Wärmepumpen: Oft stimmt die Leistung nicht

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Wärmepumpen:
Oft stimmt die Leistung nicht
Wärmepumpen schneiden
in der Praxis oft schlechter
ab als erwartet.
Experten führen dies auf
eine mangelhafte Planung
und falsche Installation
der Anlagen zurück.
D
ie Wärmepumpen-Branche hat allen Grund zu feiern. Auf der Skala
der neu installierten Heizungssysteme liegen in Deutschland zwar die Erdgasbrenner vorn. Platz zwei dagegen hat
die Wärmepumpe erobert, meldet stolz
der Bundesverband der Energie- und
Wasserwirtschaft (BDEW).
Fast 300 000 Anlagen wurden in den
vergangenen Jahren bundsweit installiert
– Absatzzahlen, von denen andere Branchen nur träumen. Auch die Vorzeichen
für die Zukunft sind positiv: Da Gas und
Öl zwangsläufig teurer werden, klingen
die Versprechen der Wärmepumpen-Industrie in den Ohren vieler Verbraucher
wie Musik. So heißt es beispielsweise bei
einem bekannten Hersteller: „Mit einer
Wärmepumpe sparen Sie bis zu 50 % Ihrer Heizenergiekosten!“
Aus Strom wird Wärme
Im Prinzip funktionieren Wärmepumpen wie Kühlschränke. Während diese ihrem Inhalt Wärme entziehen und über das
Kühlgitter an der Rückseite an die Umgebung abgeben, arbeiten Wärmepumpen
genau umgekehrt. Sie entziehen der Umwelt (Boden, Luft oder Grundwasser)
Wärme und übertragen diese auf den Heizungskreislauf im inneren des Hauses
(siehe Übersicht 1). Je nachdem, welche
Energiequelle angezapft wird, unterscheiden Fachleute zwischen Erd-, Grundwasser- oder Luft-Wärmepumpen. Angetrieben werden sie alle mit Strom (siehe
Übersicht 2, Seite 116).
Damit Erdwärme für die Hausheizung genutzt werden kann,
sind Bohrungen von mehr als
100 m Tiefe notwendig.
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Übersicht 1: Funktionsschema einer Wärmepumpe
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So funktionieren
Wärmepumpen
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Wärmepumpen arbeiten wie eine MilchWärmerückgewinnung. In einem Verdampfer
entzieht ein flüssiges Kältemittel anstatt der
Milch in diesem Fall der Umwelt (Erde, Luft
oder Wasser) Wärme. Hierbei verdampft das
Kältemittel, da es sogar noch bei ein paar Grad
unter Null siedet (siehe Übersicht 1).
Ein strombetriebener Kompressor verdichtet anschließend das gasförmige Kältemittel.
Dabei steigt nicht nur der Druck, sondern auch
die Temperatur im Gas auf über 50 °C an.
In einem Verflüssiger wird das Gas anschließend entspannt. Dabei verflüssigt es sich wieder
und kühlt ab. Die freigesetzte Wärme wird auf
den Heizkreislauf des Wohnhauses übertragen.
Das Kältemittel fließt zurück zum Verdampfer,
wo der Kreislauf von neuem beginnt.
Einen ausführlichen Bericht über die Arbeitsweise von Wärmepumpen und welche
Pumpe für Ihr Haus geeignet ist, finden Sie in
top agrar, Ausgabe 3/06, Seite 148.
Maßstab für die Leistungsfähigkeit einer Wärmepumpe ist die so genannte Jahresarbeitszahl. Sie gibt Auskunft über das
Verhältnis zwischen dem Stromverbrauch
der Pumpe und der erzeugten Wärmemenge. Beispiel: Eine Jahresarbeitszahl
von 3 bedeutet: Aus einer Kilowattstunde
Strom (1 kWh) erzeugt die Anlage 3 kWh
Wärme für die Heizung.
Aus Sicht von Experten sollte die Jahresarbeitszahl einer Wärmepumpe möglichst über 4 liegen. Denn sie ist nicht nur
ein Maßstab für die Energieeffizienz, sondern auch das alles entscheidende Kriterium für die Wirtschaftlichkeit. „Ob eine
Heizung aus einer teuren Kilowattstunde
Strom 4 oder nur 2,5 kWh Wärme erzeugt, bekommt der Verbraucher nämlich
deutlich im Portemonnaie zu spüren“,
sagt der Energieberater Dr. Joachim
Matthias von der Landwirtschaftskam-
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Wärmepumpen werden mit Strom angetrieben. Einige arbeiten auch mit Gas.
