Luftwärmepumpe, Erdsonden-Wärmepumpe oder Grundwasser-Wärmepumpe: Was Sie vor der Entscheidung für eine Wärmepumpe wissen und beachten sollten.

Im Folgenden haben wir die wichtigsten Grundlagen zur Entscheidung für eine Wärmepumpe zusammengestellt. Sie erfahren, dass

  • die Temperaturdifferenz zwischen Wärmequelle und Vorlauftemperatur des Heizungswassers entscheidend für die Effizienz der Wärmepumpe sind.
  • die Arbeitszahl (nicht nur der COP-Wert) über 3 liegen sollte.
  • die Kombination mit PV-Anlagen grundsätzlich sinnvoll ist

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Warum die Temperatur über die Effizienz der Wärmepumpe entscheidet

Die Effizienz jeder Wärmepumpenheizung steht und fällt mit der Temperaturdifferenz zwischen Wärmequelle und Vorlauftemperatur des Heizungswassers. Je größer die Differenz, desto schlechter die Effizienz (Jahresarbeitszahl). Jedes Grad Temperaturdifferenz hat rund 2,5 % Einfluss auf die Effizienz. Und damit auf den Strombedarf und den ökologischen Nutzen der Wärmepumpe.

Die Temperaturen der Wärmequellen Grundwasser, Erdreich und Luft

Die Grundwassertemperatur beträgt auch im Winter im Mittel 5 bis 10 °C, bei Erdsonden als Wärmequelle für die Wärmepumpe liegt die Soletemperatur im Mittel im Winter etwa bei 0 °C, bei Luftwärmepumpen – je nach Standort – um einige Grad tiefer.

Die Temperatur auf der Wärmeabgabeseite

Genauso wichtig wie hohe Temperaturen der Wärmequelle sind niedrige Temperaturen auf der Wärmeabgabeseite. Vorlauftemperaturen über 50 °C sind sehr kritisch und für Luftwärmepumpen ein Killerkriterium. Niedrige Vorlauftemperaturen werden dann erreicht, wenn der Energiestandard des Gebäudes gut und die Wärmeabgabeflächen groß sind.

Vorlauftemperaturen über 50 °C sind für alle Wärmepumpen kritisch und für Luftwärmepumpen ein Killerkriterium.

Meistens ist – hydraulisch bedingt – ein Speicher zwischen Wärmepumpe und Heizkreis geschaltet. Die Ladetemperatur des Speichers liegt immer nochmals um einige Grad höher als die erforderliche Vorlauftemperatur des Heizkreises.

Das Temperaturdilemma der Wärmepumpe

Je kälter, desto niedriger ist die Effizienz der Wärmepumpe (weil die Temperaturdifferenz zwischen Wärmequelle und Heizungsvorlauf steigt), und umso höher ist der Wärmebedarf des Gebäudes. Eine Luftwärmepumpe erreicht Vergleich zu einer Erdsonden-Wärmepumpe im selben Gebäude eine um ca. 30 bis 50 % geringere Effizienz.

Zusätzlicher Stressfaktor Warmwasserbereitung

Ein Stressfaktor für jede Wärmepumpe ist die Warmwassererzeugung. Hohe Temperaturen, hohe Verteilverluste (Zirkulationsleitung!) und die Einhaltung von Normen (Legionellenverordnung) führen zu sehr geringen Wirkungsgraden.

Die Gesamteffizienz der Wärmepumpenanlage kann da schon einmal auf 2,5 absaufen (sollte aber – siehe weiter unten – über 4 sein). In Gebäuden mit niedrigem Heizwärmebedarf wird gleichviel Energie für die Warmwasserbereitung benötigt, wie fürs Heizen selbst.

Sanierung eines klassischen Wohnhauses aus den 30ern in Bregenz. Bildnachweis Markus Gmeiner.

Wird ein Gebäude thermisch saniert, stehen alle Wärmepumpen-Optionen offen.

Der Wirkungsgrad einer Wärmepumpe – die Jahresarbeitszahl JAZ

Die Jahresarbeitszahl (JAZ) sagt aus, wie viel Wärme aus dem eingesetzten Strom erzeugt wird. Zum Beispiel bedeutet eine JAZ von 4 für eine elektrische Wärmepumpe, dass für die Erzeugung von 4 kWh Nutzwärme 1 kWh elektrischer Strom erforderlich ist (und somit 3 kWh Energie aus der Umwelt gewonnen wurden). Konkret bezeichnet sie das Verhältnis von jährlich produzierter Wärmemenge (für Heizung und Warmwasser) zur dafür eingesetzten Strommenge.

Im Gegensatz zum vom Hersteller angegebenen COP-Wert berücksichtigt die Jahresarbeitszahl alle Betriebszustände, die während eines Jahres im jeweiligen System vorkommen.

Nur die Jahresarbeitszahl ist deshalb geeignet, die Effizienz einer Wärmepumpenheizung objektiv zu beurteilen.

Die Jahresarbeitszahl (JAZ) darf nicht mit dem COP-Wert der Wärmepumpe verwechselt werden. Der COP-Wert ist ein Messwert auf einem Prüfstand und gibt die Effizienz nur bei einem bestimmten Betriebspunkt an und wird vor allem in Werbeprospekten angeführt.

Die Jahresarbeitszahl kann sowohl in der Planungsphase errechnet, als auch im Betrieb nachgewiesen werden. Erforderlich ist dafür ein eigener Stromzähler für die Wärmepumpe und ein Wärmemengenzähler im Heizkreis. Das ist übrigens auch eine Voraussetzung, damit die Wärmepumpe vom Land gefördert wird (mehr zu Förderungen weiter unten).

