Wärmepumpe im Neubau

In nahezu einem Drittel aller Neubauten wird heute eine Wärmepumpe als Heizung genutzt. Das liegt einerseits an den Vorgaben der Energieeinsparverordnung (EnEV), die mit ausschließlich konventionellen Heizungen kaum zu erfüllen sind. Daneben überzeugen viele Bauherren auch die langfristigen Kostenvorteile.

Stagnation auf hohem Niveau

Im Jahr 2016 wurden in 31,8 Prozent der Neubauten Wärmepumpen eingesetzt. Abgesehen von kleinen statistischen Schwankungen ist dieser Wert seit Jahren konstant. Allerdings entscheiden sich immer weniger Bauherren für die besonders effektiven geothermischen Wärmepumpen. Diese wurden zuletzt nur noch in 6,8 Prozent der Neubauten installiert. Besonders beliebt sind Wärmepumpen in den südlicheren Bundesländern, die ersten drei Plätze der Statistik nehmen die Bundesländer Baden-Württemberg, Saarland und Rheinland-Pfalz ein. Die nördlichen Länder fallen deutlich dahinter zurück. Für die Energiewende ist dies eine schlechte Nachricht. Ein angenehmer Nebeneffekt von Wärmepumpen besteht darin, dass sie schwer zu speichernden Strom in leicht zu speichernde Wärme umwandeln. Wärmepumpen könnten also dazu beitragen, den Strom der im Norden besonders stark genutzten Windkraft besser zu nutzen. Diese Windkraftanlagen müssen derzeit oft abgeregelt werden, weil das Stromnetz nicht genügend Übertragungskapazität bereitstellt.

Neubauten sind der ideale Einsatzort für Wärmepumpen

Dass Wärmepumpen in Neubauten sehr viel verbreiteter sind als im älteren Gebäudebestand, liegt nur teilweise daran, dass im Neubausegment die strengen Vorgaben der EnEV erfüllt werden müssen. Es liegt auch daran, dass Wärmepumpen in Neubauten ihr Potenzial besser entfalten können als in vielen Altbauten. Wärmepumpen sind umso effizienter, je kleiner die zu überbrückende Temperaturdifferenz zwischen dem angezapften Wärmereservoir und der Heizung ist. In schlecht gedämmten Altbauten ist dies problematisch. Hier muss die Wärmepumpe ausgerechnet dann viel Heizenergie liefern, wenn sie besonders ineffizient arbeitet. Daher sind auch die vereinzelten negativen Berichte verständlich, in denen beispielsweise über einen exorbitant hohen Stromverbrauch geklagt wird. Längst nicht jeder Altbau ist für den Einsatz einer Wärmepumpe geeignet, wenn nicht zugleich Maßnahmen zur Wärmedämmung ergriffen werden. Aber in Neubauten stellen schon die Anforderung der EnEV an die Wärmedämmung sicher, dass Wärmepumpen problemlos betrieben werden können.

 

Der prinzipielle Aufbau einer Wärmepumpe (außer Luft-Luft-Wärmepumpen)

Die Wärmepumpe verdankt ihren Namen der Eigenschaft, Wärme gegen die natürliche Fließrichtung zu pumpen – also von einer kälteren Substanz zu einer wärmeren. Im Prinzip ist eine Wärmpumpe eine Art von „umgepoltem Verbrennungsmotor“. Im Verbrennungsmotor expandiert ein erhitztes Gas und leistet dabei mechanische Arbeit, indem es beispielsweise die Kolben eines Automotors antreibt. In einer Wärmepumpe wird Gas komprimiert und dabei erhitzt, um anschließend Wärme an den Heizkreislauf abzugeben. Der Trick besteht darin, dass dieses Gas in die flüssige Phase übergeht, während es die Wärme abgibt. Anschließend fließt diese Flüssigkeit durch das angezapfte Wärmereservoir (Erdreich, Grundwasser) und wird durch dessen Wärme wieder gasförmig. Dieser Phasenübergang von der flüssigen in die gasförmige Phase ist der Kernmechanismus einer Wärmepumpe, mit dem das externe Wärmereservoir angezapft wird. Die zentralen Komponenten einer Wärmepumpe sind also:

  • Der Wärmetauscher, der Wärme aus dem Reservoir an das verflüssigte Gas überträgt
  • Der Kompressor, der dieses Gas komprimiert
  • Der Verflüssiger, in dem das Gas wieder verflüssigt wird und seine Energie abgibt

Wasser, Erde oder Luft?

Diese drei Wärmereservoire können durch eine Wärmepumpe angezapft werden. Die effizienteste Variante ist die Grundwasser-Wärmepumpe, in der die Wärme des Grundwassers genutzt wird. Dazu sind Brunnenbohrungen erforderlich, die einerseits recht teuer und andererseits genehmigungspflichtig sind. Diese Bohrungen sind nicht an jedem Standort möglich. Der Vorteil dieser Wärmepumpen liegt in der konstanten und mit sieben bis zwölf Grad relativ hohen Temperatur des Wärmereservoirs. Diese erlaubt einen monovalenten Betrieb. Das bedeutet, dass keine weitere Heizung erforderlich ist. Erdwärmepumpen nutzen die Wärme des Erdreichs und sind aufgrund der geringeren Temperatur weniger effektiv. Wärmekollektoren werden unterhalb der Frostgrenze montiert, meist reichen dazu Tiefen von weniger als 2 Metern. Dies erfordert aber sehr große Kollektoren, deren Fläche größer als die zu beheizende Wohnfläche ist. Deutlich kleiner sind Wärmesonden, die allerdings durch Tiefenbohrungen tief im Erdreich versenkt werden müssen. Luftwärmepumpen nutzen stattdessen die Umgebungsluft als Wärmereservoir. Sie sind preiswert und einfach zu installieren, erlauben aber im Normalfall keinen monovalenten Betrieb. Kalte Winternächte erfordern eine ergänzende Heizung.

Staatliche Förderung von Wärmepumpen

Bis zum Jahr 2050 soll der Gebäudebestand in Deutschland nahezu klimaneutral werden. Dabei setzt die Bundesregierung im Gebäudebestand primär auf Förderprogramme, während im Neubausegment die gesetzlichen Vorschriften der EnEV für Energieeffizienz sorgen sollen. Dementsprechend ist eine Förderung von Wärmepumpen in Neubauten grundsätzlich nicht vorgesehen. Nur für besonders effiziente Wärmepumpen können Bauherren eine so genannte Innovationsförderung beantragen, die an besonders strenge Voraussetzungen geknüpft ist. So muss die Wärmepumpe zum Beispiel eine Jahresarbeitszahl von mindestens 4,5 aufweisen. Für eine leistungsgeregelte Luftwärmepumpe beläuft sich die Förderung auf 40 Euro pro Kilowatt, mindestens aber 1.500 Euro. Eine Erdwärme- oder Grundwasserwärmepumpe wird mit 100 Euro pro Kilowatt gefördert, mindestens aber mit 4.000 Euro.

Im Neubau sind Wärmepumpen nahezu immer empfehlenswert

In gut gedämmten Neubauten sind alle Arten von Wärmepumpen empfehlenswert. Grundwasser- und Erdwärmepumpen können eine konventionelle Heizung überflüssig machen, Luftwärmepumpen ergänzen die Heizung und senken den Energieverbrauch spürbar. In Altbauten mit schlechter Energiebilanz sollten Wärmepumpen nur in Verbindung mit einer energetischen Sanierung eingesetzt werden. Die wichtige Grundregel lautet: Je höher die Vorlauftemperatur der Heizung sein muss, desto weniger effizient arbeiten Wärmepumpen.