Sie sind allerdings relativ teuer und spielen in der Praxis kaum eine Rolle.
mer Nordrhein-Westfalen in
Münster. Lesen Sie hierzu auch
den Beitrag: „So rechnen sich
Wärmepumpen“ auf der Seite
118. Hinzu kommt: Der Staat
fördert Wärmepumpen – hat
den Geldsegen aber an Mindest-Jahresarbeitszahlen
geknüpft (siehe Übersicht 3, Seite
117). Diese Werte sollten daher
nicht unterschritten werden.
Glaubt man den Herstellern,
sind diese Hürden aber leicht zu
nehmen. Denn das Gros der Firmen wirbt mit Jahresarbeitszahlen von weit über 4.
Überzogene
Versprechungen
Leider werden solche Werte
in der Praxis oft gar nicht erreicht. Das legen zumindest die Ergebnisse eines Langzeittestes in Baden-Württemberg nahe, den
ein Team von Energieexperten zusammen mit der Ortenauer Energieagentur betreut hat.
In dem bislang
einmaligen Projekt
wurde die Leistung
von 33 verschiedenen
Wärmepumpen zwei
Jahre lang überprüft.
Unter den Kandidaten waren jeweils 13
Erd- und Luft-Wärmepumpen sowie sieben GrundwasserWärmepumpen.
Projektleiter Dr.
Falk Auer fasst die Ergebnisse zusammen: „Von den in Ein- und Zweifamilienhäusern zwischen Freiburg im Breisgau
und Baden-Baden getesteten Systemen
erreichten zwar 3 Wärmepumpen Werte
von über 4, das Gros schnitt hingegen
mäßig bis schlecht ab.“ Danach kamen in
der Studie:
■ Erd- und Grundwasser-Wärmepumpen im Mittel auf Jahresarbeitszahlen
von rund 3,4 und
■ Luft-Wärmepumpen auf etwa einen
durchschnittlichen Wert von 2,6.
Auch wenn in der Studie nur wenige
Anlagen geprüft wurden, steht fest: An
den Versprechen der Hersteller darf gezweifelt werden. Außerdem rüttelt das Resultat an der Rentabilität von Wärmepumpen. Beispiel: Eine Erdwärmepumpe mit
Erdsonde kommt bei einem Wärmebedarf
eines Hauses von 25 000 kWh auf Gesamtkosten von 9,87 Ct/kWh – sofern die Jahresarbeitszahl 4 beträgt. Sinkt sie auf 2,5,
kostet die Kilowattstunde 12,82 Ct. Mehrkosten pro Jahr:
740 E.
Die Testergebnisse haben aber
auch Konsequenzen für die staatliche Förderung.
Viele Testkandidaten sind demnach gar nicht
förderwürdig. j
Die Bohrung für
Erdwärmesonden
ist in der Regel
genehmigungspflichtig.
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Übers. 2: Verschiedene Formen von Wärmepumpen
A
B
C2
C1
Grafik:Viessmann
Es gibt drei Möglichkeiten, mit
einer Wärmepumpe die Umgebungswärme anzuzapfen:
A: Luft-Wärmepumpen. Eine etwa
kühlschrankgroße Pumpe in der Nähe
des Hauses oder im Keller saugt die
Außenluft an und übeträgt dessen
Wärme auf die Raumheizung. Für den
Winter ist in der Regel eine zusätzliche Heizung notwendig.
B: Grundwasser-Wärmepumpen.
Hierzu werden zwei Brunnen bis zum
Grundwasser gebohrt. In dem einen
Bohrloch wird das Wasser angesaugt
und zur Wärmepumpe transportiert.
Dort wird dann die Wärme entzogen
und das Grundwasser fließt durch den
zweiten Brunnen zurück in den Boden.
C: Erdwärme-Wärmepumpen. Hierbei
werden mehr als 100 m tiefe Löcher
gebohrt, in denen ein Sole-WasserGemisch die Wärme aus dem Boden
zur Pumpe transportiert (C1). Alternativ kann auch ein Flachkollektor in
etwa 1,2 m Tiefe eingebracht werden
(C2). Dieser benötigt allerdings eine
doppelt so große unbebaute und
schattenfreie Fläche wie die beheizte
Wohnfläche.
Luft-Wärmepumpen schneiden in puncto Energieeffizienz in der Praxis schlecht ab. Wesentlich besser sind Erd-Wärmepumpen.
Bislang reichte allerdings für die Förderung lediglich eine theoretische Berechnung der Jahresarbeitszahl vom Installateur der Anlage aus. Ob dieser Wert auch
in der Praxis erreicht wurde, hat bislang
niemand überprüft.
