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Wärmepumpe

Sie wurde über Jahre hinweg belächelt und richtiggehend kleingeredet, die Wärmepumpe. Inzwischen jedoch hat sich das Blatt gewendet. Mit zunehmender Dringlichkeit, den CO2-Ausstoß ernsthaft zu reduzieren und dies sich nun auch in Gesetzen und Verordnungen niederschlägt, stellt sich heraus, dass die Wärmepumpe keineswegs so ineffizient ist, wie sie dargestellt wurde. Tatsächlich beweist sich die Wärmepumpe als Ganzjahresheizung nicht nur in stark gedämmten Null-Energie-Häusern in Verbindung mit Fußbodenheizungen. Diese Vorgaben verbreiteten Handwerker genauso wie Bauingenieure, wann immer das Thema Wärmepumpe von BauherrInnen auch nur angesprochen wurde.

Es gab und gibt ein paar Vorreiter im Handwerk, die schon immer an die Wärmepumpe geglaubt haben. Diese haben in einer Vielzahl von Bauten bewiesen, dass die Wärmepumpe sogar in ungedämmten Häusern älteren Baujahres bestens funktionieren. Nur hören wollten es die wenigsten, schon gar nicht die eigenen Handwerkskollegen. Für den Einbau von Wärmepumpen müssen Schulungen des Personals durchgeführt werden, während jeder Heizungsinstallateur eine Öl- oder Gasheizung im Schlaf installieren kann. Nicht zu vergessen die hohe Verfügbarkeit von Heizungen mit fossilen Brennstoffen, die den Markt gut 50 Jahre dominierten. Heute zählt die Wärmepumpe zu den Kerntechnologien der „Wärmewende“, eine der drei Säulen der Energiewende.

Doch was ist eine Wärmepumpe genau?

Im Prinzip besitzt fast jeder Haushalt bereits eine Wärmepumpe. Sie steht überwiegend in der Küche und nennt sich Kühlschrank. Ein Kühlschrank kühlt nicht etwa sein Inneres, er entzieht dem Luft-Volumen hinter der geschlossenen Kühlschranktür nur die Wärme. Das ist energietechnisch betrachtet weit sparsamer als eine aktive Kühlung, also die Zuführung von Kaltluft, wie etwa in einer Klimaanlage.

Eine Wärmepumpenheizung funktioniert im Verhältnis zum Kühlschrank umgekehrt. Sie entzieht der Umgebung Wärme und leitet diese ins Hausinnere. Ganz so einfach ist es jedoch nicht, speziell an kalten Tagen. Hier kommt zunächst die „Pumpe“ im Begriff Wärmepumpe zum Einsatz. Diese Pumpe verdichtet das Medium, in dem sich die Wärme befindet. Durch diese Verdichtung oder Komprimierung erhöht sich die Temperatur des Mediums. Das wird so lange gemacht, bis eine bestimmte Temperatur erreicht ist. Im nächsten Schritt wird das Medium einem Wärmetauscher zugeführt. Darin übergibt das Medium die Wärme an ein Kältemittel. Ein Kältemittel ist entweder ein Gas oder eine Flüssigkeit mit der Eigenschaft, Wärme oder Kälte schnell aufzunehmen und auch wieder schnell abzugeben. Mit der nun im Kältemittel gespeicherten Wärme wird wiederum das Wasser für die Heizung und den Gebrauch erhitzt.

Eine Variante dieses Prinzips ist die Direktwärmepumpe, in der die aufgenommene Wärme direkt, also ohne Wärmetauscher und Pumpe, an ein Kältemittel übergeben wird, das in den Rohren einer Fußbodenheizung zirkuliert. Eine Direktwärmepumpe eignet sich nur für sehr gut gedämmte Neubauten und nur für Heizzwecke. Für die Warmwasserbereitung bedarf es einer weiteren Heiztechnik.

Die Wärmequellen für Wärmepumpen

Wärmeenergie ist in unglaublichen Mengen vorhanden. Zunächst einmal ist die Erde selbst mit ihrem tausende Grad heißen Erdkern ein Wärmelieferant, der seine Energie bis in die erdnahen Luftschichten sendet. Die Sonne ist der zweite große Wärmelieferant. Beide zusammen sorgen dafür, dass überall nutzbare Wärmeenergie vorhanden ist, in der Luft, im Boden und auch im Wasser. Doch auch der Mensch erzeugt große Mengen Wärmeenergie, die quasi als Abfall abgeleitet wird. Der bereits erwähnte Kühlschrank leitet Wärme ab. Das Warmwasser aus der Dusche heizt die Kanalisation auf. Jede Maschine erwärmt sich und gibt diese Wärme ab. Der Rasenmähermotor, der Laptop, der Küchenherd oder die haushohe Presse für Karosseriebleche in der Fabrik, sie alle geben aufgrund der von ihnen geleisteten Arbeit Wärmeenergie ab. Dementsprechend gibt es entsprechende, dem Medium angepasste Wärmepumpen.

