Umweltwärme ins Haus geholt - Bequem, wirtschaftlich, zukunftssicher: Elektro-Wärmepumpen
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FORUM
für Energieeffizienz in der
Elektro-Wärmepumpen info 14 Gebäudetechnik e.V.
Bequem, wirtschaftlich, zukunftssicher:
Umweltwärme ins Haus geholt
Eine Technologie mit Zukunft
Der größte Teil des Energieverbrauchs loser Umweltwärme bieten sie ein Effizient und sparsam
im Privathaushalt entfällt auf die Hei- überdurchschnittlich gutes Verhältnis
In gut wärmegedämmten Neubauten
zung und Warmwasserbereitung. Mo- zwischen eingesetzter Energie und
lässt sich mit Elektro-Wärmepumpen
derne Anlagen zur Wärmeversorgung gewonnener Heizwärme.
der heutigen Generation bis zu 75 %
müssen deshalb hohe Anforderungen
des Heizwärmebedarfs aus Umwelt-
erfüllen: Sie sollen nicht nur optimalen
Moderne Wärmepumpen können – wärme gewinnen. Hier bietet sich die
Komfort bieten, sondern auch effizient
je nach Wärmequelle – aus einer Kilo- Möglichkeit, von Anfang an auf eine
und energiesparend arbeiten, damit
wattstunde elektrischer Energie ein energieeffiziente Bauweise zu achten
Energiekosten und Umweltbelastungen
Mehrfaches an Nutzenergie gewinnen. und so ideale Bedingungen für den
möglichst niedrig bleiben. Die Einbin-
Stiftung Warentest sagt dazu: Wärmepumpeneinsatz zu schaffen.
dung regenerativer Energien spielt da-
»Wenn die Voraussetzungen stimmen, Deshalb ist diese Technologie im Neu-
bei eine wachsende Rolle – aus Sicht
liefert die Umwelt etwa 75 % der Ener- bau immer stärker vertreten. Hier eig-
der Verbraucher ebenso wie für die
gie für Heizung und Warmwasser. net sich besonders das Erdreich als
Klima- und Umweltpolitik.
Nur ein Viertel kommt durch den Ein- Wärmequelle (oberflächennahe Geo-
Wärmepumpen können alle diese An- thermie).
satz von Strom (für die Wärmepumpe)
forderungen hervorragend miteinan-
hinzu.« Aber auch bestehende Gebäude kön-
der verbinden. Sie wandeln die im Erd-
nen energetisch optimiert werden und
reich, im Grundwasser oder in der Luft
gute Voraussetzungen für den wirt-
gespeicherte Sonnenenergie in Heiz-
schaftlichen Einsatz von Wärmepum-
wärme um. Durch die Nutzung kosten-
pen bieten. Dadurch fallen die Energie-
kosten im Vergleich zu konventionel-
len Heizungssystemen geringer aus.
Für die Modernisierung eignen sich vor
allem Luft/Wasser-Wärmepumpen, die
die Außenluft als Wärmequelle nutzen.
Sie lassen sich ohne größeren bauli-
chen Aufwand nachträglich installie-
ren. (> Mehr zum Thema Wärmequel-
len auf Seite 6.)
Wasser Erdreich Luft
Wärmepumpen belohnen ihre Betrei-
ber mit geringen Energie- und Betriebs-
Umweltenergie 75 % kosten. Viele Energieversorger bieten
günstige Stromtarife für Wärmepum-
Heizenergie pen an. Sie behalten sich dann in Spit-
zenzeiten des Strombedarfs eine Ab-
schaltung von maximal drei mal zwei
100 %
Stunden pro Tag vor. Dadurch entsteht
25 % für die Nutzer kein Komfortverlust.
Auch der geringe Wartungsaufwand
Antriebsenergie der Wärmepumpen senkt die Kosten.
2
Neu installierte Heizungs-Wärmepumpen in Deutschland pro Jahr
2000 5.700
2001 8.200
2002 8.300
2003 9.800
2004 12.500
2005 18.500
2006 44.000
2007 55.000
2008 62.500
2009 54.800
10.000 20.000 30.000 40.000 50.000 60.000 Stück
Quelle: BWP – Bundesverband Wärmepumpen · www.waermepumpen.de
diese Technologie bereits erfolgreich Neben der Erzeugung von Heizwärme
Konkrete Hinweise zu den Kosten einer am Markt etabliert. So werden in der eröffnen Elektro-Wärmepumpen
Wärmepumpenanlage im Neubau bie- Schweiz 75 % und in Schweden sogar weitere Möglichkeiten zur effizienten
ten z. B. die Website www.co2online.de über 90 % aller Neubauten mit Wärme- Energieerzeugung und zur Steigerung
oder die Stiftung Warentest. Gerne pumpen ausgestattet. des Wohnkomforts.
wird Ihnen Ihr Fachbetrieb, Planer oder Aber auch in Deutschland setzen sich In Kombination mit Solarkollektoren
Energieberater bei dieser Frage weiter- Elektro-Wärmepumpen zunehmend sind sie eine primärenergetisch opti-
helfen. Auch die Hersteller bieten Ihnen am Markt durch, wie die BWP-Statistik male Lösung zur umweltschonenden
Informationen zu möglichen Einspar- zeigt. Nach dem Boomjahr 2008 wur- Warmwasserbereitung.