Konsequenzen für die
Förderung
Das soll sich aber ändern. So heißt es
in einer aktuellen Erläuterung des Bundesumweltministeriums zur Förderung
von Wärmepumpen sinngemäß: Künftig
werden stichprobenweise Antragsunterlagen ausgewertet und vor Ort Untersuchungen durchgeführt. Abweichungen
zwischen der vom Fachunternehmer errechneten Jahresarbeitszahl mit dem im
Praxisbetrieb ermittelten Wert führen
nicht automatisch zur Rückforderung der
Fördersumme. Bei falschen Angaben, Verstößen gegen die Förderrichtlinien oder
bei fehlerhaften und nicht nach den technischen Regeln erfolgten Berechnungen
im Antragsverfahren könne allerdings die
Förderung zurückverlangt werden. Da für
diese Angaben vor allem der Installateur
verantwortlich ist, steht fest: Der Gesetzgeber nimmt weniger den Verbraucher,
sondern vielmehr die Wärmepumpenbranche in die Pflicht.
Viele Fachleute begrüßen dies, denn
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aus ihrer Sicht müssten die Erträge der
Wärmepumpe in der Praxis gar nicht so
schlecht ausfallen. In vielen Fällen seien
nämlich nicht die Pumpen der Grund allen Übels, vielmehr wurden die Anlagen
falsch geplant und die Komponenten nicht
optimal aufeinander abgestimmt.
Das hat auch der Energieberater Elmar Brügger von der Landwirtschaftskammer NRW festgestellt. Der größte
Fehler aus seiner Sicht: Die Differenz zwischen der Wassertemperatur des Vorlaufs
der Heizung und der Temperatur der Wärmequelle (Erde, Luft oder Wasser) ist zu
groß. Denn je kleiner dieser Unterschied,
desto effizienter arbeiten Wärmepumpen.
Ideal ist daher die Kombination einer
Wärmepumpe mit einer Flächenheizung
(Fußboden- oder Wandheizung), die mit
Wassertemperaturen von 30 bis 35 °C
auskommt. Herkömmliche Radiatoren,
wie sie in Altbauten häufig vorkommen,
sind hingegen auf höhere Temperaturen
von bis zu 80 °C angewiesen.
Eine Wärmepumpe ist daher nur in
gut gedämmten Wohnhäusern mit einer
Flächenheizung zu empfehlen. In den
meisten landwirtschaftlichen Anwesen
dürfte sie damit fehl am Platze sein. Denn
viele heizen noch mit alten Heizkörpern.
Auer konnte in seiner Untersuchung
nachweisen, dass alle Systeme mit einer
niedrigen Vorlauftemperatur deutlich bes-
In einem Schlauchsystem fließt ein SoleWasser-Gemisch und nimmt die Wärme
aus dem Boden für die Wärmepumpe auf.
ser abschneiden. Zum Beispiel sparen die
Betreiber von Luft-Wärmepumpen etwa
25 % Strom ein, wenn sie anstatt Radiatoren Fußbodenheizungen einsetzen.
Dennoch kam keine Luft-Wärmepumpe auf eine Jahresarbeitszahl von drei, was
eindeutig zu wenig ist. Das schlechte Ab-
schneiden dieser Syteme ist vermutlich
darauf zurückzuführen, dass im Winter die
Außentemperatur stark sinkt. Dadurch erhöht sich die Differenz zwischen der Temperatur des Heizungswassers und der der
Außenluft, wodurch sich die Leistung der
Wärmepumpe verschlechtert.
Auer rät daher von Luft-Wärmepumpen ab. Besser seien Grundwasser- und
Erd-Wärmepumpen. Wenn sie gut geplant
und fachgerecht installiert werden, schaffen sie Jahresarbeitszahlen von über 4.
Wärmepumpen (rechts im
Bild) sind häufig nicht
größer als ein Kühlschrank.
Sichern Sie sich schriftlich ab
Allerdins kann ein Laie kaum überprüfen, wie gut die Arbeit eines Installateurs ist. Brügger und Matthias empfehlen daher, sich an folgende Ratschläge zu
halten:
■ Die Installation und Abstimmung der
Komponenten einer Wärmepumpe auf
das vorhandene Heizungssystem und auf
die Wärmequelle ist nur etwas für den
versierten Experten. Der Installateur
sollte daher kein Neuling in der Branche
sein. Lassen Sie sich möglichst Referenzadressen des Installateurs geben und fragen Sie Kunden nach deren Erfahrung.
Beachten Sie dabei aber, dass die Vorlauftemperaturen und der Wärmebedarf
eines Hauses Einfluss auf die Jahresarbeitszahl haben. Um aus den Erfahrungen anderer Kunden Rückschlüsse für
Ihr Haus ziehen zu können, sollten die
Voraussetzungen vergleichbar sein.
Erkundigen Sie sich auch nach den
„Heizgewohnheiten“ der Bewohner.