Wärmepumpenarten

Luft-Wasser-Wärmepumpen

Heute werden überwiegend Luft-Wasser-Wärmepumpen verbaut. Bei Ihnen ist die Wärmequelle die Außenluft, die auch an kalten Tagen Wärmeenergie beinhaltet. Der Vorteil der Luft-Wasser-Wärmepumpe besteht im relativ geringen Aufwand bei der Installation und dem Platzbedarf.

Erdwärmepumpen

Die Nutzung der Erdwärme erfolgt über Erdwärmesonden oder Erdwärmekollektoren. Der Installationsaufwand und der Platzbedarf sind wesentlich höher als bei der Luft-Wasser-Wärmepumpe, dafür ist eine höhere Energieausbeute gegeben.

Die Exoten unter den Wärmepumpenarten

Der Einsatz der nachfolgenden Wärmepumpen ist überwiegend von den örtlichen Gegebenheiten abhängig. So etwa die Nutzung von Schächten und Tunneln, bspw. stillgelegte Bergwerke. Grundwasserwärmepumpen, Abwasserwärmepumpen oder auch Oberflächenwasserwärmepumpen benötigen ein entsprechendes Umfeld und haben einen recht hohen Platzbedarf. Eine aufwendige Installation und Wartung machen derartige Wärmepumpen nur an bestimmten Orten effizient, etwa an Abwässern von Kohle- oder Kernkraftwerken.

CO2-effiziente Verbindung – Wärmepumpe und Solaranlage

Die bereits erwähnte, meistgenutzte Luft-Wasser-Wärmepumpe benötigt für den Betrieb der Pumpe und der Ventilatoren zum Ansaugen der Außenluft elektrischen Strom. Im Idealfall liefert eine auf dem Dach installierte Solaranlage inklusive eines Stromspeichers diese Energie. Eine derartige Kombination besitzt den kleinstmöglichen CO2-Fußabdruck, um Heizung und Warmwasserversorgung eines Gebäudes sicherzustellen. Inzwischen sind die Kosten für die Bestandteile erheblich gesunken und sie werden weiter sinken. Der Wermutstropfen dabei, zumindest im 4. Quartal des Jahres 2022, ist die fehlende Verfügbarkeit bei den Wärmepumpen. Nicht nur die Bestände sind restlos aufgebraucht, auch die Handwerker sind über Monate ausgebucht. Wartezeiten von über einem halben Jahr sind inzwischen die Regel.

Der Staat hilft bei der Umstellung und Neuinstallation von Wärmepumpen

Die Fördertöpfe sind unterschiedlich verteilt. Die BAFA bezuschusst zum Beispiel den Einbau von Wärmepumpen in über 5 Jahre alten Bestandsbauten mit bis zu 25 % der Kosten. Wird in einem Haus komplett auf Heizanlagen mit fossilen Energieträgern verzichtet und nur die Wärmepumpenheizung verwendet, steigt der Zuschuss auf 35 %.

Bei der KfW bestehen mehrere Programme, über die der Einbau von energiesparenden und umweltfreundlichen Wärmepumpen gefördert werden. Zum Beispiel das Programm 270, in dem über einen sehr zinsgünstigen Kredit der Einbau von Wärmepumpen gefördert wird. Ebenso enthalten die Programme 151 und 430 Förderungen für Wärmepumpen. So etwa Zuschüsse oder Kredite für Sanierungen mit dem Ziel, das Haus auf Energieeffizienz-Standard zu bringen. Es besteht die Möglichkeit, über das Programm 430 einen Zuschuss zu erhalten oder ein zinsgünstiges Darlehen über das Programm 151. Pro Wohneinheit beträgt der maximale Zuschuss 13.125 Euro, abhängig vom Grad der Sanierung. Das Minimum an Förderung liegt bei 5625 Euro. Die maximale Kreditsumme von 75.000 Euro bietet das Darlehensprogramm, inklusive Tilgungszuschuss, Sondertilgungsmöglichkeiten und sehr langen Laufzeiten bei hervorragenden Konditionen. Im KfW-Programm 152 werden wiederum Einzelmaßnahmen gefördert, ebenfalls als Zuschuss oder in Form eines Darlehens.

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