Energie: Wärmepumpe ja, aber welche?

Die Wärmepumpe ist das Heizsystem der Zukunft – doch anders als die alten fossilen Heizungen müssen sie zum Haus passen. Wärmepumpen nutzen die Umgebungswärme, die mithilfe von elektrischem Strom auf ein höheres Temperaturniveau gehoben wird zum Heizen und zur Warmwasserbereitung. Als Wärmequelle kommen vor allem die Luft, das Erdreich oder das Grundwasser infrage. 

Es muss dabei im Einzelfall entschieden werden, welche Lösung am besten passt – und da beginnen die Herausforderungen. Neben der Frage, ob die Wärmeverteilung über die Heizkörper geeignet ist – ja, das ist sie in den meisten Fällen – geht es darum, welche Wärmequelle genutzt werden kann.

Das Prinzip einer Wärmepumpe ist immer dasselbe

Mit dem geringsten Aufwand und den niedrigsten Investitionskosten lässt sich die Luft als Wärmequelle nutzen. Die Außenluft wird bei der Luft-Wasser-Wärmepumpe von einem integrierten Ventilator angesaugt und trifft auf ein Kältemittel, das verdampft. Im Verdichter wird der Kältemitteldampf komprimiert, um die gebundene Energie nutzbar zu machen. Anschließend gelangt die Energie in das Wasser des Heizkreislaufs. Das Prinzip der Wärmepumpe ist immer dasselbe, egal welche Wärmequelle man nutzt.

Die Wärmepumpe arbeitet umso effizienter, je niedriger der Temperaturunterschied zwischen der Wärmequelle und der benötigten Heiztemperatur ist – ein Nachteil für die Luft-Wasser-Wärmepumpe. Denn gerade an frostigen Tagen ist der Wärmebedarf höher, die Luft draußen aber kälter. Doch die modernen Luft-Wasser-Wärmepumpen sind in den letzten Jahren effizienter geworden und können inzwischen selbst im Altbau eingesetzt werden.

Welche Geräte am effizientesten arbeiten

Effizienter, und damit mit niedrigeren Stromkosten, arbeiten Grundwasser- und Erdwärmepumpen. Das Grundwasser und die Erde liefern im Winter konstant höhere Temperaturen als die Luft. Allerdings erfordern diese Varianten höhere Investitionen. Bei der Erdwärme besteht die Möglichkeit, Erdkollektoren oder auch Erdkörbe einzusetzen, die teilweise flächig im Garten unter der Erde vergraben werden. Allerdings ist bei einem bestehenden Gebäude kaum ein Hauseigentümer begeistert, wenn er seinen kompletten Garten umgraben soll, um ausreichend Fläche dafür zu haben.

Der Platzbedarf für Erdsonden und auch für die Brunnen bei den Grundwasserwärmepumpen, für die jeweils Bohrungen notwendig sind, ist da deutlich geringer – ein interessanter Aspekt vor allem für Projekte in Innenstädten und im Gebäudebestand. Bei einer Erdsonde kann im Falle eines Neubaus das Gebäude auch über der Bohrstelle gebaut werden. Für die Saug- und Schluckbrunnen, die bei einer Grundwasserwärmepumpe benötigt werden, ist das nicht möglich. Aber genauso wie die Erdsonden können auch die Brunnen problemlos auf Parkplätzen errichtet werden.

Was für die Umstellung auf Erd- oder Grundwasserwärme bei Bestandsgebäuden ein wichtiger Aspekt sein kann: Für die Bohrung selbst wird gerade mal eine circa vier mal zehn Meter große Standfläche für sämtliche Gerätschaften benötigt. So viel Platz ist meist vorhanden.

In der Stadt gibt es andere Lösungen als auf dem Land

Gerade im städtischen Kontext bieten sich auch Gemeinschaftslösungen, beispielsweise im Rahmen von Quartierskonzepten, an – mehrere Gebäude werden dabei an ein sogenanntes "kaltes Nahwärmenetz" angeschlossen. Die Wärme wird dabei an zentraler Stelle aus der Erde oder aus dem Grundwasser gewonnen und in einfachen kostengünstigen Rohrleitungen ohne Dämmung an die einzelnen Gebäude weitergeleitet. Für die Heizung und Warmwasserbereitung sorgen dann einzelne Wärmepumpen in jedem der angeschlossenen Gebäude.

Neben Luft, Erde und Grundwasser werden künftig auch andere Wärmequellen für den Betrieb von Wärmepumpen kommen. So ermöglichen beispielsweise die Temperaturen des Abwassers in Städten einen sehr effizienten Betrieb von Wärmepumpen. 

Der Autor: Martin Sambale ist Geschäftsführer des Energie- und Umweltzentrums Allgäu, kurz eza!.