potenzialen. Mit dem VdZ-Energiekos- den in 2009 wieder rund 55.000 Wär-
tenschieber lässt sich am Beispiel In Neubauten können Wärmepumpen
mepumpen verkauft, damit sind jetzt
einer Musteranlage (Einfamilienhaus) ebenso zur Abwärmenutzung bei kon-
schon über 334.000 Wärmepumpen
ermitteln, wie hoch die mögliche Ener- trollierter Wohnungslüftung wie auch
hierzulande in Betrieb.
giekosteneinsparung mit einer Elektro- zur Kühlung eingesetzt werden. Be-
Wärmepumpe im Vergleich zu einer sonders erdgekoppelte Systeme kön-
nen sehr effizient Kühlenergie bereit-
vorhandenen Heizungsanlage ist. Vielseitige Technologie
(> www.intelligent-heizen.info) stellen (> siehe auch Seite 6 +7).
Wärmepumpen liefern wirtschaftlich
und komfortabel nicht nur Heizwärme, Primärenergiebedarf:
sondern auch warmes Wasser. Im Energiemenge, die zur Deckung des
Ein- und Zweifamilienhaus deckt die Jahresenergiebedarfs eines Gebäudes
Erneuerbare Energien benötigt wird unter Berücksichtigung der
auf dem Vormarsch Wärmepumpe den Warmwasserbe-
zusätzlichen Energiemenge, die durch
darf mit ab. Da die Leistungsbereiche
Erneuerbare Energien gewinnen immer vorgelagerte Prozessketten bei der Ge-
der Geräte immer mehr erweitert wer- winnung, Umwandlung und Verteilung
mehr an Bedeutung für die Strom- und den, wird diese Technologie auch für der jeweils eingesetzten Brennstoffe
Wärmeerzeugung. Europaweit sollen die Wärmeversorgung größerer Wohn- entstehen. (Auszug aus DIN V 4701-10)
sie bis 2020 einen Anteil von 20 % am einheiten zunehmend eingesetzt.
Primärenergieverbrauch erreichen. In
Deutschland will man ihren Anteil an
der Wärmeerzeugung bis 2020 auf rund
14% erhöhen. Dazu sollen gesetzliche
Regelungen wie das Erneuerbare-Ener-
gien-Wärme-Gesetz (EEWärmeG) und
die Energieeinsparverordnung (EnEV)
sowie gezielte Fördermaßnahmen bei-
tragen (> siehe Seite 4).
Der Einsatz von Wärmepumpen ist eine
attraktive und kostensparende Lösung,
um die verstärkte Nutzung Erneuer-
barer Energien zu unterstützen und
die entsprechenden Vorschriften zu
erfüllen. In anderen Ländern hat sich
3
Förderung nach dem MAP
Mit der Verpflichtung zur Nutzung Erneu-
erbarer Energien im Wärmesektor hat
Was wird gefordert, der Staat auch die finanzielle Förderung
solcher Maßnahmen verstetigt. Seit
was wird gefördert? Anfang 2008 fördert das so genannte
Marktanreizprogramm (MAP) zur Nut-
Erneuerbare-Energien- erreichen, die Energieeffizienz zu stei- zung Erneuerbarer Energien effiziente
Wärmepumpensysteme. Das gilt für
Wärmegesetz (EEWärmeG) gern und die Versorgungssicherheit
zu verbessern. Neubauten wie Bestandsgebäude. Der
Seit 1. Januar 2009 legt das EEWärmeG Förderbetrag kann je nach Bauvorhaben
in Neubauten eine Nutzungspflicht für mehrere Tausend Euro betragen. Neben
EnEV 2009
Erneuerbare Energien bei der Wärme- einer Basisförderung werden in Abhän-
erzeugung fest. Damit ist der Einsatz Die Energieeinsparverordnung (EnEV) gigkeit von der Jahresarbeitszahl (JAZ)
entsprechender technischer Lösungen stellt besondere Anforderungen an den und der energetischen Qualität des
gesetzlich vorgeschrieben. Die Nut- Wärmeschutz und die Anlagentechnik Gebäudes zusätzliche Boni gewährt.
zungspflicht muss bei allen Gebäuden (für Heizung, Warmwasserbereitung, Die VdZ Information 12 »Basis- und Bo-
erfüllt werden, für die ab dem 1. Januar Lüftung) im Wohnungsbau. Um den nusförderung im Marktanreizprogramm
2009 ein Bauantrag gestellt wird. Die CO2-Ausstoß zu minimieren und die 2010« enthält alle Informationen über
Bundesländer können darüber hinaus Umwelt zu schonen, legt sie gebäude- die Höhe der Fördermittel und deren
auch bei bereits errichteten Gebäuden bezogene Grenzwerte für den zulässi- Beantragung.
