Jun. Projektleiter, Wärmepumpe

Umweltwärme ist eine der vielseitigsten Möglichkeiten, um zu heizen, kühlen und lüften. Kein anderes System deckt diese Bandbreite so flexibel ab und ist dabei noch so effizient.

Heizen mit Holz

Wärmequellen

Als Quelle kommen 3 der 4 Elemente in Frage: Luft, Wasser und Erde. In der Anwendung unterscheiden sich die Systeme hauptsächlich in den Punkten: Geräuschemissionen, Wartungsaufwand und der Investition. Während sich im Sanierungsbereich als Quelle Luft immer mehr durchsetzt, ist bei einem Neubau der Quelle Wasser oder Erde klar der Vorzug zu geben. Diese Systeme sind etwas teurer in der Anschaffung aber auch effizienter im Betrieb.

Prinzip Wärmepumpe

Die Funktion ist schnell erklärt. Die Wärmepumpe entzieht der Quelle über den Verdampfer Energie und läuft über einen Verdichter, welcher das Temperaturniveau anhebt. Beim Verflüssiger wird die Energie an das Heizsystem abgegeben und der Kreislauf über das Entspannungsventil, wo sich das Temperaturniveau wieder absenkt, zum Verdampfer hin geschlossen. So entzieht die Wärmepumpe mit einem Teil Strom, um die drei Teile Umweltenergie. Dies Beschreibt zugleich die Leistungszahl: 1 Teil Strom + 3 Teile Umwelt = COP 4.

Gängige Arbeitszahlen (COP)

  • 1.0 (Elektroheizung) 20 000 kWh
  • 4.0 (Luft-/ Wasser-Wärmepumpe) 5 000 kWh
  • 4.5 (Wasser-/ Wasser-Wärmepumpe) 4 444 kWh
  • 5.0 (Sole-/ Wasser-Wärmepumpe) 4 000 kWh

Reversibilität

Oder anders gesagt: Umkehrbarkeit. Eine reversible Wärmepumpe kann neben Heizen, eben auch Kühlen. Dies bringt 2 wesentliche Vorteile: Zum Einen, kann der Komfort in den Sommermonaten erhöht werden und der Nutzer profitiert mit einer besseren Behaglichkeit. Zum Anderen kann die Wärmequelle regeneriert werden, also da wo wir Energie bezogen haben, diese wieder rückgeführt werden. Die Übernutzung der Quelle wird verhindert.

Inverter, besser als Takten

Mit der Inverter-Technik ist nichts anderes gemeint wie die Modulierbarkeit. Ein Kompressor (Verdichter) kann ein- bis mehrstufig oder eben modulierend betrieben werden. Mit einem Inverter kann dieser einmal einschalten und sich auf den aktuellen Bedarf eistellen und so durchlaufen. Wie auch beim Auto ist es besser, vorausschauend Gas zu geben wie einen «Stopp and Go»-Betrieb zu suchen. Neuere Wärmepumpen werden daher immer häufiger als Inverter-Modelle am Markt angeboten.

Lüften über eine kontrollierte Lüftung

Einige Wärmepumpen können neben Heizen und Kühlen auch gleich Lüften. Diese verfügen über ein Zusatzmodul, welches eine kontrollierte Wohnungslüftung darstellt und auf die Wärmepumpe integriert wird. Durch die hydraulische Kopplung mit der Lüftung kann das Wärmepumpenkreislauf-Systems optimiert werden, dies ist ein Grund weshalb sich solche Kombinationen lohnen können.

Vorsicht beim Sanieren einer Erdsonden-WP

Früher noch kein Thema, kommen heute immer häufiger auch Erdsonden-Wärmepumpen ins Sanierungsalter. Dabei ist ein wesentlicher Punkt besonders zu beachten: Alte Wärmepumpen weisen einen schlechteren Wirkungsgrad (COP) als neue Wärmepumpen auf, dadurch verbrauchen diese weniger Strom und holen mehr Energie aus der Umwelt. Nun sind aber alte Erdsonden zum Teil knapp ausgelegt und die höhere Kälteleistung auf der Sonde führt mittelfristig zum Einfrieren dieser. Ist eine Erdsonde erst einmal eingefroren, bleibt oft nur eine neue Bohrung. Dies ist teuer und lässt sich vermeiden, hier sollte spätes-tens über die Sondenregeneration nachgedacht werden.

