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UmweltwärmeSind Wärmepumpen Stromfresser?

14.000-kW-Absorptions-Wärmepumpe zur Nutzung industrieller Abwärme in einem Österreichischen Fernheizwerk.  (Foto: © Reinraum / Wikimedia Commons)
14.000-kW-Absorptions-Wärmepumpe zur Nutzung industrieller Abwärme in einem Österreichischen Fernheizwerk. (Foto: © Reinraum / Wikimedia Commons)

In letzter Zeit mehren sich wieder die Stimmen, die meinen, dass Strom zu edel sei um ihn für Heizzwecke zu verschwenden. Doch fachmännisch geplant können Wärmepumpen nicht nur Heizkosten senken sondern auch einen Beitrag zum Klimaschutz und zur weiteren Integration Erneuerbarer Energien leisten.

10.10.2015 – Wärmepumpen sind keine reinen Stromheizungen. Sie heizen zwar mit Strom, wandeln aber diesen nicht wie beim Wasserkocher 1:1 in Wärme um, sondern nutzen noch andere „Zutaten“: In der Regel ergeben dabei ein Teil Strom und mehrere Teile Umweltwärme, genau die Heizwärme, die man zum Duschen, Waschen und für die Heizung benötigt. Die Effizienz der Wärmepumpe bestimmt sich dabei auf der einen Seite danach, wieviel Umweltwärme man zur Verfügung hat und auf der anderen Seite, wieviel warmes Wasser und zu welcher Temperatur dieses benötigt wird. Dabei gilt die Faustregel: Je höher die Warmwassertemperatur, desto höher ist der Stromverbrauch. Daher sind Wärmepumpen, grundsätzlich effizienter in Niedertemperatursystemen wie z. B. mit einer Fußbodenheizung zu betreiben. Dennoch können auch andere Anwendungen z. B. mit Heizkörpern im Vergleich zur bestehenden oder einer auf fossilen Energieträgern basierenden neuen Heizung effizient sein.

Erdwärme: Teuer in der Anschaffung, günstig im Betrieb

Erdwärmepumpen sind wohl das beste Beispiel dafür, wie effizient eine Wärmepumpe Strom zu Heizungszwecken bereitstellen kann. Sind die Bohrungen oder der Flächenkollektor, mit denen die Erdwärme an die Wärmepumpe herangeführt wird, im richtigen Verhältnis zum Heizwärmebedarf dimensioniert, so sind Arbeitszahlen (Verhältnis von eingesetztem Strom zur produzierten Wärmemenge) von über 4 keine Seltenheit. Einziger Wermutstropfen sind die vergleichsweise hohen Anschaffungskosten von häufig mehr als 20.000 Euro für eine Erdwärmeheizung mit Sondenbohrungen. Dafür bekommt man jedoch auch ein stabiles Heizungssystem, das richtig eingestellt jegliche Wartungsarbeiten nahezu überflüssig macht. Vor allem besticht die Erdwärmepumpe aber durch ihre niedrigen Heiz- bzw. Stromkosten: Für ein modernes Einfamilienhaus mit 120 m2 belaufen sich die Heizkosten häufig auf deutlich unter 1.000 Euro pro Jahr.

