Warmwasser Wärmepumpe vs. Solarthermie als Ergänzung der Gasheizung

Welche Vorteile habe ich, wenn ich die Gasheizung mit alternativen Energieerzeugern kombiniere?

Die Kombination von Gasbrennwerttechnik mit Solarthermie oder einer Warmwasser-Wärmepumpe bietet folgende Vorteile:

• Die Gasheizung wird seltener zur Erwärmung von Brauchwasser genutzt. Dadurch erhöht sich ihre Lebensdauer.
• Die Warmwassererzeugung erfolgt klimaneutral und erfordert keinen Brennstoff. So verursachen Sie weniger Emissionen
• Wird das warme Wasser überwiegend mit alternativen Energieträgern erzeugt, wird die Gasheizung außerhalb der Heizperiode kaum oder gar nicht benötigt. So senken Sie Ihren Gasverbrauch und dadurch die Heizkosten.

Solarthermie zur Warmwassergewinnung

Für die Warmwassererzeugung mithilfe von Solarthermie werden Solarkollektoren benötigt. Sie können auf dem Dach, an Fassaden oder auf freien Flächen Ihres Grundstücks installiert werden. Am Aufstellort sammeln die Kollektoren die Wärmeenergie der Sonnenstrahlen. Diese wird auf ein Trägermedium übertragen. Dabei handelt es sich in der Regel um eine Mischung aus Wasser und Frostschutzmittel. Die Solarflüssigkeit wird von den Kollektoren zu einem Pufferspeicher geführt, wo ein Wärmetauscher die Wärmeenergie an das Brauchwasser abgibt.

Dreht ein Hausbewohner einen Wasserhahn auf, wird das warme Wasser aus dem Pufferspeicher direkt oder über eine Frischwasserstation zur Zapfstelle gepumpt. Anschließend wird der Warmwasserspeicher mit Wasser nachgefüllt und von der Solarflüssigkeit erneut erwärmt. Mit einer kleinen Solarthermie-Anlage lässt sich in der Regel der gesamte Warmwasserbedarf im Sommer decken.

Wie groß muss eine Solaranlage für Warmwasser sein?

Wie groß die Kollektorfläche für Ihre Warmwasser-Solarthermie-Anlage sein muss, hängt von der Zahl der im Haushalt lebenden Personen, der Art des Kollektors sowie dem Standort der Solaranlage ab.

Zur Berechnung der Kollektorfläche wird üblicherweise ein Warmwasserbedarf von 50 Litern pro Tag pro Person angesetzt. Um diese Wassermenge mit Sonnenkraft zu erwärmen, wird bei Flachkollektoren eine Fläche von ca. 1,5 Quadratmetern benötigt. Mit effizienteren Vakuumröhrenkollektoren reduziert sich die benötigte Kollektorfläche auf einen Quadratmeter.

Zusätzlich benötigen Sie pro Person ein Wasserspeichervolumen von 80 bis 100 Liter Warmwasser. Eine Faustregel lautet hier: Sie sollten die doppelte Menge des täglichen Warmwasserbedarfs als Speichervolumen wählen.

Auf der Basis von Richtwerten würde eine vierköpfige Familie eine Kollektorfläche zwischen vier und sechs Quadratmetern sowie einen Warmwasserspeicher mit 320 bis 400 Liter Volumen benötigen.

Bei diesen Werten handelt es sich jedoch nur um Schätzwerte. Entscheidend für die Größe des Solarkollektors ist neben der Personenzahl auch der gewählte Standort. Regionen mit intensiverer Sonnenstrahlung wie der Süden Deutschlands sind hier im Vorteil. Entsprechend weniger Kollektorfläche ist notwendig, um die gleiche Leistung wie im Norden oder der Mitte Deutschlands zu erzielen.

Was kostet eine Warmwasser-Solaranlage?

Die Anschaffungskosten für Solarkollektoren hängen zum einen von der Kollektorfläche und zum anderen von der Art der Kollektoren ab.

Der Quadratmeterpreis für Flachkollektoren liegt bei ca. 300 bis 400 Euro. Pro Quadratmeter Vakuumröhrenkollektoren müssen Sie mit ca. 700 bis 900 Euro rechnen. Die höheren Kosten für Vakuumröhrenkollektoren reduzieren sich im Verhältnis, da Sie für die gleiche Leistung wie mit Flachkollektoren weniger Fläche benötigen.

Ein Beispiel:

Für eine vierköpfige Familie benötigen Sie eine Kollektorfläche von ca. 4 Quadratmetern für die Warmwassererzeugung mit Vakuumröhrenkollektoren. Die Kosten für das Solarpanel würden demnach zwischen 2.800 und 3.600 Euro liegen.

Wenn sich diese Familie für Flachkollektoren entscheidet, würde sie rund 6 Quadratmeter Kollektorfläche für Warmwasser benötigen. Die Kosten dafür lägen bei 1.800 bis 2.400 Euro.

Zu den Kosten für die Kollektoren kommen noch weitere Kosten:

• 300 Liter Warmwasserspeicher: ca. 500 Euro
• Installation inkl. Anschluss und Zubehör wie Pumpe und Rohre: ca. 2.000 Euro

Die Gesamtkosten für eine Solaranlage zur Warmwassererzeugung für einen Vier-Personen-Haushalt belaufen sich demnach auf ca. 5.300 bis 6.100 Euro, wenn Sie Vakuumröhrenkollektoren nutzen. Der Preis reduziert sich auf 4.300 bis 4.900 Euro für Flachkollektoren.

