf | Grafik: © Bundesverband Wärmepumpe Dies geschieht mittels eines Kältemittel-Kreislaufs. Dabei wird die aus der Umwelt gewonnene Wärmeenergie über einen Verdampfer auf ein flüssiges Kältemittel übertragen. Dieses wird dadurch zu einem Gas, welches anschließend von einem Verdichter angesaugt wird. Der komprimiert es – sorgt also durch Druckerhöhung dafür, dass es noch mehr Wärmeenergie aufnimmt. Ist dann die vom Wärmeverteilsystem geforderte Vorlauftemperatur erreicht, wird die Wärme am Verflüssiger auf dieses übertragen. Daraufhin kühlt sich das Kältemittel ab und erlangt wieder seinen ursprünglichen Aggregatzustand. Nachdem ein Entspannungsventil dann noch den aufgebauten Druck entfernt hat, steht es erneut zur Wärmeaufnahme bereit. Hier finden Sie weitere Informationen zum Thema „Wie funktioniert eine Wärmepumpe?„. Einfluss des Gebäudes auf die Wärmepumpenheizung Damit eine Wärmepumpenheizung effizient arbeiten kann, braucht es nicht nur eine möglichst hohe Quelltemperatur, sondern auch eine möglichst niedrige Vorlauftemperatur. Dabei handelt es sich um die Temperatur, auf die das Heizwasser gebracht werden muss, bevor es zu den Verteilflächen (Heizkörper, Fußbodenheizung) fließt. Diese muss hoch genug sein, um überall im Haus für ausreichend Wärme zu sorgen. Je höher sie jedoch ausfällt, desto stärker muss das Kältemittel komprimiert werden und desto mehr Strom ist für diesen Prozess erforderlich. Damit ein Haus mit einer niedrigen Vorlauftemperatur auskommen kann, braucht es ausreichenden Dämmschutz gegen Wärmeverluste sowie darauf ausgelegte Wärmeverteilflächen wie Fußbodenheizungen oder Niedertemperaturheizkörper. Daher eignet sich eine Wärmepumpenheizung vor allem für den Einsatz in Neubauten sowie sanierten Bestandsbauten, die diese Voraussetzungen mitbringen. Bei Gebäuden mit hoher Vorlauftemperatur bietet sich entweder ein hybrides Heizsystem, also die Kombination einer Wärmepumpenheizung mit weiteren Wärmeerzeugern (z. B. Pelletheizung oder Gaskessel), oder eine Hochtemperaturwärmepumpe an. Letztere arbeitet entweder mit speziellen Kältemitteln, die sich noch stärker komprimieren lassen, oder verfügt über zwei hintereinander geschaltete Kältemittel-Kreisläufe. Gegenüber einer herkömmlichen Wärmepumpenheizung ist die Effizienz jedoch geringer. Umweltfreundliche Wärmeerzeugung mit Wärmepumpenheizung Unter den richtigen Gegebenheiten kommt bei einer Wärmepumpenheizung vor allem Umweltwärme zum Einsatz, was sie zu einer klimafreundlichen Alternative zu Gas- und Ölheizungen. Werden für die Verdichtung Ökostrom oder vor Ort gewonnener PV-Strom verwendet, fallen bei ihrem Betrieb so gut wie keine CO2–Emissionen an. Somit stellt die Wärmepumpenheizung einen wichtigen Baustein bei der Umsetzung der Wärmewende dar. Angebot für Ihre umweltfreundliche Heizung Sie sind auf der Suche nach einer neuen Heizung? Fordern Sie in nur 2 Minuten ihr kostenfreies Angebot an. Unsere Experten finden die richtige Technik und helfen Ihnen bei der Beantragung der passenden Förderung! Jetzt Angebot anfordern schnell kostenlos geprüft gefördert sicher Foto: © Christian Delbert / Adobe Stock
