Wärmepumpe: Systeme, Jahresarbeitszahl und Photovoltaik-Kopplung

Eine Wärmepumpe entzieht der Umgebung - Luft, Erdreich oder Grundwasser - Wärme auf niedrigem Temperaturniveau und hebt sie mit einem Kältekreis auf Heiztemperatur. Der eingesetzte Strom treibt dabei nur den Verdichter an, die Wärme selbst kommt von draußen. Deshalb entstehen aus einer Kilowattstunde Strom drei bis fünf Kilowattstunden Wärme.

Die Jahresarbeitszahl ist die einzige Zahl, die zählt

Die Jahresarbeitszahl beschreibt dieses Verhältnis über ein ganzes Jahr, inklusive Warmwasser, Abtauzyklen und Hilfsenergie. Sie liegt in der Praxis fast immer 0,3 bis 0,8 unter dem Prospektwert, weil Warmwasserbereitung mit deutlich höheren Temperaturen arbeitet als die Heizung.

Zwei Temperaturen bestimmen sie. Die Quellentemperatur, also wie warm die Umgebung ist, aus der die Wärme kommt - hier liegt der Vorteil von Erdreich und Grundwasser gegenüber Außenluft. Und die Vorlauftemperatur, also wie heiß das Heizwasser sein muss. Jedes Grad weniger verbessert die Arbeitszahl um etwa 2,5 Prozent.

Warum die Vorlauftemperatur über alles entscheidet

Genau hier trennt sich Neubau von Bestand. Eine Flächenheizung kommt mit 30 bis 35 Grad aus, klassische Heizkörper brauchen im Altbau oft 55 bis 70 Grad. Bei 70 Grad Vorlauf sinkt die Arbeitszahl jeder Wärmepumpe so weit, dass sich der Betrieb kaum noch rechnet.

Die wirksamste Vorbereitung ist deshalb nicht die Auswahl eines teureren Geräts, sondern die Senkung der nötigen Vorlauftemperatur: größere Heizkörper in den kritischen Räumen, hydraulischer Abgleich, gegebenenfalls Dämmung der ungünstigsten Flächen.

Funktioniert eine Wärmepumpe mit alten Heizkörpern?

Ja - solange die nötige Vorlauftemperatur unter etwa 55 Grad bleibt. Der verbreitete Satz, eine Wärmepumpe brauche zwingend eine Fußbodenheizung, stimmt so nicht. Entscheidend ist nicht die Bauart des Heizkörpers, sondern seine Fläche im Verhältnis zur Heizlast des Raums.

Ein einfacher Test in der Heizperiode: Die Vorlauftemperatur schrittweise absenken und beobachten, welcher Raum zuerst nicht mehr warm wird. Genau dieser Raum bestimmt die nötige Temperatur für das ganze Haus - und genau dort lohnt ein größerer Heizkörper. Oft sind es ein bis drei Räume, nicht alle.

Größere Heizkörper oder Modelle mit Gebläseunterstützung kosten einen Bruchteil einer Fußbodenheizung und heben die Jahresarbeitszahl um denselben Betrag wie ein deutlich teureres Gerät. Für den Bestand ist das fast immer die wirtschaftlichere Reihenfolge.

Gleichzeitig heizen und kühlen?

Eine einzelne Wärmepumpe arbeitet zu einem Zeitpunkt in eine Richtung: Sie heizt oder sie kühlt. Was sie kann, ist beides über das Jahr - und mit einer Flächenheizung eine sanfte Kühlung im Sommer, bei der kühles Wasser durch Fußboden oder Wand läuft. Die Kühlleistung ist dabei begrenzt, weil die Temperatur nicht unter den Taupunkt fallen darf, sonst bildet sich Kondensat auf der Fläche.

Wer einzelne Räume unterschiedlich behandeln will - Schlafzimmer kühlen, Bad heizen - braucht dafür Split-Innengeräte. Multi-Split-Systeme mit Wärmerückgewinnung können das tatsächlich gleichzeitig, sind im Wohnbereich aber selten und teuer; im Regelfall gilt für alle Innengeräte einer Anlage dieselbe Betriebsart.

Photovoltaik dazu - mit realistischer Erwartung

Photovoltaik senkt die Betriebskosten spürbar, deckt sie aber nicht. Der Grund ist die Jahreszeit: Rund siebzig Prozent des Solarertrags fallen zwischen April und September an, geheizt wird zwischen Oktober und März. Der direkte Deckungsgrad liegt ohne Speicher meist bei 20 bis 30 Prozent.

Wirksamer als zusätzliche Batteriekapazität ist in vielen Fällen ein größerer Pufferspeicher auf der Wärmeseite - Wärme lässt sich deutlich billiger speichern als Strom.

Schall und Aufstellung

Bei Luft-Wasser-Wärmepumpen ist die Aufstellung der häufigste Streitpunkt. Das Außengerät läuft auch nachts, und die Immissionsrichtwerte in reinen Wohngebieten liegen nachts deutlich unter den Tageswerten. Entscheidend sind Abstand zur Grundstücksgrenze, Reflexionsflächen in der Umgebung und die Betriebsweise bei tiefen Aussentemperaturen, wenn das Gerät auf voller Leistung arbeitet.

Wirksam gegen zu hohe Pegel sind ein größerer Abstand, die Vermeidung von Innenecken, in denen sich Schall bündelt, und ein Modell mit Nachtabsenkung der Verdichterdrehzahl. Schallschutzhauben helfen weniger als erwartet und können den Luftdurchsatz einschränken, was die Arbeitszahl senkt.

Warmwasser ist der stille Effizienzfresser

Heizwasser braucht 30 bis 40 Grad, Warmwasser 50 bis 60 - dazu regelmäßig höher zur Legionellenprävention. Dieser Teil des Betriebs läuft ganzjährig und mit der schlechtesten Arbeitszahl. In gut gedämmten Häusern kann die Warmwasserbereitung die Hälfte des Jahresstrombedarfs der Wärmepumpe ausmachen, obwohl sie nur einen Bruchteil der Wärmemenge liefert.