Eine Buderus Wärmepumpe auf der Baustelle

Welche Wärmepumpe ist am effektivsten?

Die Funktion elektrischer Wärmepumpen beruht in allen Varianten auf dem gleichen Prinzip. Ein Kältemittelkreislauf sammelt Energie aus der Umgebung, konzentriert sie und transportiert sie zum Heizkreis. Damit lässt sie sich für die Hausheizung und zur Warmwasserbereitung nutzen.

Wärme aus der Luft, dem Boden oder dem Grundwasser ist praktisch unbegrenzt und kostenlos verfügbar. Das macht Wärmepumpen zu einer Schlüsseltechnologie für die Energiewende im Gebäudesektor. Sie eignet sich, um Kosten zu senken und die CO2-Emissionen entscheidend zu reduzieren.

Der wichtigste Faktor dabei ist der Stromverbrauch des Kompressors und weiterer Anlagenteile. Das Verhältnis von verbrauchter, elektrischer Energie und bereitgestellter Wärme entscheidet über die Effizienz und damit den wirtschaftlichen und ökologischen Nutzen. Da die Anlagen Strom verbrauchen, steht der CO2-Ausstoß pro kWh in engem Zusammenhang mit dem aktuellen Strommix.

Die Frage, welche Wärmepumpe am effektivsten ist, hat Konsequenzen für die laufenden Energiekosten und auch für die Umweltbelastung, die aus den fossilen Anteilen am Strommix resultiert. Die Effizienz unterschiedlicher Wärmeerzeuger lässt sich durch die COP-Leistungszahl direkt vergleichen. Von hoher Bedeutung sind darüber hinaus die Effizienzunterschiede je nach Energiequelle.

 

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Wasser, Erde, Luft: Diese Wärmepumpen sind die effektivsten

Luftwärmepumpen gewinnen Energie aus der Umgebungsluft. Das hat große Vorteile, weil sie überall leicht einsetzbar sind. Es entstehen keine hohen Erschließungskosten und aufwendige Erdarbeiten. Damit bleiben Mittel für andere Maßnahmen frei.

Allerdings ist die Luft in der Heizzeit sehr kalt. Ein geringeres Energieangebot an der Quelle heißt auch weniger Effizienz beziehungsweise mehr Verbrauch zur Deckung der Heizlast. Insgesamt ist die erreichbare JAZ mit einer Luftwärmepumpe niedriger als mit Techniken, die andere Quellen nutzen. Luftwärmepumpen stellen den höchsten Anspruch an die korrekte Planung und Auslegung. Eine Option im Altbau kann der bivalente Betrieb mit Spitzenlastkessel sein.

 

Durchschnittliche JAZ: 3,2 bis 3,6

  •  optimal über 4 erreichbar

  • bei Planungsmängeln auch unter 3

 

Erdwärmepumpen oder Sole-Wasser-Wärmepumpen nutzen durch Geothermie die Energie aus dem Erdinnerem. Ab einer ausreichenden Tiefe ist die Bodentemperatur mit 10 Grad konstant und steigt zunehmend. Erdwärmepumpen nehmen geothermische Energie über bis zu 100 Meter tiefe Sonden oder oberflächennahe Kollektoren auf.

Der Vorteil ist ein zuverlässiges Wärmereservoir unabhängig von der Außentemperatur. Damit ergibt sich eine hohe Effizienz und bei ausreichender Prüfung des Bodens eine zuverlässige Vorhersage der erreichbaren Leistungszahlen. Nachteile sind die aufwendigen Erdarbeiten und einhergehend hohe Erschließungskosten.

 

Durchschnittliche JAZ: 3,8 bis 4

  • optimal bis 4,5 und mehr erreichbar

 

Grundwasserwärmepumpen nutzen ähnlich wie Erdwärmepumpen die Energie aus dem Erdinneren. Allerdings kommt für die Übertragung das Grundwasser zum Einsatz, das eine Pumpe aus einem Förderbrunnen heraufholt und über einen Schluckbrunnen zurück fließt. Damit kombiniert diese Technik die Vorteile eines sehr stabilen, hohen Energieangebots mit der guten Wärmeübertragung über flüssige Medien.

Nachteile sind ebenfalls die aufwendigen Erdarbeiten. Zudem muss die Wasserqualität die Nutzung der Wärmepumpe erlauben und die zuständige Behörde den Eingriff genehmigen.

 

Durchschnittliche JAZ: 4,5

  • optimal auch 5 und mehr erreichbar

 

Brauchwasserwärmepumpen nutzen als Energiequelle die Abwärme im Heizungsraum. Das kann die Gesamteffizienz des Systems erhöhen. Gas-Zeolith-Wärmepumpen nutzen ein Prinzip, das fossile Rohstoffe verbraucht. Beides sind Nischenanwendungen, die bei der Frage, welche Wärmepumpe am effektivsten ist, nicht relevant sind.

 

Fazit: Effizienz ist eine Frage der Planung

Wärmepumpensysteme reagieren empfindlich auf ungünstige Umstände im Betrieb: Während bei einer Gasheizung außerhalb des optimalen Betriebsfensters der Verbrauch relativ gemäßigt in die Höhe geht, kann der Stromverbrauch einer Wärmepumpe abrupter ansteigen. Wenn Bauherren ungünstig planen und an der falschen Stelle sparen, riskieren sie eine ungünstige Ökobilanz und hohe Kosten.

Egal, welche Technik Sie anwenden, einige Faktoren sind immer wichtig. Die Innenraumtemperatur darf nicht zu hoch sein. Moderne Lüftungstechnik erhöht die Effizienz. Gut durchdachte, bedarfsgerechte Lösungen für die Warmwasserherstellung sind ebenfalls entscheidend: So lässt sich das Warmwasser auch bivalent oder durch zwei Wärmepumpen in Kaskade herstellen. Im besten Fall beträgt die Vorlauftemperatur nicht viel mehr als 30 Grad. Das ist in vielen Altbauten aber nur mit hohem Sanierungsaufwand möglich.

Die Wasserwärmepumpe hat das höchste Potenzial, ist aber nicht überall ohne Weiteres einsetzbar. Erdwärme ist örtlich flexibler und in der Effizienz den Luftwärmepumpen deutlich überlegen. Allerdings sind hohe Anfangsinvestitionen erforderlich. In gut gedämmten Häusern ist die Luftwärmepumpe durch ihr gutes Preis-Leistungs-Verhältnis häufig eine sehr gute Wahl.

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