die Nutzung erneuerbarer Energien gen Primärenergieverbrauch fest. Dabei
wird eine Energiebilanzrechnung auf- Weitere Informationen:
vorschreiben. Dies ist z. B. in Baden-
• www.bafa.de
Württemberg seit Januar 2010 der Fall. gestellt, die die gesamte Kette vom
• www.erneuerbare-energien.de
Rohstoff (Primärenergie) über die Ener-
Neben solarer Strahlungsenergie oder
gieerzeugung (Endenergie) bis zum
Biomasse erkennt das EEWärmeG für KfW-Förderung
Verbrauch vor Ort (Nutzenergie) sowie
die Erfüllung der Nutzungspflicht unter Heizungsmodernisierung ist wirksamer
alle dabei auftretenden Verluste be-
anderem auch die Wärmepumpe als Klima- und Umweltschutz. Deshalb
rücksichtigt.
Erneuerbare Energie an. Dabei muss bietet die Kreditanstalt für Wiederauf-
die Wärmepumpe den Wärmeenergie- Die seit Oktober 2009 geltende Neufas- bau (KfW) über verschiedene Förder-
bedarf des Gebäudes zu mindestens sung der EnEV hat die Anforderungen programme günstige Darlehen und
50 % decken. Diese Anforderung wird an den zulässigen Primärenergiebedarf Zuschüsse.
im modernen Neubau in der Regel mehr für neue Wohnhäuser noch einmal um
rund 30 % gesenkt. Grundlage für die • Programme für die Modernisierung:
als erfüllt. Auch die vom Gesetzgeber
»Wohnraum Modernisieren«
vorgegebenen Technikstandards Erteilung einer Baugenehmigung ist die
»Energieeffizient Sanieren«
(> Jahresarbeitszahl) werden von den Einhaltung des maximal zulässigen
meisten gängigen Lösungen erreicht. Primärenergiebedarfs durch eine ent- • Programm für den Neubau:
sprechende Kombination von anlagen- »Energieeffizient Bauen«
Weitere Informationen:
und bautechnischen Maßnahmen. Beim Einbau von Heizungstechnik auf
• www.erneuerbare-energien.de
Systeme auf der Basis Erneuerbarer Basis Erneuerbarer Energien sind die
Energien – wie z. B. Wärmepumpen – entstehenden Kosten im Rahmen der
Parallel zur nationalen Gesetzgebung sind dabei durch ihre positive Primär- KfW-Effizienzhausprogramme förderfä-
hat das Europäische Parlament eine energiebilanz eindeutig im Vorteil. hig (maximal 75.000 Euro pro Wohn-
Richtlinie zur Nutzung Erneuerbarer
einheit in der Sanierung sowie maximal
Energien (RES – renewable energy 50.000 Euro pro Wohneinheit im
sources directive) verabschiedet. Die Jahresarbeitszahl (JAZ) Neubau). Stand: 02.2011
Auf europäischer Ebene wird dabei die berechnet sich aus dem Verhältnis
Weitere Informationen:
Wärmepumpe ebenfalls als wichtiger der in einem Jahr abgegebenen Nutz-
• www.kfw-foerderbank.de
Baustein herausgehoben, um die Aus- wärme zur eingesetzten elektrischen
• www.intelligent-heizen.info
bauziele für Erneuerbare Energien zu Antriebsenergie der Wärmepumpe
(nach VDI 4650).
4
Das spricht für die Wärmepumpe:
Sie ist modern und zukunftssicher So funktioniert die Wärmepumpe
• Nutzung Erneuerbarer Energien In einem geschlossenen Kreislauf zir-
• Erfüllung der neuen gesetzlichen Anforderungen EEWärmeG, EnEV kuliert ein Kältemittel, das auf niedrigem
Temperatur- und Druckniveau verdampft.
In einem Wärmetauscher (Verdampfer)
• Größere Unabhängigkeit von fossilen Brennstoffen
• Senkung der CO2-Emissionen
nimmt dieses Arbeitsmedium Wärme aus
der Umwelt (z.B. Außenluft, Wasser) auf
Sie ist wirtschaftlich und sparsam und verdampft. Ein Verdichter saugt
• Geringer Energieverbrauch den entstandenen Kältemitteldampf an
• Niedrige Energie- und Betriebskosten und presst ihn zusammen (unter Zufuhr
• Geringer Wartungs- und Platzbedarf von Antriebsenergie). Durch die Druck-
• Öffentliche Förderung möglich erhöhung steigt auch die Temperatur –
das Arbeitsmedium wird auf ein höheres
Temperaturniveau »gepumpt«. Im
Sie ist vielseitig und flexibel nachgeschalteten Verflüssiger (Konden-
• Einsatz im Neu- und Altbau sator) gibt das Kältemittel die aufgenom-
• Verschiedene Systeme und Wärmequellen mene Umwelt- und Antriebsenergie an den
• Heizwärme, Warmwasser, Raumkühlung Wasserkreislauf des Heizungssystems ab
• Kombination mit Solaranlagen möglich und verflüssigt sich wieder. Über ein
Expansionsventil wird das flüssige Arbeits-
medium entspannt – der Kreislauf beginnt
von neuem.