Denn, ob Sie im Winter die Raumtemperatur auf 20 °C oder nur auf 18 °C einstellen, kann sich deutlich in der Jahresarbeitszahl niederschlagen.
■ Lassen Sie sich die Jahresarbeitszahl
für Ihr Haus ausrechnen und vom Installateur schriftlich garantieren. Aber Vorsicht: Fachbetriebe geben gerne mal anstatt der Jahresarbeitszahl die so genannte Leistungszahl (COP) an.
Sie gibt zwar wie die Jahresarbeitszahl
auch das Verhältnis von nutzbarer Wärmeleistung zu aufgenommener Antriebs-
leistung an, wird aber unter standardisierten Bedingungen gemessen und ist nur
eine Momentaufnahme. Aussagekräftiger
und näher an der Praxis ist die Jahresarbeitszahl. Sie ist sozusagen eine Hochrechnung der Leistungszahl auf das ganze Jahr
und berücksichtigt die unterschiedlichen
Betriebszustände einer Heizung.
■ Lassen Sie sich vom Installateur der
Wärmepumpe einen Stromzähler an Ihrer Anlage montieren. Dieser sollte so installiert werden, dass er den gesamten
Stromverbrauch der Anlage erfasst. Bringen Sie außerdem einen Wärmemengenzähler am Ausgang der Pumpe an, der den
Wärmeertrag der Anlage misst.
Zwar kosten Wärmemengen- und
Stromzähler inkl. Einbau bis zu 500 E extra. So können Sie aber kontrollieren, ob
Ihre Heizung auch das liefert, was Ihnen
versprochen wurde. Hierzu lesen Sie die
Zählerstände am Jahresende ab und teilen
die Wärmemenge in kWh durch den
Stromverbrauch in kWh. Als Ergebnis erhalten Sie die Jahresarbeitszahl.
Beispiel: Eine Wärmepumpe erzeugt
16 000 kWh Wärme und verbraucht 4 000
kWh Strom. Die Jahresarbeitszahl berechnen Sie so: 16 000 kWh : 4 000 kWh = 4.
■ Achten Sie darauf,
dass der Installateur den
sog. hydraulischen Abgleich für Ihre Heizung
durchführt.
Das wird oft vergessen. Ein solcher Abgleich
ermöglicht es aber, dass
die Flächenheizung mit
gleichmäßig niedriger
Temperatur arbeitet, was
die Effizienz von Wärmepumpen erhöht.
■ Der Installateur sollte
Ihnen auch die Bedienung der Wärmepumpe
erklären. Viele Verbraucher wissen nicht einmal, dass ihre Heizung von Sommer- auf Winterbetrieb in
der Heizperiode umgestellt werden muss
– von der optimalen Einstellung der Heizkurve ganz zu schweigen.
Wir fassen zusammen
Maßstab für die Energieeffizienz und
Wirtschaftlichkeit von Wärmepumpen ist
die Jahresarbeitszahl. Sie sollte mindestens 4 betragen.
Damit Ihre Pumpe auch solche Werte
erreicht, muss Ihre Heizung mit einer
möglichst geringen Temperaturdifferenz
zwischen der Wärmequelle und dem Heizungswasser auskommen.
Lassen Sie sich zudem vom Installateur die Jahresarbeitszahl schriftlich garantieren. Mit einem Stromzähler und
Wärmemengenzähler an der Wärmepumpe können Sie die Leistung Ihrer Pumpe
selber kontrollieren.
Diethard Rolink
Auf den kommenden Seiten lesen Sie,
wie sich Wärmepumpen rechnen.
Übersicht 3: Das zahlt der Staat Ihnen dazu
Erforderliche
Jahresarbeitszahl
mind. 4,0
Grundwasser- Neubau
Wärmepumpe Altbau
mind. 3,7
Neubau
mind. 4,0
ErdWärmepumpe Altbau
mind. 3,7
Neubau
mind. 3,5
LuftWärmepumpe Altbau
mind. 3,3
Basisförderung
pro m2 Wohnfläche
10 E
20 E
10 E
20 E
5E
10 E
Höchstförderung
2 000 E
3 000 E
2 000 E
3 000 E
850 E
1 500 E
Erhöhung der Förderung um 50 %,
wenn die Jahresarbeitszahl …1)
… mind. 4,7 beträgt
… mind. 4,5 beträgt
… mind. 4,7 beträgt
… mind. 4,5 beträgt
… mind. 4,7 beträgt
… mind. 4,5 beträgt
Ausführliche
Infos zu den
Förderkonditionen finden Sie
auf der Internetseite www.
bafa.de
Sofern Ihre Wärmepumpe diese Jahresarbeitszahlen erreicht, erhalten Sie eine um 50 % höhere Vergütung.
Auch die Förderhöchstgrenze wird dann um 50 % angehoben.
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