Wärmepumpen: Einsatz in sanierten Wohnhäusern wird attraktiver
Rund 75 Prozent aller Wohnungen in Deutschland werden mit Öl oder Erdgas beheizt. Der Ausstoß von Kohlendioxid bestehender Gebäude ist dadurch viel zu hoch. Eine Alternative zu fossil betriebenen Heizungen sind unter anderem Wärmepumpen. Deren Wärmequelle, Wärme aus der Umgebung, ist nachhaltig und steht praktisch unbegrenzt zur Verfügung. Der für den Betrieb verwendete Strom aus dem Netz stammt hierzulande inzwischen zu über 40 Prozent aus erneuerbaren Quellen. „Noch besser ist die möglichst umfangreiche Nutzung von Strom aus der eigenen Photovoltaikanlage in Kombination mit einem Speicher“, rät Frank Hettler von Zukunft Altbau.
Im Neubau stehen Wärmepumpen inzwischen auf Platz eins der Heiztechnologie. Doch auch in Bestandsgebäuden funktionieren die Wärmeerzeuger immer besser und sind ökologisch vorteilhaft.
Wärmepumpen nutzen Erdreich, Grundwasser oder Außenluft
Es gibt drei Arten von Wärmepumpen. Bei Erdwärmepumpen wird eine kalte Flüssigkeit durch im Erdreich verlegte Rohrleitungen gepumpt und dabei vom Erdreich erwärmt. Grundwasserpumpen saugen Grundwasser an und entziehen ihm Wärme. Luftwärmepumpen nutzen Außenluft als Wärmequelle.
„Bei allen drei Wärmepumpentypen bringt die aufgenommene Wärme ein Kältemittel zum Verdampfen“, erklärt Gerhard Freier von der Ingenieurkammer Baden-Württemberg. „Der Dampf wird in einem Kompressor mit Hilfe von Strom verdichtet und durch diesen Druck auf ein höheres und damit nutzbares Temperaturniveau gebracht. Die Wärmepumpe gibt die Wärme dann an den Heizkreislauf des Gebäudes ab.“ Durch die Wärmeabgabe kühlt sich der Dampf ab – so wird er wieder flüssig und von neuem in den Kreislauf eingespeist. In einer Wärmepumpe passiert also dasselbe wie in einem Kühlschrank, nur umgekehrt und in größerem Maßstab.
Herkömmliche Heizsysteme können beim Verbrennen von fossilen Brennstoffen hohe Temperaturen von 60 bis 90 Grad Celsius ins Heizsystem einspeisen. Wärmepumpen erzeugen mit 35 bis 60 Grad deutlich niedrigere Vorlauftemperaturen. Je geringer die Differenz zwischen der Umweltwärme und dem späteren notwendigen Temperaturniveau für das Gebäude ist, desto weniger Strom benötigen sie. „Wärmepumpen sind ideal geeignet für Fußboden- und Wandheizungen, da diese Heizflächen mit niedrigeren Temperaturen arbeiten“, so Freier. Um den Einsatz einer Wärmepumpe energetisch sinnvoll zu gestalten, sind ein gut gedämmtes Haus mit geringem Energiebedarf und eine gute Einbindung in das Heizsystem notwendig. Dafür ist auch ein hydraulischer Abgleich der Heizung erforderlich.
Welche Art von Wärmepumpe sich jeweils am besten eignet, hängt von verschiedenen Faktoren ab. Neben dem zur Verfügung stehenden Budget gilt es beispielsweise die Rahmenbedingungen auf dem Grundstück in die Abwägung mit einzubeziehen. So sind Luftwärmepumpen zwar am preiswertesten, durch eine vergleichsweise hohe Geräuschentwicklung aber nicht immer für den Einsatz in dichtbesiedelten Gebieten geeignet. Zudem liefern sie am wenigsten Wärme je eingesetzter Kilowattstunde Strom. Erdwärmepumpen sind hingegen besonders energieeffizient und leise, aber gegenüber anderen Wärmepumpentypen aufgrund der notwendigen Erdarbeiten kostenintensiver. Grundwasserpumpen sind am wenigsten verbreitet, bieten aber vor allem für größere Projekte in der Nähe von Seen oder Flüssen eine interessante Alternative mit günstigem Kosten-Effizienz-Profil.