Prinzip Wärmepumpe
Umweltenergie Wärmenutzung
Heizwärme und Warmwasser
Verdichten
+ elektrische
Energie
Verdampfen
Verflüssigen
Gasförmiges FCKW-freies
Kältemittel
Flüssiges FCKW-freies
Kältemittel
Entspannen
5
Wärmequellen und
Wärmepumpen:
Die Wahl des richtigen Systems AUSSENLUFT
Wärmepumpen können aus drei Bei Neubauten, bei denen in der Regel Luft/Wasser-Wärmepumpe
Energiequellen gespeicherte noch kein Garten angelegt wurde, ist
Die Wärmequelle Luft ist ebenfalls
Sonnenwärme gewinnen: der Einbau von Erdwärmesonden oder
sehr energiereich und steht überall in
• Außenluft Erdwärmekollektoren unproblematisch.
unbegrenzter Menge zur Verfügung.
• Erdreich
Auch im Gebäudebestand ist diese Luft/Wasser-Wärmepumpen können
(oberflächennahe Geothermie)
Lösung wegen ihrer hohen Effizienz auch bei Außentemperaturen unter
• Grundwasser
anzustreben, aber oft jedoch nicht 0 °C noch effizient Heizwärme gewin-
Welche Energiequelle sich für das je- realisierbar. Dann bieten sich Luft/Was- nen. Bei tiefen Außentemperaturen
weilige Bauvorhaben am besten eig- ser-Wärmepumpen an, die mit wenig erhöht sich aber der erforderliche
net, hängt von verschiedenen Faktoren Aufwand sowohl im Hausinneren als Luftumsatz. Daher kombiniert man die
ab: den Bedingungen vor Ort, der Lage auch im Freien aufgestellt werden Wärmepumpe aus Investitions- und
des Gebäudes, der Größe des Grund- können. Platzgründen häufig mit Elektro-
stücks, dem Wärmebedarf. Ergänzungsheizungen, die so ausge-
Es lohnt sich dazu immer, die Kombi-
legt sind, dass sie bis maximal 5 %
Deshalb ist es sinnvoll, sich qualifiziert nation mit einer Solaranlage zu prüfen.
der Jahresheizarbeit bereitstellen. Es
und ausführlich beraten zu lassen.
ist auch möglich, dass eine Kombina-
tion mit einem zweiten Wärmeerzeu-
ger eingesetzt wird, der während der
kurzen besonders kalten Zeit im Jahr
die Heizung unterstützt.
Luft/Wasser-Wärmepumpen in mono-
energetischer Betriebsweise verfügen
über eine integrierte elektrische Zu-
satzheizung, die zur Abdeckung der
Spitzenlast bei extremen Temperaturen
automatisch zugeschaltet wird.
Luft/Wasser-Wärmepumpenanlagen
lassen sich einfach und kostengünstig
realisieren, da bei der Installation we-
der Brunnenbohrungen noch Erdreich-
arbeiten erforderlich sind.
Die Aufstellung der Geräte erfolgt im
Keller, Erdgeschoss oder im Freien.
6
ERDREICH GRUNDWASSER
Im Erdreich herrschen ganzjährig rela- Sole/Wasser-Wärmepumpe Wasser/Wasser-Wärmepumpe
tiv konstante Temperaturen. Um diese mit Erdkollektoren Grundwasser ist ein guter Speicher für
Wärmequelle mit Wärmepumpen zu
In Tiefen von 1,20 bis 1,50 m bleibt die Sonnenwärme. Mit konstanten Tempe-
nutzen, gibt es grundsätzlich zwei
Erde auch an kalten Tagen warm genug, raturen zwischen 7 und 12 °C ermög-
Möglichkeiten:
um eine Wärmepumpe wirtschaftlich licht es eine sehr gute energetische
Sole/Wasser-Wärmepumpe betreiben zu können. Erdkollektoren Ausbeute. Aufgrund des gleich bleiben-
mit Erdsonden benötigen eine ausreichend große, den, relativ hohen Temperaturniveaus
unversiegelte Grundstücksfläche. Sie der Wärmequelle arbeitet die Wärme-
Vertikal ins Erdreich eingelassene Erd-
sollte ungefähr doppelt so groß sein pumpe das ganze Jahr über mit güns-
sonden sind das meistverbreitete Wär-
wie die zu beheizende Wohnfläche. tigen Leistungszahlen. Voraussetzung
mepumpensystem in Deutschland. Sie
ist, dass ausreichende Wasservorkom-
werden durch Bohrungen von bis zu In den Rohren des Erdkollektors zirku-
men in geeigneter Qualität und Tiefe
100 Metern Tiefe in den Boden einge- liert ein Solegemisch, das die aufge-
vorhanden sind. Durchschnittlich wird
bracht, zeichnen sich durch geringen nommene Wärme zum Verdampfer der
pro Stunde eine Wassermenge von
Platzbedarf aus und profitieren von Wärmepumpe führt. Der Energieent-
240 Litern je Kilowatt Heizleistung
relativ gleichmäßigen Temperaturen zug beträgt je nach geologischen Ver-
benötigt.
