Die Wirtschaftlichkeit eines mit erneuerbaren Energien und Wärmepumpe arbeitenden Heizsystems ist von vielen Faktoren abhängig. Die Wärmepumpe kann daher nicht isoliert betrachtet werden, sondern nur im Zusammenhang mit dem unterstützenden Heizsystem und dem Gebäude, in dem sie installiert werden soll.
Ein ganz wichtiger Faktor bei Bestandsbauten ist die vorhandene Dämmung des Hauses. Ein Altbau ohne Dämmung verliert schnell Wärme. Um eine Wärmepumpe effizient einzusetzen, müssen Wärmeverluste deshalb möglichst minimiert werden. Ist die Heizungsanlage beispielsweise in der Dimensionierung nicht auf die installierte Wärmepumpe abgestimmt, kann auch sie nicht effizient arbeiten. Die Betriebskosten können dann entsprechend in die Höhe schnellen. Ebenso ist es um die Erschließungskosten bestellt. Sind sie zu hoch, schneidet das Wärmepumpensystem im Vergleich zu anderen Heizsystemen deutlich schlechter ab. Die örtlichen Gegebenheiten spielen also auch eine wichtige Rolle. Wird der benötigte Strom aus erneuerbaren Energien gewonnen, vielleicht sogar aus einer eigenen PV-Anlage, verbessern sich die Betriebskosten erheblich.
Hinzu kommen die Wärmepumpenart, die benötigte Größe und der Hersteller bzw. das Modell der Wärmepumpe. Nicht ein einzelner Faktor, sondern die Betrachtung aller Faktoren in ihrer Gesamtheit gibt also Aufschluss darüber, ob sich die Umstellung des Heizsystems und die Anschaffung einer Wärmepumpe lohnen.
Test: Eignungsanalyse Wärmepumpe
Mit der Eignungsanalyse Wärmepumpe können Interessenten herausfinden, ob das Gebäude für eine Wärmepumpe geeignet ist, wie groß der Aufwand für eine Wärmepumpe wäre, welche Voraussetzungen bereits erfüllt/noch nicht erfüllt sind und wie die nächsten Schritte aussehen müssten. Der Test ist kostenlos.[1]
3.1 Effizienz
Jahresarbeitszahl (JAZ)
Ein wesentliches Messkriterium für die Effizienz und Qualität einer Heizungsanlage mit Wärmepumpe ist die Jahresarbeitszahl (JAZ). Sie gibt Auskunft über die Energieeffizienz der Heizanlage, indem sie das Verhältnis von gelieferter Wärme und elektrischer Antriebsenergie beschreibt. Hierzu sind die Temperatur der Wärmequelle (Luft, Wasser, Erde) und die des Wärmeverbrauchs von entscheidender Bedeutung. Je höher die Wärmequellentemperatur und je niedriger die Vorlauftemperatur der Heizung ist, desto höher ist somit auch die Jahresarbeitszahl.
Berechnung der JAZ
Um die JAZ zu berechnen, bedarf es eines Wärmemengenzählers und eines gesonderten Stromzählers. Anhand ihrer Daten lässt sich dann die Jahresarbeitszahl ermitteln. Beide Größen werden in Kilowattstunden angegeben, wodurch die Jahresarbeitszahl selbst ohne Einheit bleibt. Wenn also eine Wärmepumpe 20.000 kWh Heizenergie unter Zuhilfenahme von 5.000 kWh elektrischer Energie erzeugt, beträgt ihre Jahresarbeitszahl 4. Sie kann also 4 Mal mehr Wärme bereitstellen als sie an Strom verbraucht. Allgemein gilt: Je höher die Jahresarbeitszahl, desto effizienter das Heizsystem. Denn bei einer hohen Jahresarbeitszahl gewinnt die Wärmepumpe einen Großteil der benötigten Energie aus der Umwelt (in diesem Fall 75 %).
Praxistest
Nach Auffassung der Verbraucherzentrale kann eine Wärmepumpe aktuell erst ab einer JAZ von mindestens 3 als effizient gelten, da auch heute noch ein Großteil des Stroms aus umweltschädlichen Großkraftwerken kommt, die mit fossilen Brennstoffen arbeiten. Zudem beruhen die Effizienzangaben des Herstellers auf Messungen unter Laborbedingungen. In den meisten Fällen erreichen die Geräte die Laborwerte in der Praxis nicht.
Die Höhe der JAZ hängt auch von der Art der Energiezufuhr ab. Jede Wärmepumpe arbeitet mit Umweltenergie aus einer anderen Quelle (Luft, Sole, Wasser). So sollte eine Wärmequelle eine möglichst hohe Temperatur haben. Je niedriger diese ist, desto mehr Arbeit hat die Wärmepumpe, um sie auf das für die Heizung benötigte Temperaturniveau zu bringen.
Da die Wärmespeicherfähigkeit der 3 Quellen unterschiedlich hoch ist, unterscheiden sich auch die durchschnittlich zu erreichenden Jahresarbeitszahlen der einzelnen Wärmepumpentypen:
| – Luft/Wasser-Wärmepumpe | 2,5 bis 3 |
| – Sole/Wasser-Wärmepumpe (Flächenkollektoren) | 3,5 bis 4 |
| – Sole/Wasser-Wärmepumpe (Erdsonden) | 4 bis 4,5 |
| – Wasser/Wasser-Wärmepumpe | 5 |
Bei niedriger Vor- und Rücklauftemperatur und einer daraus resultierenden angemessenen Temperaturspreizung kann die Wärmepumpe besonders energieeffizient arbeiten. Die Spreizung sollte möglichst gering sein, damit die Differenz zwischen den beiden Werten, die die Wärmepumpe ausgleichen muss, nicht allzu groß ist. Ideal sind 35 °C. Am ehesten erreicht man dies im Neubau mit Flächenheizungen (Fußbodenheizungen) und im Altbau mit Niedertemperaturheizkörpern. Sie stellen die Wärme auf wirtschaftliche Art und Weise zur Verfügung und nutzen niedrige Vorlauftemperaturen zwischen 30 u...
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