Eine Wärmepumpe ist eine Maschine, die Wärmeenergie aufnimmt und als Nutzwärme mit höherer Temperatur an ein anderes System überträgt. Dazu muss technische Arbeit aufgewendet werden. Typisch ist die Nutzung der Umgebungswärme zur Beheizung von Räumen, diese muss vorher mittels elektrischer Arbeit auf ein höheres Temperaturniveau angehoben werden.
Prinzipiell funktionieren Wärmepumpen wie ein gewöhnlicher Kühlschrank. Das Kühlschrankinnere steht dabei für die Umgebung. Dieser wird Wärme entzogen und auf höhere Temperatur „gepumpt“, so dass damit die Küche „geheizt“ werden kann.
Als Wärmequelle kommen verschiedene Formen der Umgebungswärme in Betracht: Außenluft, Erdwärme, Grundwasser, Abwärme u. a. Der technische Aufwand zur Nutzung dieser Quellen hängt von den örtlichen Gegebenheiten ab. Um Erdwärme nutzen zu können, sind in der Regel Bohrungen bzw. Erdarbeiten in großem Umfang notwendig. Die Nutzung von Umgebungsluft erfordert dagegen weniger Aufwand, diese weist jedoch größere Temperaturschwankungen auf, gerade im Winter (Wärmebedarf) ist diese weit kühler als beispielsweise das Erdreich.
Die Wärme kann entweder an ein mit Warmwasser arbeitendes Heizungssystem (Heizkörper oder Heizflächen) oder eine Lüftungsanlage abgegeben werden. Entsprechend werden die Systeme bezeichnet. Dient etwa Umgebungsluft als Wärmequelle und wird über ein Heizungssystem geheizt, spricht man von einer Luft-Wasser-Wärmepumpe.
Eine Wärmepumpe arbeitet umso effizienter, je mehr nutzbare Wärme pro eingesetzter Einheit elektrischer Energie zur Verfügung gestellt werden kann. Die zugehörigen Kenngrößen sind die Leistungszahl (unter Laborbedingungen bestimmt) bzw. die Jahresarbeitszahl (tatsächlich gemessene Verhältnisse am Einsatzort).
Ob eine Wärmepumpe wirtschaftlich ist, hängt von vielerlei Faktoren ab, wie etwa dem Aufwand zur Erschließung der Wärmequelle, deren Temperaturniveau, der Bauweise der Wärmepumpe, der Art der Wärmeabgabe u. a. Generell lässt sich sagen, dass eine Wärmepumpe umso effizienter arbeitet, je geringer die Temperatur des verwendeten Heizungssystems ist. Flächenheizungen (Fußboden- oder Wandheizungen) oder Lüftungsanlagen sind also für Wärmepumpen geeigneter als Heizkörper.
Speziell Anlagen mit Umgebungsluft als Wärmequelle arbeiten nur bis zu einer bestimmten Temperatur wirtschaftlich, darunter sinkt die Leistungszahl deutlich ab. Hier ist der kombinierte Betrieb etwa mit einer Gasbrennwerttherme möglich. Diese wird an besonders kalten Tagen zugeschaltet bzw. alleinig als Wärmeerzeuger eingesetzt.
Im Bereich der energetischen Modernisierung bestehender Gebäude lohnt es sich aus meiner Sicht in folgenden Fällen, über den Einsatz einer Wärmepumpe nachzudenken:
- gut gedämmte Gebäudehülle
- hoher Anteil an Flächenheizungen oder Heizung über Lüftungsanlage möglich
- im Winter geeignete Wärmequelle vorhanden oder modernes Heizungssystem als Ergänzung
Ob sich im konkreten Fall der Einsatz einer Wärmepumpenanlage lohnt, kann nur die energetische Berechnung Ihres Gebäudes in Verbindung mit einer Wirtschaftlichkeitsanalyse zeigen. Diese können etwa im Rahmen einer geförderten Energieberatung durchgeführt werden.