(8 – 12° C). hältnissen zwischen 15 und 40 Watt
pro Quadratmeter Gartenfläche/unbe- Für den Einsatz von Wasser/Wasser-
Die Sonde besteht aus zwei U-förmi-
baute Fläche. Erdkollektoren sind kos- Wärmepumpen sind zwei Brunnen-
gen Kunststoffrohren. In ihnen zirku-
tengünstig in der Installation. Sie eig- bohrungen erforderlich. Von einem
liert wie beim Erdkollektor ein umwelt-
nen sich vor allem für Einfamilienhäu- Saugbrunnen wird das Grundwasser
freundliches Solegemisch, das dem
ser mit niedrigem Heizwärmebedarf. zum Verdampfer der Wärmepumpe
Erdboden die Wärme entzieht. Die Ent-
und von dort über einen Schluckbrun-
zugsleistung liegt je nach Bodenbe-
nen wieder zurück in die Erde geführt.
schaffenheit zwischen 30 und 100 Watt
pro Meter Erdwärmesonde.
Je nach Wärmepumpe und geologi-
schen Verhältnissen können mehrere
Sonden zu einer Anlage zusammen-
geschaltet werden, so dass sich auch
größere Gebäude (über 100 kW Heiz-
wärmebedarf ) problemlos mit Erd-
wärme versorgen lassen. Je nach Va-
riante kann die Wärmepumpe bei die-
sem System im Sommer auch zum
Kühlen genutzt werden.
7
Einsatz unter optimalen Bedingungen
Damit die Elektro-Wärmepumpe ihre Optimal arbeiten Wärmepumpen daher Pufferspeicher
Vorteile voll entfalten kann, müssen in Verbindung mit Niedertemperatur-
Wärmepumpen benötigen für den
die entsprechenden Bedingungen vor- Heizsystemen (z. B. Fußboden- oder
einwandfreien Betrieb eine Mindest-
liegen. Erstes Kriterium ist die Diffe- Wandheizungen) mit Vorlauftempera-
Durchflussmenge an Heizungswasser.
renz zwischen der Wärmequellen- und turen von ca. 35 °C. Aber auch bei
Um einen störungsfreien Betrieb zu
der Heiztemperatur. Je kleiner diese höheren Vorlauftemperaturen (bis zu
gewährleisten, ist grundsätzlich der
Differenz, desto effektiver lässt sich 55 °C) können sie – in Verbindung mit
Einsatz von Pufferspeichern zu emp-
die Wärmepumpe einsetzen. großflächigen Radiatoren/Heizkör-
fehlen. Sie dienen zur hydraulischen
pern – effizient eingesetzt werden.
Ebenso entscheidend ist die System- Entkoppelung der Volumenströme im
temperatur, die vom Verhältnis zwi- Eine Senkung des Wärmebedarfs durch Wärmepumpen- und Heizkreis und ge-
schen Heizwärmebedarf und installier- Modernisierungsmaßnahmen wirkt ben dem Gesamtsystem eine gewisse
ten Heizflächen bestimmt wird. Je ge- sich positiv auf die Systemtemperatur Stabilität und Funktionssicherheit.
ringer die Systemtemperatur einer und damit auf den effizienten Einsatz
Vor allem bei Heizungsanlagen mit
Wärmepumpenanlage, desto günsti- der Wärmepumpe aus. Nachträgliche
Konvektoren sind die Wassermengen
ger fällt die Jahresarbeitszahl aus und Verbesserungen des Wärmeschutzes
im System in der Regel gering. Bei
desto niedriger sind die Energiekosten. (z.B. Isolierverglasung, Wärmedäm-
solchen Anlagen sollte ein Pufferspei-
Als Faustformel für die Abhängigkeit mung von Fassade, Kellerdecke, Dach),
cher entsprechender Größe eingesetzt
zwischen Temperatur und Energiekos- aber auch der Einbau von Anlagen zur
werden, um ein zu häufiges Takten
ten gilt: Wenn die Vorlauftemperatur kontrollierten Wohnungslüftung mit
(Ein- und Ausschalten) der Wärme-
um 1 °C steigt, erhöhen sich die Ener- Wärmerückgewinnung können den
pumpe zu vermeiden.
giekosten um ca. 2 %. Wärmebedarf erheblich reduzieren
und den Betrieb der Wärmepumpe
optimieren: Niedrigere Vorlauftempe-
6
raturen bedeuten höhere Jahres-
arbeitszahlen.
5
Sole/Wasser-Wärmepumpe
Jahresarbeitszahl [-]
4
Bis Ende der 70er Jahre galt für Heiz-
3
Luft/Wasser-Wärmepumpe systeme eine Vorlauftemperatur von
2
90 °C und eine Rücklauftemperatur
1 von 70 °C. Mit der Einführung der Nie-
dertemperaturkessel Anfang der 80er
0
30 35 40 45 50 55 60 Jahre: 75° Vorlauf und 60° Rücklauf.
maximale Systemtemperatur in °C
Danach wurde weiter auf 70°/55 °C ver-
ringert. Durch moderne Heizkörper
lässt sich bei gleichem Platzbedarf rund
50 % mehr Übertragungsfläche gewin-
nen. Dadurch reduziert sich die Vorlauf-
temperatur um etwa 10 °C.