Effizienz ist wichtig, auch bei verbesserter Förderung
Wie effizient Wärmepumpen in der Praxis sind, zeigt die Jahresarbeitszahl (JAZ). Sie beschreibt das Verhältnis zwischen erzeugter Wärmemenge und verbrauchtem Strom und damit die Effizienz der Anlage. Auch der Stromverbrauch von Zusatzaggregaten wie Ventilatoren oder Solepumpen ist darin enthalten. Klimafreundliche Wärmepumpen haben eine vom Hersteller berechnete Jahresarbeitszahl von mindestens 3,5. Sie ist eine Bedingung für die staatliche Förderung. Im praktischen Einsatz wird dieser Wert jedoch nicht immer erreicht. Viele Anlagen liegen bei einer Arbeitszahl von um die 3,0.
Die Förderung für Wärmepumpen wurde im Januar 2020 vereinfacht und deutlich erhöht. Statt einer Mischung aus Festbeträgen pro Kilowatt Leistung und Zusatzförderungen zahlt das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) mit 35 Prozent nun einen festen Anteil der förderfähigen Kosten. Dazu zählen die Kosten für Installation, Inbetriebnahme und für erforderliche begleitende Maßnahmen wie beispielsweise die Wärmedämmung von Rohrleitungen, der Ersatz alter Standardheizkörper durch Niedertemperatur-Heizkörper, die Kosten für die Warmwasserbereitung sowie nötige Umbauarbeiten von Heiz- und Technikräumen sowie Schornsteinen. Ersetzt die neue Heizung eine alte Ölheizung, erhöht sich der Zuschuss um zehn Prozentpunkte auf insgesamt 45 Prozent. Berücksichtigt werden Investitionskosten bis 50.000 Euro je Wohneinheit. Kostet die Wärmepumpe beispielsweise 18.000 Euro, ergibt dies ab sofort eine Fördersumme in Höhe von bis zu 8.100 Euro. Das sind rund 2.000 Euro mehr als bislang.
Kühlung im Sommer möglich
Übrigens: Manche Wärmepumpen können im Sommer auch kühlen. Sie entziehen den Innenräumen die Wärme und geben sie an die Luft, das Grundwasser oder das Erdreich ab. Im letzten Fall wird gleichzeitig der Untergrund für den nächsten Winter vorgewärmt. Eine Wärmepumpe die auch zur Kühlung genutzt werden soll erfordert vom Installateur eine sorgfältige Planung und Ausführung.
Richtlinie für Flächenheizung erschienen
Der Bundesverband Flächenheizungen und Flächenkühlungen e.V. (BVF) gibt mit der Richtlinie 15.2 Fachgerechte Planung und Auslegung von Deckensystemen ein herstellerneutrales und Technologie-übergreifendes Basiswerk heraus und richtet sich an Fachkundige und Interessierte, die sich mit der Frage der Planung und Auslegung einer Kühl- und Heizdecke in Wohn- und Nichtwohnbauten beschäftigen.
BVF
Die Richtlinie 15.2 führt in praxisgerechten Schritten durch den Ablauf bei der Planung und Auslegung eines Deckensystems, beginnend mit der Heiz- und Kühllast-Berechnung, die die bauphysikalischen Vorgaben berücksichtigt. In Kombination mit der Gebäudehülle wird schon im Vorfeld auch die Anlagentechnik erfasst und energetisch bewertet. Niedrige Systemtemperaturen im Heizfall und hohe Systemtemperaturen im Kühlfall sind dabei aus energetischen und ökologischen Gründen anzustreben.
BVF
Es folgt die Leistungsermittlung von Kühl- und Heizdeckensystemen. Geprüfte und zertifizierte Systeme sind ein wesentlicher Bestandteil für eine zuverlässig und wirtschaftlich funktionierende Anlagentechnik im Gebäude.
Aus Basis der vorliegenden Heiz- und Kühllastberechnung sowie der Leistungskennwerte der in Frage kommenden Systeme kann dann die Systemauswahl erfolgen. Architektonische Vorgaben und technische Vorgaben spielen dabei eine wichtige Rolle. In der Ausschreibung sind alle Anforderungen und technischen Vorgaben aufzuführen.
Nach der Auftragsvergabe sind die finalen Verlegeplanungen abzustimmen und im Bauvorhaben umzusetzen. Im Anschluss erfolgen dann die fachgemäße Inbetriebnahme und Abnahme der Kühl- nd Heizdeckensysteme.
Anhand detaillierter Beschreibungen und Musterberechnungen zeigt die Richtlinie 15.2 den ordnungsgemäßen Ablauf einer fachgerechten Planung und Auslegung aus. Sie bietet damit sowohl dem Bauherrn, als auch den beteiligten Gewerken eine übersichtliche Zusammenstellung, die praxisnah die Anforderungen von Kühl- und Heizdeckensystemen darlegt.