Hydraulischer Abgleich

Wie bei fast allen Heizsystemen liegt in der Hydraulik eines der grössten Optimierungspotenziale. Durch den Umbau des Wärmeabgabe-Systems mit dynamischen Ventilen lässt sich, ein meist fehlender hydraulischer Abgleich elegant integrieren. Nach dem Optimieren der Rücklauftemperatur, kann ggf. auch die Vorlauftemperatur abgesenkt werden und die Systemeffizienz entsprechend erhöht werden.

Kosten

Die Investitionshöhe für eine Wärmepumpenanlage hängt von mehreren Faktoren ab:

  • Wärmequelle
  • Leistung
  • Wärmeverteilsystem
  • Lokale Gegebenheiten (Aufstellort, Terrain)
  • Bestehendes Heizsystem
  • Produkte
  • Optionen (Speicher, Boiler, Kühlung)
  • Ausführungsqualität (Servicefreundlichkeit)

Es ist also schwierig eine pauschale Aussage zu der effektiven Investition zu machen. Für ein Einfamilienhaus mit 160 m2 Wohnfläche sind folgende Richtgrössen annehmbar:

  • Luft-/ Wasser-WP aussen 15 000 CHF
  • Luft-/ Wasser-WP innen 17 000 CHF
  • Erdsonden-Wärmepumpe 14 000 CHF
  • Erdsonden-Bohrungen 18 000 CHF
  • Grundwasser-Wärmepumpe 14 000 CHF
  • Grundwasser-Kollektor 30 000 CHF
  • Demontagen, Installation, Umbau 15 000 CHF
  • Warmwasseraufbereitung 6 000 CHF
  • Pufferspeicher 4 000 CHF

Fotovoltaik, die sinnvolle Ergänzung

Wärmepumpen eignen sich hervorragend für eine Ergänzung mittels einer Fotovoltaik-Anlage. Diese versorgt die Wärmepumpe mit erneuerbarem Strom aus eigener Produktion und verbessert die Energiebilanz zusätzlich. Vorteilhaft ist es auch zu prüfen, ob und wie eine Speicherung des Stromes stattfinden kann. Heute ist ein Umstieg auf Elektromobilität in den nächsten Jahren für viele denkbar. Hier kann die PV-Anlage weiter optimiert und der Eigenverbrauch erhöht werden. In der Planung gilt es, die Produktion auf den Bedarf zu optimieren, um einen hohen Eigenverbrauchswert zu erzielen.

Minergie-A (ECO) – Das Klimagebäude

Ein Minergie-A Gebäude produziert pro Jahr mehr erneuerbare Energie als Sie für Wärme, Wasser, Lüftung, sämtliche elektronischen Geräte und Beleuchtung benötigen. Das Gebäude ist ein hocheffizientes Haus, das im Winter angenehm warm ist und im Sommer vor Hitze schützt und das alles erneuerbar. Mehr Klimaschutz beim Hausbau geht nicht, besonders mit dem Zusatzprodukt ECO, ist Minergie-A ein Klimagebäude.

Kantonale Unterstützung

Bei einem Ersatz von einer Öl-, Gas- oder Elektroheizung wird eine Wärmepumpe direkt gefördert: Luft-/Wasser-WP mit 4 000 CHF Grundbeitrag und 150 CHF pro Kilowatt Leistung. Sole-/Wasser- oder Wasser-/Wasser-WP mit 6 000 CHF Grundbeitrag und 450 CHF pro Kilowatt Leistung. Für Neubauten ist die Förderung nur über das Minergie-Förderpaket (M-16) möglich. Die Förderung für eine Fotovoltaik-Anlage beträgt heute um die 1 000 CHF im Grundbeitrag und ab 340 CHF pro Kilowatt-Peak Leistung. Die obigen Sätze gelten für den Kanton Solothurn, kantonal variieren diese zum Teil stark.

Vorausplanen und analysieren

Am besten fährt wer vorbereitet ist und sich zu den Themen Gebäudetechnik und Gebäudehülle rechtzeitig informiert und entsprechend Beraten lässt. Die heat-engine GmbH in Wolfwil bietet von der neutralen Energieberatung über Wärmebilder und Gebäudeanalysen u.a. mittels Gebäudeenergieausweisen GEAK® bis hin zur vollständigen Fachplanung HLK und Betriebsoptimierungen ein Rundumpaket. Als Profis in der Gebäudetechnik überlassen wir nichts dem Zufall!

Weitere Informationen

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