Das bedeutet: Oft können schon
durch den Austausch einzelner Heiz-
körper Systemtemperaturen erzielt
werden, die für Elektro-Wärmepum-
pen nutzbar sind.
8
Passivsystem Aktivsystem
• Nutzung natürlicher Kältesenkung • Nutzung von Wärmepumpen
• Kühles Erdreich / kühle Nachtluft
• Nutzung von Speichereffekten
Gebläsekonvektor
Fußbodenheizung 7°C
15°C
12°C
20°C
Mit der
Wärmepumpe
kühlen Erdreich
Erdreich
Bei der passiven Kühlung wird die Bei der aktiven Kühlung wird die
»
niedrige Temperatur des Grundwas- Kühlleistung der Wärmepumpe auf
Behagliche Raumtemperaturen sind
sers oder des Erdreichs über einen das Heizsystem übertragen.
unabdingbar für das menschliche Wohl-
Wärmetauscher auf das Heizsystem Der Verdichter der Wärmepumpe
befinden. Bei zu tiefen und zu hohen
übertragen. Der Verdichter der Wär- wird eingeschaltet, die Wärme-
Raumtemperaturen nimmt die Leis-
mepumpe wird nicht eingeschaltet, pumpe ist »aktiv«.
tungsfähigkeit des Menschen stark ab.
die Wärmepumpe bleibt »passiv«.
Deshalb rückt auch für Wohngebäude
die Kühlung an heißen Sommertagen
immer mehr in den Blickpunkt. Bei hohen Kühlleistungen kann die Je nach Kälteverteilungs-System liegen
Kühlsysteme in Verbindung mit Wärme- Temperatur im Erdreich allmählich die Kühlwasser-Temperaturen zwischen
pumpen können häufig mit geringem ansteigen, damit verringert sich zwar + 8 °C und + 16 °C. Bei der Flächenküh-
Energieaufwand auch bei hohen die Kühlwirkung im Sommer, die so lung muss die Temperatur des Kühlwas-
Außentemperaturen ein sehr behagli- gespeicherte Energie kann dafür spä- sers oberhalb der Taupunkt-Temperatur
ches Raumklima gewährleisten – z. B. ter wieder für Heizzwecke eingesetzt liegen, um Kondensatausfall zu vermei-
über die Fußbodenheizung, Wand- werden. den. Bei Gebläsekonvektoren können
oder Deckenheizungen. Vor allem mit die Kühlwasser-Temperaturen unter-
Erdreichkollektoren eignen sich nur
erdgekoppelten Systemen lässt sich halb des Taupunktes abgesenkt wer-
bedingt für die passive Kühlung. Die
sehr effizient eine passive oder aktive den; dadurch kann der Raumluft (durch
Bodentemperatur in oberflächennahen
Kühlung erreichen. Aber auch Luft/ Kondensatausfall) neben der fühlbaren
Bereichen ist sehr stark von der Außen-
Wasser-Wärmepumpen eröffnen die auch latente Wärme entzogen werden.
temperatur abhängig. Bei einem zusätz-
Möglichkeit der aktiven Kühlung. lichen Wärmeeintrag über einen länge-
Dafür muss die Anlage entsprechend ren Zeitraum steigt die Temperatur über
geplant und das geeignete Produkt Größere Anlagen (Leistung über 50 kW)
15 °C an, so dass keine Kühlung mehr
ausgesucht werden. können durch das Zusammenschalten
möglich ist.
mehrerer Wärmepumpen aufgebaut
Da die Grundwasser-Temperatur im werden. Mit dem entsprechend liefer-
Sommer nicht über 14 °C steigt und die baren Zubehör lassen sich Sole/Was-
Erdreich-Temperatur deutlich unter der ser-Wärmepumpen bzw. Wasser/Was-
Außentemperatur bleibt, kann bei nor- ser-Wärmepumpen problemlos elek-
malen Wohnhäusern der Kühlbedarf trisch und hydraulisch verbinden.
gedeckt werden. Über einen Wärme- Auch mit der Wärmequelle Luft sind
tauscher wird die niedrige Temperatur Großanlagen inzwischen realisierbar.
des Erdreichs auf das Heizungswasser Gerade bei der Planung größerer Wär-
übertragen und so für die Kühlung mepumpen-Anlagen bietet sich die
über Flächenheizungen oder Gebläse- Nutzung der Kühlleistung an. Der Vor-
konvektoren genutzt. Dabei läuft der teil dieser Zusatzfunktion kommt beson-
Kompressor der Wärmepumpe nicht, ders bei gewerblichen und industriellen
er bleibt passiv, daher auch der Begriff Anwendungen zum Tragen.
»passive Kühlung«.
