Wärmepumpen: Auf die Energiequelle kommt es an

Bei Neubauten ist die Wärmepumpe das mit Abstand meist gewählte Heizsystem. Obwohl die Aussenluft häufiger als Energiequelle genutzt wird als das Erdreich, lassen sich erdgekoppelte Wärmepumpen eindeutig effizienter betreiben.

(knü) Die Absatzzahlen sind eindeutig: Wärmepumpen sind im Neubaubereich das mit Abstand beliebteste Heizsystem. Ihr Marktanteil beträgt bei neu erstellten (kleinen und grossen) Wohnbauten knapp 60 Prozent. Und zwei von drei neuen Einfamilienhäusern werden mit einer Wärmepumpe bestückt. Im Sanierungsfall kommt das emissionsarme Heizsystem weniger häufig zum Zug, zeigt die Branchenstatistik von Wüest + Partner: Im Jahr 2014 haben Wärmepumpen, die nach einem Umbau installiert worden sind, einen Anteil zwischen 30 (bei MFH) und 50 Prozent (bei EFH) erreicht.

Tiefe Vorlauftemperaturen

Der Grund für dieses Gefälle zwischen Neu- und Umbau ist: Bestehende Heizsysteme lassen sich nicht ohne weiteres durch eine Wärmepumpe ersetzen. Zum einen sollte das Gebäude gut gedämmt sein; zum anderen ist eine grossflächige Wärmeabgabe in den beheizten Räumen zu organisieren. Unabhängig der Energiequellen Boden, Aussenluft oder Grundwasser eignen sich Wärmepumpen am besten für  Heizwassertemperaturen zwischen 30 °C und maximal 55 °C. Den niedrigen Vorlauftemperaturen im Heizungskreislauf ideal angepasst sind Fussbodenheizungen und wandhohe Heizkörper. Um den Stromverbrauch der Wärmepumpe gering zu halten und die Effizienz der Wärmeerzeugung zu erhöhen, ist weiter zu beachten: Ein Absenken der Heiztemperatur um 5 °C erhöht die Jahresarbeitszahl (JAZ) einer Wärmepumpe um rund 10 Prozent.

Luft-Wasser-Wärmepumpen werden häufiger abgesetzt als Heizaggregate, für welche Erdsonden abgeteuft werden.
Luft-Wasser-Wärmepumpen werden häufiger abgesetzt als Heizaggregate, für welche Erdsonden abgeteuft werden.

Aussenluft als häufigster Fall

Die aktuelle Statistik zeigt ein weiteres Gefälle: Luft-Wasser-Wärmepumpen werden häufiger abgesetzt als an Systemvarianten, die an Erdsonden

gekoppelt sind. Das Absatzverhältnis liegt bei rund 3:2 (Aussenluft zu Erdreich). Verantwortlich sind unter anderem die niedrigeren Investitionen für Luft-Wasser-Wärmepumpen. Bohren und Abteufen der Erdsonden verdoppeln den Preis für die effientere Heizvariante, wobei die Sonden etwa 150 Meter tief ins Erdreich geführt werden. Wo aber strenge Auflagen für den Grundwasserschutz zu beachten sind, darf häufig allerdings nicht gebohrt werden. Aus demselben Grund werden Grundwasser-Wärmepumpen, trotz einem sehr hohen Wirkungsgrad, nur selten bewilligt.

Die Energiequelle bestimmt das Niveau der Jahresarbeitszahlen: Erdwärmepumpen zeichnen sich grundsätzlich durch hohe Wirkungsgrade aus, weil die Energie aus dem konstant rund 12 ºC warmen Erdreich stammt. Bei Luft-Wärmepumpen kann die Effizienz vor allem an den kältesten Wintertagen beträchtlich sinken: Sinkt die Aussenluft-Temperatur unter den Gefrierpunkt, fällt diese Wärmequelle faktisch weg, wohingegen der Stromverbrauch steigt. Für schlecht gedämmte Wohnobjekte pder auch für Ferienhäuser in höheren Lagen bieten sich Luft-Wärmepumpen kaum als ökologische Heizungsvariante an.

In Wohnbauten mit überdurchschnittlich energieeffizientem Baustandard respektive Passivhäusern haben sich kleine Luft-Wärmepumpen dagegen sinnvollerweise durchgesetzt: Der Heizwärmebedarf ist derart gering, dass auch ein zusätzlicher Zimmerholzofen im Wohnraum nicht zwingend dazugestellt werden muss.

Kombinierbare Lösungen

Erdgekoppelte Wärmepumpen (mit Erdsonde) besitzen einen weiteren Vorteil, der an heissen Tagen zum Tragen kommen kann. Das Erdreich lässt sich als Kühlmilieu nutzen; Wärmepumpen ziehen die Raumwärme im Sommer in den Untergrund ab. Ohne den Kompressor in Betrieb zu setzen, zirkuliert nur der Erdsondenkreislauf zwischen Bodenheizung und Erdreich. Die Konzeption der Erdsonden ist allerdings daran anzupassen: Tiefe Erdschichten sind wärmer und verbessern die Heizungsfunktion. Dagegen kommen bodennähere Schichten dem wirkungsvollen Kühlbetrieb entgegen.

Lärmpegel bei Aussengeräten

Bei Luft-Wärmepumpen werden alle Anlagekomponenten über dem Boden installiert, weshalb der Geräuschpegel der Aussengeräte mit Ansaugventilator zu beachten ist. In jedem Fall sind gesetzlichen Lärmschutzvorschriften einzuhalten, ansonsten das «zu laute» Gerät unmittelbare Nachbarschaftsklagen provozieren kann. Periodische Qualitätskontrollen und Typenprüfungen setzen sowohl beim Wirkungsgrad als auch beim Schallschutz an. Das unabhängige Wärmepumpen-Testzentrum (www.wpz.ch) veröffentlicht die jeweiligen Messresultate, bezogen auf die einzelnen Anlagetypen.

Informationen zum Qualitätssiegel und Lieferanten: www.fws.ch

Eignung der verschiedenen Anlagetypen

Energiequelle Vorteile Nachteile
Erdreich
  • konstante Temperaturen
  • für Kühlen geeignet
  • Kosten: Abteufen der Erdsonden zwischen 100 Meter und 200 Metern
  • Grundwasserschutz: Bohren teilweise verboten
Aussenluft
  • unbeschränkt verfügbar
  • Wirkungsgrad: sinkt bei kalten Aussentemperaturen
  • Schallpegel: Ventilator bei Aussengeräten
Grundwasser
  • konstante Temperaturen
  • wenige Meter unter der Oberfläche
  • hoher Wirkungsgrad
  • Grundwasserschutz: strenge Auflagen der Behörden
  • Gefahr der Verschmutzung

Wirkungsgrade von Wärmepumpen

Anlagen Jahresarbeitszahl
  Grenzwert Qualitätssiegel neuste WPZ-Werte  Minergie-Standardwerte (Heizung)
Luftwärmepumpen 3 ca. 3,3 2,3
Erdwärmepumpen 4 4,5 bis 5,0 3,1
Grundwasserwärmepumpen 4,5 5,5 bis 6,0 3,2

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