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Was ist eine Wärmepumpe?
Luft-Wasser-Wärmepumpe, Erdsonden-Wärmepumpe oder Grundwasser-Wärmepumpe: Alle Wärmepumpen funktionieren nach dem gleichen Prinzip – sie entziehen der Umwelt Wärme und geben diese im Gebäude ab. Die Heizung wird also von der Natur quasi frei Haus geliefert – aber nicht ganz: Von allein kommt die Wärme nicht ins Haus, dafür braucht es eine Pumpe – und die benötigt Strom. Das Erfolgsgeheimnis der Wärmepumpe ist ihre hohe Effizienz: Sie kann, je nach Modell, mit 1 Einheit Strom zwischen 3 und 5 Einheiten Wärme produzieren.
Funktionsweise einer Wärmepumpe
Doch wie sieht die Funktionsweise einer Wärmepumpe im Detail aus? Im Prinzip ist eine Wärmepumpe nichts anderes als ein umgekehrt arbeitender Kühlschrank. Die Wärme fliesst bei einer Wärmepumpe einfach in die andere Richtung. Das gelingt mittels Verdampfen und anschliessendem Kondensieren eines Wärmeübertragungsmediums wie zum Beispiel Ammoniak.
Wie effizient sind Erdwärmepumpen und Luftwärmepumpen?
Wärmepumpen arbeiten umso effizienter, je höher die Temperatur der angezapften Wärmequelle ist. Erdwärmepumpen arbeiten daher effizienter als Luftwärmepumpen: Denn unter der Erdoberfläche, in einer Tiefe von 50 bis 200 Metern, ist es zwischen 8 und 15°C warm – je tiefer, umso höher die Temperatur. Dagegen liegen die Aussentemperaturen im Winter oft unter 0°C.
JAZ beziffert Effizienz der Wärmepumpe
Die Effizienz einer Wärmepumpe wird mittels Jahresarbeitszahl (JAZ) beschrieben. Genauer gesagt, beziffert die JAZ das Verhältnis zwischen abgegebener Wärme und dafür nötigen Stromverbrauchs der Wärmepumpe über das ganze Jahr gerechnet. Zum Beispiel: Eine Wärmepumpe mit JAZ 3 kann durchschnittlich aus 1 Kilowattstunde Strom 3 Kilowattstunden Wärme erzeugen. Typische Werte für JAZ sind:
Luftwärmepumpe: 3 bis 3,5
Erdsonden-Wärmepumpe: 3,5 bis 5
Grundwasser-Wärmepumpe: 4 bis 5,5
Mit welcher Wärmepumpe heizen?
Je nach baulicher Situation, Budget und gesetzlichen Vorschriften eignet sich zum Heizen eine andere Wärmepumpe für ein Haus. Üblich sind Luft-Wasser-Wärmepumpen und Erdsondenwärmepumpen, in seltenen Fällen auch Grundwasser-Wärmepumpen. Vom Grundprinzip her arbeiten Wärmepumpenheizungen alle gleich, nutzen aber unterschiedliche Wärmequellen – was sich in ihrer Namensgebung widerspiegelt.
Luft-Wasser-Wärmepumpen
Luft-Wasser-Wärmepumpen, oft einfach als Luftwärmepumpen bezeichnet, nutzen die Aussenluft in der Nähe des Hauses als Wärmequelle. Sie bestehen aus einer innen aufgestellten Wärmepumpe und ein Aussengerät, das Luft ansaugt und über einen Wärmetauscher leitet (Split-Wärmepumpe). Das darin zirkulierende Wärmeübertragungsmittel strömt danach in die Wärmepumpe im Haus. Eine Luft-Wasser-Wärmepumpe kann der Umgebungsluft sogar bei Temperaturen von minus 20 Grad Celsius noch Wärme entziehen – ihr Wirkungsgrad ist dann allerdings nicht mehr hoch.
Luft-Wasser-Wärmepumpen sind hierzulande die häufigsten Wärmepumpen. Sie erfordern wesentlich weniger Investitionen als eine Erdsonden-Wärmepumpe – verbrauchen im Betrieb aber mehr Strom.