9
Betrachtung des Gesamtsystems
Eine effiziente Versorgung mit Heizwär- Der Heizungs-Check – hydraulisch NICHT abgeglichene Anlage
me ist nur möglich, wenn die Wärme Transparentes Inspektionsverfahren
geringer Widerstand =
optimal im Gebäude und den einzelnen zum Energiesparen großer Durchfluss
Räumen verteilt wird. Die energetische
Optimierung des Wärmeversorgungs- Der von der VdZ entwickelte Heizungs- großer Widerstand =
geringer Durchfluss
systems hängt wesentlich vom Zusam- Check nach DIN EN 15378 bietet ein
menspiel aller beteiligten Komponen- schnelles und kostengünstiges, aber
ten ab. Dies beginnt beim Abgleich von aussagekräftiges Verfahren, um die
Wärmequellen- und Heiztemperatur: gesamte Heizungsanlage (Wärmeer-
Eine geringe Temperaturdifferenz wirkt zeugung, -verteilung und -übergabe)
sich vorteilhaft auf den Einsatz der energetisch zu beurteilen.
Wärmepumpe aus. Der Heizungs-Check untersucht:
Der Energieverbrauch in modernen oder • Abgasverlust hydraulisch abgeglichene Anlage
modernisierten Gebäuden mit optima- • Wärmeverlust über Kesseloberfläche Durchflussbegrenzung
zum Abgleich
lem Wärmeschutzstandard hängt we- • Wärmeverlust über Abgassystem
sentlich von der Auslegung der Heiz- • Brennwertnutzung
flächen ab. Ausschlaggebend ist dabei • Kesselüberdimensionierung
weniger die Art der Heizflächen (z. B. • Heizkesselregelung
Heizkörper, Fußbodenheizung) als ihre • Hydraulischer Abgleich Vorlaufventil
Dimensionierung. Ziel ist dabei die • Überdimensionierung der Pumpe Thermostatventil
Absenkung der Vorlauftemperatur. • Rohrleitungsdämmung
Pumpe
Rücklauf-
• Regelungseinrichtung der Heizkörper Regulierventil mit verschraubung
Unerlässlich ist ein sorgfältig berech- Membranregler
neter und dokumentierter Hydrauli-
scher Abgleich. Nur so lassen sich
die zentrale Temperaturregelung, die
hocheffiziente regelbare Pumpe und
die Begrenzung des Heizwasservolu-
menstroms (durch voreinstellbare
oder begrenzbare Thermostatventile)
optimal einstellen.
Der Heizungs-Check bringt Klarheit
Gute Ausgangslage für die Planung
einer Wärmepumpe im Bestand ist der
Heizungs-Check. Der Fachbetrieb be-
wertet alle potenziellen Schwachstel-
len der alten Heizungsanlage vom
Kessel bis zum Thermostatventil und
kann so eine maßgeschneiderte Emp-
fehlung abgeben, welches System zu
diesem Gebäude passt.
10Häufig gestellte Fragen
zum Thema Wärmepumpen
Wie stark sind Wärmepumpen in Welche Wärmequellen kann ich Welches System zur
Deutschland schon verbreitet? nutzen, bzw. welche Wärmequelle Wärmeverteilung brauche ich?
Die Nachfrage ist in den letzten Besonders effizient arbeiten Wär-
ist die beste?
Jahren stark gestiegen. 2009 war Grundsätzlich können das Erdreich, mepumpen in Zusammenhang mit
jeder zehnte in Deutschland das Grundwasser oder die Außenluft Fußbodenheizungen und vergleich-
installierte Wärmeerzeuger ein als Wärmequelle dienen. Welche baren Systemen, also in Verbindung
Wärmepumpen-System! Lösung die beste ist, hängt von den mit Vorlauftemperaturen bis ca. 35 °C.
Bedingungen des Einzelfalles ab (z. B. Aber auch bei herkömmlichen Radia-
Neu- oder Altbau, Lage des Gebäudes, torenheizungen können sie vorteil-
Grundstücksgröße, Wärmebedarf ). haft eingesetzt werden.
Wo kann ich die Wärmepumpe
aufstellen?
Im Keller, im Erdgeschoss, im Freien.
Sind Wärmepumpen sehr anfällig?
Nein, die modernen Geräte haben
eine lange Lebensdauer und geringen
Wartungsbedarf!
Lassen sich Wärmepumpen nur im
Neubau sinnvoll einsetzen? An wen kann ich mich wenden,
Nein, auch in bestehenden Häu-
wenn ich mich für eine Wärme-
pumpe interessiere?
Sorgfältige individuelle Beratung
sern kann man mit einer Wärme-
pumpe wirtschaftlich heizen und
warmes Wasser bereiten. und Planung sind Voraussetzungen
dafür, dass die Wärmepumpe optimal
arbeitet. Deshalb ist ein qualifizierter
Habe ich mit einer Wärmepumpe Heizungsfachbetrieb der wichtigste
auch im Winter ein warmes Haus Ansprechpartner.
oder brauche ich noch einen
zusätzlichen Wärmeerzeuger? Kann ich Fördermittel bekommen,
Moderne Wärmepumpen garan-
wenn ich eine Wärmepumpe ein-
bauen lasse?