Laufende Kosten für die Wartung sind bei einer Solarthermie-Anlage eher gering. Es ist empfehlenswert, regelmäßig eine Sichtprüfung der Anlage durchzuführen und diese alle zwei Jahre warten zu lassen. Dabei wird bei Bedarf z.B. Solaranlage entlüftet. Die Kosten einer Anlagenwartung liegen bei ca. 100 Euro.

Grundsätzlich empfiehlt es sich, Solarthermie nicht nur zur Warmwasserbereitung, sondern auch als Unterstützung für die Gasheizung beim Heizen zu verwenden. Dann wird über die Solarpanels das Heizungswasser vorgewärmt. In Niedrigenergiehäusern kann die Wärme der Solarkollektoren teilweise auch schon allein zum Heizen ausreichen.

Wenn Sie die Solaranlage zur Heizungsunterstützung dimensionieren, werden Kollektorfläche und Wärmespeicher zwar größer. Im Verhältnis erhöhen sich die Mehrkosten aber mit einer größeren Anlage erfahrungsgemäß nur um ein Drittel.

Ist die Warmwasser-Wärmepumpe eine Alternative zu Solarthermie?

Eine Warmwasser-Wärmepumpe bezieht Wärmeenergie aus der Umgebungsluft, z.B. aus der Wärme der Luft im Heizungskeller oder anderen Nebenräumen. Diese warme Luft wird einem Kältemittel im Inneren der Pumpe zugeführt. Mithilfe eines Kompressors wird das Kältemittel verdichtet, wodurch dessen Temperatur steigt. Das erhitzte Kältemittel gibt seine Wärme schließlich über einen Wärmetauscher an das Brauchwasser ab. Durch die Wärmeabgabe kühlt das Kältemittel ab und fließt wieder zurück, wo es wieder durch die Luftzufuhr erwärmt wird. Ein Wärmekreislauf entsteht.

Das erwärmte Brauchwasser wird in einem Pufferspeicher gesammelt, von wo aus es beim Aufdrehen der Wasserhähne zur gewünschten Zapfstelle gepumpt wird.

Die Warmwasser-Wärmepumpe als Ergänzung zur Gasheizung ist ganzjährig sinnvoll, da die Pumpe lediglich eine Raumtemperatur von 10 bis 12° Celsius braucht, um wirtschaftlich zu arbeiten. In unseren Breiten sinken die Raumtemperaturen in Kellerräumen in der Regel nicht unter diese Marke.

Warmwasser-Wärmepumpe – Kosten für Anschaffung und Betrieb

Die benötigte Leistung einer Warmwasser-Wärmepumpe orientiert sich überwiegend an den Personen, die im Haushalt leben. Pro Person gilt ein Richtwert von mindestens 0,25 kW. Die Brauchwasserwärmepumpe für einen Vier-Personen-Haushalt müsste demnach eine Nennleistung von mindestens einem Kilowatt haben.

Wichtig ist dabei auch die Jahresarbeitszahl. Sie gibt an, in welchem Verhältnis die zugeführte elektrische Energie zur erzeugten Wärmeenergie steht. Die Jahresarbeitszahl einer Warmwasser-Wärmepumpe sollte mindestens 3,4 betragen, damit sie effizient arbeitet.

Eine Warmwasser-Wärmepumpe für eine vierköpfige Familie kostet zwischen 1.800 und 3.000 Euro. Hinzu kommen Kosten für die Montage von mindestens 350 Euro sowie die Kosten für einen Wärmespeicher von ca. 500 Euro.

Im Gegensatz zur Solarthermie-Anlage fallen für die Warmwasser-Wärmepumpe zusätzliche Nebenkosten für Strom an. Für rund ein Viertel der erzeugten Wärmemenge wird Strom benötigt. Bei einem Jahresenergiebedarf von rund 2.400 Kilowattstunden Wärmeenergie für das Warmwasser eines Vier-Personen-Haushalts müssten Sie demnach Strom für 600 Kilowattstunden jährlich hinzurechnen. Bei einem Strompreis von rund 30 Cent pro Kilowattstunde wären das rund 180 Euro pro Jahr an Stromkosten.

Eine Wartung ist in der Regel nicht notwendig, da Warmwasser-Wärmepumpen über 15 bis 20 Jahre hinweg nahezu wartungsfrei arbeiten.

Idealerweise wird der Strombedarf einer Warmwasser-Wärmepumpe über eine Photovoltaik-Anlage gedeckt. In diesem Fall bietet es sich außerdem an, die Wärmepumpe auch für die Heizungsunterstützung zu dimensionieren und nicht nur für das Warmwasser zu verwenden.

Fazit: Was ist besser in Kombination mit einer Gasheizung: Warmwasser-Wärmepumpe oder Solarthermie?

Wer bei Solarthermie und Warmwasser-Wärmepumpe auf den Preis schaut, sollte vor allem auch die Stromkosten der Wärmepumpe im Auge behalten. Wird der Strom nicht alternativ erzeugt, können die Stromkosten über einen Zeitraum von zehn Jahren mögliche Sparvorteile bei der Anschaffung ausgleichen.

Die Wärmepumpe hat jedoch den großen Vorteil, dass sie ganzjährig zuverlässig Wärme erzeugen kann. Solarthermie hingegen ist von der Sonneneinstrahlung abhängig. Mehrere Tage mit wolkenverhangenem Himmel bedeuten einen geringeren Wärmeertrag. Allerdings sind Solarkollektoren am richtigen Standort vor allem im Sommer sehr effizient und kommen ohne hohe Stromkosten aus.

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