Erdwärmepumpen
Erdwärmepumpen, auch Erdsonden-Wärmepumpen oder Sole-Wasser-Wärmepumpen genannt, überzeugen durch ihre hohe Effizienz: Sie zapfen die Erdwärme an. Für eine Erdwärmeheizung ist also ein tiefes Loch notwendig. An dessen Ende wird die Erdsonde angebracht, welche die Wärme aufnimmt und in einem Kreislauf nach oben leitet. Wird die Wärmepumpe in ein Einfamilienhaus eingebaut, ist die Erdsondenbohrung ist in der Regel etwa 200 Meter tief. Ist dies aus rechtlichen oder geologischen Gründen nicht möglich, kann auf zwei Bohrlöcher von je ca. 100 Meter Tiefe aufgeteilt werden.
Für Tiefenbohrungen ist immer eine gewässerschutzrechtliche Bewilligung durch den jeweiligen Kanton erforderlich. Steht ein Gebäude in der Grundwasserschutzzone oder sprechen geologische Gründe dagegen, dann ist eine Erdsonden-Wärmepumpe nicht möglich.
Grundwasser-Wärmepumpe
Eine Grundwasser-Wärmepumpe arbeitet oft noch effizienter als eine Erdwärmepumpe. Die Temperatur von Grundwasser beträgt üblicherweise um die 10° C, es ist also viel Wärme darin gespeichert. Aus Gründen des Gewässerschutzes werden Grundwasser-Wärmepumpen aber nur selten – und üblicherweise für grössere Immobilien – bewilligt.
Wärmepumpe und Lärmschutz
Lärmschutz bei Wärmepumpen ist nicht nur gesetzlich verpflichtend, sondern auch wichtig für ein gutes nachbarschaftliches Klima. Doch unterscheiden sich Ausseneinheiten von Luft-Wasser-Wärmepumpen hinsichtlich Lautstärke stark. So kommt es immer wieder zu Klagen wegen einer zu lauter Aussenwärmepumpe. Dies lässt sich vermeiden: Entscheidend ist unter anderem, wo eine Wärmepumpe aussen aufgestellt wird. So sollte sich das Wärmepumpen-Aussengerät weit weg von lärmkritischen Räumen wie dem Schlafzimmer binden. Ebenso sollte es einen möglichst grossen Abstand zu den Nachbarn einhalten. Und für sensible Orte gibt es Wärmepumpen-Modelle, die besonders leise arbeiten.
Kosten für Wärmepumpen
Die Kosten für eine Wärmepumpe variieren stark. So hängen sie nicht nur vom Modell ab, sondern auch von den baulichen Massnahmen. Für den Kauf und die Installation einer Luftwärmepumpe liegt der Preis bei etwa 35'000 Franken, bei einer Erdsonden-Wärmepumpe betragen die Kosten etwa 46'000 Franken. Grund für die höheren Kosten ist die für den Zugang zur Erdwärme nötige Tiefenbohrung.
Welches ist die beste Wärmepumpe?
Vergleicht man die Beschaffungs- und Installationskosten, so schneiden Wärmepumpen im Vergleich zum 1:1-Ersatz durch eine Ölheizung schlechter ab. Nur: Die höheren Investitionskosten amortisieren sich durch niedrige Betriebskosten innerhalb von etwa 10 Jahren. Welche ist kostenmässig die beste Wärmepumpe? Über den gesamten Lebenszyklus betrachtet und bei optimalem Betrieb der Wärmepumpe, sind die Kosten für eine Erdwärmepumpe am tiefsten, gefolgt von jenen einer Luftwärmepumpe. Je nach Modell lässt sich eine Wärmepumpe zudem kostengünstig als Klimaanlage nutzen. Fazit: Auf lange Sicht überwiegen die Vorteile einer Wärmepumpe deren Nachteile also.
Fördergelder für Wärmepumpen
Fördergelder für Wärmepumpen gibt es in den meisten Kantonen, wenn diese eine fossile Heizung ersetzen. Denn der Umstieg von einer Öl- oder Gasheizung auf eine Wärmepumpe senkt den CO2-Ausstoss eines Gebäudes um bis zu über 80 %. Die Förderprogramme ändern sich teilweise. Vor dem Einbau sollte man daher genau abklären, welcher Förderbeitrag für die Wärmepumpe besteht. Im Zweifelsfalle hilft die Wärmepumpen-Firma, meist ein Fachbetrieb für Heizung/Sanitär, weiter.