WDR 2 Quintessenz - Wärmepumpen: Energie aus der Erde

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Mann erklärt einer Frau eine Wärmepumpe

Wie funktionieren Wärmepumpen?

Eine Wärmepumpe funktioniert nach dem selben technischen Prinzip wie ein Kühlschrank: Beim Kühlschrank wird mit Hilfe einer speziellen Flüssigkeit (Kältemittel) und eines Kompressors die Wärme aus der Luft im Innern des Kühlschranks „herausgezogen“. Diese Wärme findet sich dann an den Kühlrippen an der Rückseite des Gerätes wieder. Würde man diese Abwärme nutzen, hätte man eine Wärmepumpe. Um ein ganzes Haus zu beheizen, braucht man allerdings erheblich leistungsstärkere Geräte.

Woher kommt die Wärme?

Grundwasser, Erdboden, Abwasser, Außenluft, Abluft – Wärme kann aus allen möglichen Quellen genutzt werden.

• Die effizienteste Form ist die Wasser-Wasser-Wärmepumpe, bei der ein 15 bis 30 Meter tiefer Brunnen gebohrt wird, aus dem dann das erdwarme Wasser energetisch genutzt wird.
• Bei der Sole-Wasser-Wärmepumpe wird die natürliche Oberflächenwärme der Erde genutzt. Dazu bohrt man entweder eine bis zu 100 Meter tiefe Erdsonde, oder man verlegt Flächen- (bis 1,5 Meter tief) oder Spiralkollektoren (bis sechs Meter) ins Erdreich.
• Die geringste Effizienz weist die Luft-Wasser-Wärmepumpe auf, bei der der normalen Außenluft oder der (sonst ungenutzt dem Haus entweichenden) Abluft die Restwärme entzogen wird. Das funktioniert sogar bei Außentemperaturen von bis zu minus 20 Grad! Wichtig ist nur, dass die Außentemperatur höher liegt als der Siedepunkt des verwendeten Kältemittels.

Die Luft-Wasser-Wärmepumpe ist am weitesten verbreitet, da sie mit geringem technischen Aufwand und somit vergleichsweise preiswert installiert werden kann.

Können Wärmepumpen auch nachträglich eingebaut werden?

Grundsätzlich können auch bestehende Heizungsanlagen in Altbauten mit Wärmepumpen nachgerüstet werden. Es gilt dabei allerdings, einige wesentliche Voraussetzungen zu beachten. Die wichtigste: Das Haus sollte gut gedämmt sein. Die Effizienz jeder Heizung sinkt, je geringer ein Haus gedämmt ist. Das gilt für Wärmepumpen-Heizungen besonders, weil diese mit einer relativ geringen Vorlauftemperatur (maximal 60 Grad) arbeiten. Am besten geeignet für Wärmepumpen sind daher Fußbodenheizungen oder Heizkörper mit großer Oberfläche.

Zu beachten ist auch, dass bei einer Nachrüstung der Installationsaufwand vergleichsweise höher ist als bei einem Neubau. Bei den für Nachrüstungen häufig verwendeten Luft-Wasser-Wärmepumpen ist zu beachten, dass dabei ein Ventilator mit Kühleinheit außerhalb des Hauses montiert wird. Hier müssen unter anderem Lärmschutzvorschriften und Nachbarschaftsinteressen berücksichtigt werden!

Die häufigsten Fehler beim Einbau

Mängel bei der Wärmequelle: Die Wärmepumpenanlage ist zu knapp ausgelegt worden. Es wurde an der Erdwärmepumpe gespart. Sie liefert zum Beispiel aufgrund zu kurzer Sonden nicht die benötigten Mengen an Wärme. Manchmal wird auch die vorhandene Wärme im Erdreich nicht richtig eingeschätzt, und es kommt dadurch zu einer Fehlplanung. Hier hilft der Geologische Dienst Nordrhein Westfalen.

Baumängel: Die Ausführung der Wärmepumpen-Anlage ist mangelhaft. Die Sonden der Wärmepumpe sind nicht tief genug in die Erde gebohrt worden. Die Leitungen zum Haus oder im Haus selber sind nicht ausreichend wärmegedämmt. Die Regelung der Wärmepumpe ist falsch eingestellt, die Temperaturfühler sind falsch montiert. Der hydraulische Abgleich der Heizungsanlage wurde nicht richtig durchgeführt.

Die Heizkörper im Haus werden nicht gleichmäßig durchflossen. Der Elektroheizstab, Notheizstab, falls die Wärmepumpe ausfällt, im Pufferspeicher ist auf Dauerbetrieb eingestellt und frisst enorm viel Strom. Der Heizstab sollte aus gestellt sein.

So arbeitet eine Wärmepumpe effektiv

Sehr sparsam arbeitet die Wärmepumpe, wenn sie im Verhältnis zur gewonnenen Wärme nur ein Viertel an Strom verbraucht. Beispiel: Für 2.000 Kilowattstunden Wärme werden 500 Kilowattstunden Strom benötigt. Kontrolle ist wichtig: Der Nutzer einer Wärmepumpe sollte unbedingt regelmäßig überprüfen, ob das Verhältnis zwischen Stromverbrauch und Wärmegewinnung stimmt. Die Wärmepumpe muss über einen Wärmemengenzähler und einen Stromzähler verfügen.

Schriftliche Vereinbarung mit dem Anbieter schafft Sicherheit

Wer schriftlich vereinbart, wie viel Wärme eine Wärmepumpe abgeben muss, also Mindestjahres-Arbeitszahl, kann Ansprüche geltend machen, falls diese zugesicherte Effizienz nicht erreicht wird. In diesem Fall muss sich der Anbieter an den zusätzlichen Stromkosten der Wärmepumpe beteiligen.

Ausführung aus einer Hand

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Sinnvoll ist, Planung, Installation und Wartung der Anlage in eine Hand zu legen. Bei Problemen kann niemand den Schwarzen Peter dem anderen zuschieben. Damit eine Wärmepumpe von Anfang an gut läuft, kommt es vorher auf eine umfassende Beratung an. Dabei sollte auch der Wärmebedarf und eine anständige Wärmedämmung des Hauses berücksichtigt werden.