Wärmepumpen werden z. B. über
tieren auch bei niedrigen Außentem-
peraturen eine effiziente Wärmever-
sorgung. Je nach System und Wärme- das »Marktanreizprogramm« (MAP)
quelle kann es allerdings wirtschaft- vom Staat gefördert. Außerdem
lich sinnvoll sein, für die wenigen bieten häufig auch Kommunen und
sehr kalten Tage im Jahr eine Ergän- Energieversorger entsprechende
zungsheizung zu installieren. Förderprogramme an.
www.intelligent-heizen.info
www.forderdatenbank.de
VdZ info 12
11Europäisches Prüfzeichen bürgt für Qualität
t ypost udio f riedric h gmbh · köln
Ein Zeichen, auf das man sich verlas-
sen kann, ist das EHPA-Qualitätslabel
Das Wichtigste für Wärmepumpen. Es wurde ge-
schaffen, um nachhaltig ein hohes
auf einen Blick Qualitätsniveau von Wärmepumpen
zu gewährleisten. Im EHPA Gütesiegel
Im Hinblick auf die Nutzung erneuerbarer Energien, auf sind technische und planerische
Energie- und Energiekosteneinsparung sowie CO2-Mini- Qualitätsrichtlinien für Wärmepum-
mierung ist die Wärmepumpe eine attraktive Lösung – pen festgelegt, um eine hohe Energie-
im Neubau wie auch bei der Heizungsmodernisierung. effizienz und Betriebssicherheit von
Wärmepumpen erfüllen die neuesten gesetzlichen Wärmepumpenanlagen zu gewähr-lei-
Auflagen und bieten einen eleganten Weg zur Nutzung sten.
erneuerbarer Energien.
Der geringe Energiebedarf der Wärmepumpe ermöglicht
niedrige Energiekosten für die Heizung und Warmwasser-
bereitung. Er führt zu einer nachhaltigen Einsparung von
Primärenergie und CO2-Emissionen. Aufwand nachträglich installiert werden können. Ihre Einbin-
Die Elektro-Wärmepumpe ist eines der effizientesten dung in das vorhandene Heizsystem ist problemlos möglich.
Systeme zur Erzeugung von Heizwärme und Warmwasser Die für eine hohe Effizienz der Wärmepumpenanlagen erfor-
durch Nutzung von kostenloser Umweltwärme. derlichen geringen Vorlauftemperaturen sind bei vorhandenen
Als Wärmequelle stehen mit Erdreich, Grundwasser und Anlagen häufig schon durch Verbesserung des baulichen Wär-
Außenluft drei Varianten zur Verfügung. meschutzes gegeben. Sie können in vielen Fällen aber auch
durch den Einbau neuer Radiatoren/Heizkörper mit größeren
Die große Anlagenvielfalt und das breite Leistungsspek-
Wärmeübertragungsflächen erreicht werden.
trum moderner Wärmepumpen ermöglichen individuelle,
bedarfsgerechte Lösungen für Ein-, Zwei- und Mehrfamilien- Wärmepumpen lassen sich sehr gut mit der Nutzung von
häuser oder andere Objekte. Solarthermie (Solarkollektoren) verknüpfen.
Im Neubau sind besonders erdgekoppelte Systeme zu Über die Wärmepumpe ist auch eine Kühlung des Gebäudes
empfehlen. Im Gebäudebestand bietet sich vor allem der möglich.
Einsatz von Luft/Wasser-Wärmepumpen an, die mit wenig Die Einsatzbereiche der Wärmepumpen werden stetig erweitert.
Aktuelle Informationen rund um das Thema Energieeinsparung • Brennwert- und Solartechnik
bei Gebäuden bietet die VdZ auch mit folgenden Broschüren: • Umweltwärme ins Haus geholt
• KfW-Förderung: Energieeffizient Sanieren
• Heizungsoptimierung mit System
Programme 152 + 430 (Auszüge)
• Energieausweis für Wohngebäude
• Hydraulischer Abgleich
• Effiziente Wärmeversorgung durch Systemoptimierung
• Basis- und Bonusförderung im Marktanreizprogramm Die Broschüren können bei der VdZ bezogen werden.
Die VdZ – FORUM für Energieeffizienz in der Gebäudetechnik e.V. – bildet die Die VdZ publiziert diese Informationsschriften für Fachbetriebe, die Heizungs-
Plattform für den fachlichen Austausch zwischen den Verbänden der Heizungs- systeme installieren, sowie zur Weitergabe an deren Kunden.
industrie, des Heizungsgroßhandels und der Verbände der Verarbeiter.
Überreicht durch: Ausgabe: Februar 2011
Herausgeber:
FÖGES – Fördergemeinschaft
Gebäude- und Energiesysteme GmbH
Robert-Koch-Platz 4
10115 Berlin
Tel. 030 2787 4408-0 FORUM für
Fax 030 2787 4408-9 Energieeffizienz in der
info@vdzev.de Gebäudetechnik e.V.
www.vdzev.de
www.intelligent-heizen.infoSie können auch lesen
