So funktionieren Wärmepumpen
Wärmepumpen gelten als nachhaltige und effiziente Anlagen, um Wärme in Gebäuden zu erzeugen. Denn sie greifen nicht auf fossile Ressourcen zurück, sondern wandeln Wärme aus der Umgebung mithilfe von Strom in nutzbare Energie um. Dabei sollte der Stromverbrauch natürlich niedriger sein als die Energiegewinnung. Je höher der Wirkungsgrad einer Wärmepumpe, desto effizienter arbeitet sie. Der Wirkungsgrad wird durch die sogenannte Jahresarbeitszahl (JAZ) definiert. In der Praxis gilt grundsätzlich: Je höher die JAZ ist, desto besser, weil dann weniger Strom für die Heizleistung verwendet werden muss.
Grob erklärt funktionieren Wärmepumpen nach folgendem Prinzip: Umgebungswärme gelangt über ein Kältemittel in einem Rohrsystem in den Kompressor, der das Mittel verdichtet und in den Wärmetauscher transportiert. Dort wird die Wärme an das Heizsystem des Gebäudes übertragen. Bei Abgabe der Wärme verflüssigt sich das Mittel wieder und fließt über ein Expansionsventil zurück in den Verdampfer.
Es gibt drei Arten von Wärmepumpen, die sich vornehmlich in der Wärmequelle unterscheiden:
- Luft-Wasser-Wärmepumpe: Die bisherige Standardlösung, da am einfachsten und günstigsten zu installieren. Die Wärme wird hier aus der Umgebungsluft entnommen.
- Sole-Wasser-Wärmepumpe: Sehr effizient, die Wärme wird aus dem Erdreich entnommen. In der Regel sind aber Tiefenbohrungen notwendig.
- Wasser-Wasser-Wärmepumpe: Eine ebenfalls höchst effiziente Lösung, die Wärme stammt hier aus dem Grundwasser. Zur Installation sind aber Erdarbeiten notwendig, um zwei Brunnen zu erschließen.
Auch für Unternehmen ist diese Art der Energiegewinnung interessant. Gewerbliche Wärmepumpen müssen allerdings deutlich mehr Leistung erzeugen als Modelle für Einfamilienhäuser. Für eine Fläche von 500 Quadratmetern sollte eine Wärmepumpe eine Heizleistung von mindestens 60 kW erbringen. Aber gerade in Verbindung mit Photovoltaikanlagen können Heizungen auch für große Gewerbeflächen vollkommen regenerativ betrieben werden.
Vor- und Nachteile von Wärmepumpen
Die Vorteile von Wärmepumpen klangen bereits an, hier nochmal in der Übersicht:
- In Kombination mit einem Ökostromanbieter oder einer Photovoltaikanlage kann mit einer Wärmepumpe klimaneutral geheizt werden.
- Die Verbrauchs- und Betriebskosten sind deutlich geringer als bei Öl- oder Gasheizungen.
- Eine Wärmepumpe kann auch kühlen und so die Kosten für eine Klimaanlage einsparen.
- Es gibt Fördermöglichkeiten, die den Austausch herkömmlicher Heizungen subventionieren.
Dennoch sind auch einige Nachteile zu berücksichtigen:
- Wird im Gebäude mehr Wärme benötigt als die Wärmepumpe aktuell fördern kann, springt in der Regel ein Heizstab ein, der mit Strom betrieben wird und dann für zusätzliche Kosten sorgt.
- Wenn ein Gebäude über eine ungenügende Dämmung verfügt, geht zu viel Heizwärme ungenutzt verloren.
- Für sehr kalte Regionen mit tiefen Minustemperaturen eignen sich Wärmepumpen bisher nicht.
- Der Preis für Anschaffung und Installation ist vergleichsweise hoch und in den letzten Jahren durch das gestiegene Interesse massiv in die Höhe geschossen. Das gilt in ähnlicher Weise auch für die Strompreise.
Für welche Unternehmen sich Wärmepumpen eignen
Generell lohnt sich der Einbau einer Wärmepumpe nur, wenn die Summe der Einsparungen beim Gas beziehungsweise Öl größer sind als der erhöhte Stromeinsatz, den der Betrieb der Pumpe verursacht. Und natürlich muss die Leistung einer Wärmepumpe ausreichen, um auch größere Gewerbeflächen zu heizen. Für Unternehmen gibt es spezielle Großwärmepumpen, die mit bis zu 2.500 kW arbeiten. Diese Anlagen haben den Vorteil, dass sie neben den gängigen Wärmequellen oft auch vorgewärmte Abluft oder Abwasser nutzen und ihre Wärme in Nah- und Fernwärmenetze einspeisen können.
Unternehmen können auch mehrere Wärmepumpen in der sogenannten Kaskadenschaltung miteinander verknüpfen. Der Vorteil: Die Leistung wird an den Heiz- oder Kühlbedarf angepasst; das erhöht die Wirtschaftlichkeit.
Wärmepumpen im Kostencheck
Luft-Wasser-Wärmepumpen für Häuser kosten bereits mehr als 20.000 Euro inklusive Installation (Stand Februar 2023), für Erdwärme- und Grundwasserwärmepumpen belaufen sich die summierten Mindestkosten auf rund 40.000 Euro. Durch die Förderung vom Staat von bis zu 40 Prozent lässt sich jedoch viel Geld einsparen. Großwärmepumpen für die Industrie sind deutlich teurer, die Gesamtinvestitionskosten können je nach Größe schnell sechsstellig werden.
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