So niedrig sind die Stromkosten einer Luftwärmepumpe

Zu den beliebtesten aber auch umstrittensten Wärmepumpen zählt die Luft/Wasser-Wärmepumpe. Sie heißt so, da man die Wärme der Außen- oder auch Innenluft dazu nutzt, um das Heizungs- oder Brauchwasser mit zusätzlichem Strom zu erhitzen. Wieviel zusätzlicher Strom benötigt wird, ist immer schon ein Stein des Anstoßes gewesen. Denn Luftwärmepumpen brauchen mal wenig, mal viel Strom, je nachdem, wie kalt oder warm die Luft gerade ist. Wird die Luftwärmepumpe als alleinige Heizung eingesetzt, so wird Außenluft verwendet. Wie man sich nun unschwer vorstellen kann, erreicht ihr Einsatz unter vorgenannten Bedingungen gerade im Winter nicht die optimalen Betriebsbedingungen. Dennoch ist sie im Ganzjahresbetrieb alles andere als ein Stromfresser und kann locker mit anderen Heizungsalternativen mithalten. Wer sich beim Kauf einer neuen Heizung auch für eine Luftwärmepumpe interessiert, der kann vorab leicht selber überschlägig bestimmen, mit welchen Stromkosten zu rechnen ist. Wer in einem Neubau eine Luftwärmepumpe einsetzen will, der teilt seine Heizlast durch 3,5, wer eine Luftwärmepumpe in einem Altbau betreiben will, der teilt diese durch 2,5. Multipliziert mit dem Strompreis und den Heizstunden – hier können in der Regel etwa 2000 Stunden pro Jahr angesetzt werden – ergibt dann überschlägig ermittelt die jährlich zu erwartenden Stromkosten.

Beispielrechnung:
14 kW / 3,5 x 2.000 h/a x 0,25 €/kWh = 2.000 €

Ölheizungen mit Wärmepumpen ökologisch aufrüsten

Ein weiteres Konzept, eine Luftwärmepumpe insbesondere in einem Altbau mit bestehender Ölheizung einzusetzen, ist die sogenannte Warmwasser-Wärmepumpe. Sie wird im Heizungskeller aufgestellt und profitiert von der warmen Abluft, den die Ölheizung gerade im Winter produziert. Diese wird nun genutzt, um das Wasser fürs Duschen, Baden und Kochen mit Hilfe des Wärmepumpenprozesses zu erwärmen. So wird weniger Heizöl verbraucht und es entstehen weniger Emissionen. Betreibt man die Warmwasser-Wärmepumpe mit Ökostrom, so wertet sie die Ölheizung sogar auch ökologisch auf. Die Stromkosten für eine Warmwasser-Wärmepumpe muss man jedoch über einen kleinen Umweg kalkulieren, da der Normalverbraucher in der Regel nicht seinen Warmwasserverbrauch kennt. Daher bedient man sich eines Schätzwertes: Etwa 40 Liter Brauchwasser werden in der Regel pro Person und Tag benötigt. Bei Heißwassertemperaturen von 40° C entspricht dies einem Energieverbrauch von 1,44 kWh. Für eine vierköpfige Familie entspricht dies einem Energieverbrauch jährlich von insgesamt rund 2.100 kWh

Beispielrechnung:
4 Personen x 1,44 kWh x 365 Tage = 2.102,4 kWh

Nun kann man relativ einfach den Stromverbrauch der Warmwasser-Wärmepumpe abschätzen, indem man diesen Verbrauch wie im obigen Beispiel wieder durch die Jahresarbeitszahl teilt. Legt man eine 3 zugrunde, was bei einer Warmwasser-Wärmepumpe in Kombination mit einer Ölheizung durchaus zu erwarten ist, so benötigt man ganze 700 kWh und dementsprechend etwa 175 Euro pro Person zur Abdeckung des gesamten Warmwasserverbrauchs einer vierköpfigen Familie im ganzen Jahr.

Einsatz von Wärmepumpen zur Netzstabilisierung

Alle vorgenannten Wärmepumpenkonzepte können überdies helfen, Lastspitzen aus dem Stromnetz aufzunehmen. Moderne Wärmepumpen sind bereits vom Hersteller dafür ausgerüstet. Wer beim Kauf auf das Siegel „Smart-Grid-ready“ achtet, der bekommt eine Wärmepumpe, die gezielt gesteuert werden kann, um Strom aus dem Stromnetz oder auch aus der eigenen PV-Anlage aufzunehmen. Die so produzierte Heizwärme wird bei Bedarf direkt verbraucht oder kann im Pufferspeicher zwischengespeichert werden, sodass man diese Wärme um einige Stunden zeitversetzt erst ins Heizsystem einspeist. Werden zukünftig variable Stromtarife flächendeckend eingeführt, so kann man dann die Wärmepumpe sogar so steuern, dass sie immer zum günstigsten Tarif heizt. Robert Doelling

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