Wärmepumpen: Wie sie funktionieren, was sie können und wo sie eingesetzt werden!

Wärmepumpen nutzen Kältemittel zur Erzeugung von Heizwärme und arbeiten damit nach dem umgekehrten Prinzip eines Kühlschranks. Sie gelten als besonders umweltschonend und energieeffizient, sind aber auch teuer in der Anschaffung und eignen sich nicht für alle Anwendungsbereiche.

Eine Wärmepumpe ist im Grunde genommen eine Maschine, die ihrer Umgebung thermische Energie entzieht. Diese wird mittels technischer Arbeit auf ein höheres Temperaturniveau gebracht und schließlich dem Heizkreislauf zugeführt. 

Unabhängig von verschiedenen Bauarten und Varianten ist das Funktionsprinzip immer dasselbe: In Wärmepumpen zirkuliert ein flüssiges Kältemittel, das die thermische Energie der Umgebung aufnimmt, sich so erwärmt und schon bei geringer Temperaturerhöhung verdampft. 

Mit Hilfe eines strombetriebenen Kompressors wird das nun gasförmige Kältemittel verdichtet und das Temperaturniveau nochmals erhöht. Anschließend wird es in einem Kondensator wieder verflüssigt und die dadurch freiwerdende Wärme an das Heizungssystem abgegeben.

Wärmepumpen beziehen ihre Energie in unseren Breiten meist aus dem Erdboden oder dem Grundwasser. Selbst ein schneebedecktes Erdreich beinhaltet genügend Wärme, um den dauerhaften Betrieb einer Heizung mit Wärmepumpentechnik zu gewährleisten. 

Es gibt auch Luft-Wärmepumpen, bei denen die Umgebungsluft durch Ventilatoren angesaugt wird. Diese benötigen nicht unbedingt ein Kältemittel, kommen hierzulande aber nur selten zum Einsatz, da die Außenluft während der winterlichen Heizperiode eben auch das kälteste Medium ist.

Darüber hinaus benötigt jede Wärmepumpe Strom für den Betrieb des Kompressors. Dessen Anteil an der Gesamtenergieerzeugung beträgt im Durchschnitt aber nur ca. ein Viertel. Dadurch ergibt sich ein enorm hoher Wirkungsgrad von bis zu 75 %, der denjenigen von Öl- oder Gasheizungen deutlich übertrifft. 

Aufgrund ihres Funktionsprinzips sind Wärmepumpen eher Dauer- als Schnellheizer. Ihr Einsatz macht vor allem dann Sinn, wenn der Heizwärmebedarf eher gering und das Heizsystem eine niedrige Vorlauftemperatur benötigt, z. B. 

  • in gut gedämmten und energieeffizienten Gebäuden 
  • bei Flächenheizsystemen wie Wand- und Fußbodenheizungen
  • bei Wärmequellen, die das ganze Jahr über eine möglichst gleichmäßige Temperatur aufweisen (Erdboden, Grundwasser)

Pro: Zum einen ist die bereits erwähnte Energieeffizienz ein großer Vorteil der Wärmepumpe. Zum anderen können Wärmepumpen einen großen Beitrag zum Klimaschutz leisten, da im Betrieb keinerlei Emissionen freigesetzt werden. Ähnlich wie bei der Elektromobilität stellt sich aber natürlich die Frage, woher der zum Betrieb notwendige Strom kommt. 

Besonders umweltschonend läuft eine Wärmepumpe natürlich dann, wenn dieser aus regenerativen Energiequellen wie Sonne, Wind oder Biomasse gewonnen wird. Darüber hinaus sind Wärmepumpen ausgesprochen wartungsarm und können ihre Dienste über viele Jahrzehnte hinweg verrichten.

Contra: In energetischer Hinsicht eigentlich nichts. Das wohl größte Manko bei der Planung einer Wärmepumpe ist die Abhängigkeit von den örtlichen Gegebenheiten. 

In Städten etwa stehen nur wenige Möglichkeiten zur Verfügung, das Erdreich oder das Grundwasser energetisch nutzbar zu machen. Und auch auf dem Land bedarf es einiger Prüf- und Genehmigungsverfahren, um eine Wärmepumpe überhaupt betreiben zu können. Maßgeblich hierfür ist etwa die Höhe des Grundwasserspiegels oder ausreichend Platz im Erdreich, um lange Rohrleitungen verlegen zu können.

Lediglich Luft-Luft-Wärmepumpen haben einen geringen Platzbedarf und kommen ohne Genehmigung aus, sind hierzulande aber nur in speziellen Bereichen (z. B. bei Passivhäusern) rentabel.

So profan das Wort Wärmepumpe klingen mag: Es handelt sich um hochkomplexe Systeme mit meist enormem Platzbedarf. Im Schnitt ist mit ca. 15.000 Euro Anschaffungskosten sowie mit ca. 700 Euro jährlichen Betriebskosten für die Stromversorgung zu rechnen.

Diese Zahlen dienen Ihnen aber nur zur ganz groben Orientierung, da eine Vielzahl an Faktoren (Haushaltsgröße, Strompreis, Gebäudedämmung, Energieverbrauch etc.) mit in die Berechnung einfließen, ab wann sich der Einbau einer Wärmepumpe bezahlt macht. 

Normalerweise können Wärmepumpen-Heizungen als Langzeitprojekte angesehen werden, die für „Investoren“ eher interessant erscheinen als für „Otto Normalverbraucher“. 


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