Warum soll die Jahresarbeitszahl JAZ größer als 4 sein?

Weil: Je höher die Jahresarbeitszahl, desto geringer ist der Strombedarf und desto niedriger sind die Umweltauswirkungen.

  1. Strombedarf: Bei einer JAZ von 3 braucht die Wärmepumpe ein Drittel (!) mehr Strom, um die benötigte Wärme bereitzustellen, als bei einer JAZ von 4.
  2. Umweltauswirkungen: Für die Klimarelevanz der Wärmepumpenheizung entscheidend ist die Art der Stromproduktion, wenn für Heizung und Warmwasser zusätzlich Strombedarf entsteht. Der stammt im Winter vor allem aus fossilen Kraftwerken und ist entsprechend CO2-belastet. Erst ab einer JAZ von 3 ist die CO2-Bilanz einer Wärmepumpenheizung nennenswert besser als jene einer Öl- oder Gasheizung. Bei einer JAZ von 4 beträgt die CO2-Einsparung gegenüber einem fossilen Heizsystem rund 30 bis 50 %.

Erst ab einer Jahresarbeitszahl von 3 ist die CO2-Bilanz einer Wärmepumpe nennenswert besser als jene einer Öl- oder Gasheizung.

Was sollte ich beachten, bevor ich mich für eine Wärmepumpe als Ersatz des Ölkessels entscheide?

Idealerweise liegen die Vorlauftemperaturen für eine Wärmepumpe unter 35 Grad. Neue Flächenheizungen wie Fußboden- oder Wandheizungen schaffen das. Aber auch bestehende Radiatoren, wenn das Gebäude thermisch saniert wurde. Vorlauftemperaturen über 50 Grad sind hingegen sehr kritisch. Für Luftwärmepumpen ein Killerkriterium. Die Stromkosten sind dann besonders hoch und die Ökobilanz ist mitunter schlechter, als beim Ölkessel zuvor.

Wenn in den kältesten Zeiten des Winters mit einem Kachel- oder Kaminofen zusätzlich geheizt werden kann, verbessert das die Effizienz der Wärmepumpe – insbesondere der Luftwärmepumpe – und verlängert deren Lebensdauer.

Sanierung eines klassischen Wohnhauses aus den 30ern in Bregenz. Bildnachweis Markus Gmeiner.

Die Nutzung der Sonnenenergie – ob zur Strom- oder Wärmegewinnung – ist in Zusammenhang mit einer Wärmepumpe grundsätzlich empfehlenswert.

Ist die Kombination von Wärmpepumpe und Photovoltaik-Anlage sinnvoll?

Die Kombination einer Wärmepumpe mit einer PV-Anlage ist grundsätzlich möglich und sinnvoll. Allerdings deckt die PV nur einen relativ geringen Anteil des Strombedarfes der für die Wärmepumpe im Winter nötig ist. Dies liegt hauptsächlich daran, dass im Winter das solare Angebot und die Erträge der PV-Anlage am geringsten sind. Die Energiebilanz über das ganze Jahr kann zwar ausgeglichen sein, aber der durch die Wärmepumpe direkt genutzte Anteil am selbst produzierten Strom liegt in der Regel nicht über 10 bis 15 % (Basis: EFH Neubau, 4 Personen, 5 kWp).

Auch bei eigener PV-Anlage stammt der große Teil des Stroms für die Wärmepumpe im Winter aus dem Netz und damit aus Kohle- und Gaskraftwerken.

Was gibt es speziell bei Luftwärmepumpen noch zu beachten?

Die Außeneinheit einer Luftwärmepumpe produziert Geräusche in nennenswerter Lautstärke. Für die Schallimmissionen von Luftwärmepumpen gelten behördlich festgelegte Grenzen. Für den konkreten Aufstellungsort wird das vorab durch den Installationsbetrieb geprüft. Unmittelbar beeinflussen lässt sich die Geräuschentwicklung durch den Aufstellungsort und die Dimensionierung der Außeneinheit.

Alle Luftwärmepumpen benötigen systembedingt Energie, um das Vereisen des Wärmetauschers zu verhindern. Dabei kommen je nach Hersteller verschiedene Konzepte mit unterschiedlich hohem Energiebedarf zum Einsatz. Nachfragen lohnt sich.

Damit die Luftwärmepumpe zur Hochform auflaufen kann, müssen viele Voraussetzungen erfüllt sein.

Damit die Luftwärmepumpe zur Hochform auflaufen kann, müssen einige Voraussetzungen erfüllt sein.

 

Welche Förderungen gibt’s für Luftwärmepumpen, Erdsonden-Wärmepumpen und Grundwasser-Wärmepumen?

Wärmepumpen sind Heizsysteme, die erneuerbare Energieträger (Umweltwärme) nutzen. Deren Installation wird deshalb von Bund, Land und in Vorarlberg auch von den Energieversorgern gefördert. Details dazu hier. 

Die Installation einer Wärmepumpe wird von Bund, Land, Energieversorger und einzelnen Gemeinden gefördert.

Die Installation einer Wärmepumpe wird von Bund, Land, Energieversorger und einzelnen Gemeinden gefördert.

 

Werkzeuge und Beratung rund um die Wärmepumpe

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Die Energieberatung im Energieinstitut Vorarlberg informiert produktneutral zur optimalen Heizungswahl. Sie erreichen unsere Profis unter 05572 31 202-112.

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Zuletzt aktualisiert am 23. Januar 2023