Checkiste Wärmepumpen 2012/13 Eine Verbraucherinformation Fas Sie in Ihrem Wohngebäude den Einbau einer Wärmepumpe zur Beheizung des Gebäudes und zur Warmwasserbereitung ernsthaft in Erwägung ziehen, bietet Ihnen diese Zusammensteung unabhängige Detaiinformationen. Damit können Sie prüfen, ob eine Wärmepumpe wirkich zum Gebäude passt. Geichzeitig stärkt sie Ihre Verhandungsposition gegenüber dem Anbieter. Zusätzich zu dieser Checkiste bekommen Sie bei den Verbraucherzentraen eine Mustervereinbarung, mit deren Hife ein Mindestwert für die Effizienz der Wärmepumpe vertragich vereinbart werden kann. Betriebshinweise, Richtwerte, Kenngrößen Seite 2 Wärmequeen Seite 4 Kätemitte Seite 4 Gesamtkonzept und Dimensionierung Seite 5 Kosten und Wirtschaftichkeit Seite 7 Prüfung von Angeboten Seite 8 Theorie und Praxis Seite 9 Typische Feher bei Panung und Instaation Seite 10 Ökoogische Bewertung Seite 11 Zusammensteung der wichtigsten Hinweise Seite 12 www.verbraucherzentrae-energieberatung.de
Betriebsweise, Richtwerte, Kenngrößen Temperaturdifferenz Mit Hife von Wärmepumpen kann man Umwetwärme aus Boden, Wasser oder Luft von einem niedrigen auf ein höheres Temperaturniveau pumpen und damit Gebäude und Warmwasser aufheizen. Der Stromverbrauch der Wärmepumpe hängt dabei ganz entscheidend von der Temperaturdifferenz zwischen Wärmequee (Boden, Wasser oder Luft) und Wärmesenke (Heizungswasser und Trinkwarmwasser) ab. Je keiner diese Temperaturdifferenz ist, umso effektiver äuft die Wärmepumpe. Daher sind Fußboden- oder Wandheizungen, die auf niedrigem Temperaturniveau betrieben werden, im Zusammenhang mit Wärmepumpen immer die erste Wah. Die Leistungszah Das Verhätnis von Heizeistung zu aufgenommener eektrischer Leistung bei definierten Randbedingungen nennt man Leistungszah ε, engisch COP (coefficient of performance). Die Hersteer geben diese Zah wie fogt an: W10W35, B0W35, A2W35. Die Buchstaben stehen dabei für W = water (Wasser), B = brine (Soe), A = air (Luft). Die Zahen geben die Temperatur von Wärmequee und Wärmesenke an. Beispie: Eine Leistungszah 4 mit A2W35 beschreibt eine Luft/Wasser-Wärmepumpe, die bei einer Lufttemperatur von 2 C arbeitet (A2) und die gewonnene Wärme auf einem Niveau von 35 C an das zu nutzende Wasser abgibt (W35). Leistungszahen iegen meist zwischen 3 und 6, können aber bei ungünstigen Randbedingungen wie hohen Heizwassertemperaturen und kater Wärmequee auch unter 2 betragen. Es handet sich dabei in der Rege um reine Teststands- oder Berechnungswerte für einen Betriebszustand. Anhand der Leistungszahen assen sich die Wärmepumpenaggregate bezügich ihrer Güte untereinander gut vergeichen. In der Schweiz gibt es eine sehr umfangreiche Liste mit gemessenen Leistungszahen einzener Wärmepumpen inkusiver weiterer Daten (siehe unter www.wpz.ch). Die Jahresarbeitszah Vie wichtiger as die Leistungszah ist die Jahresarbeitszah, die das Verhätnis zwischen jährich bereit gesteter Wärmemenge und eingesetzter Strommenge darstet. Diese Zah sote mögichst größer as 2,6 sein, um die Veruste bei der Stromerzeugung in den Kraftwerken zu kompensieren. Eine wirkich effiziente Wärmepumpe hat eine Jahresarbeitszah von über 3,5. Eine Jahresarbeitszah von 3,5 bedeutet, dass aus 1 kwh Strom und 2,5 kwh Umwetwärme insgesamt 3,5 kwh Wärme für Heizung und Warmwasser bereitgestet werden. Anbieter versprechen oft Jahresarbeitszahen von 4 und mehr, die häufig nicht erreicht werden. Meist iegen sie zwischen 2,3 und 3,9. Wichtig für die Bewertung einer Anage ist, dass sämticher Stromverbrauch inkusive der Warmwasserbereitung, aer eingesetzten Pumpen und des evt. vorhandenen Heizstabs bei der Bestimmung dieser Zah berücksichtigt wird. Beim Einbau einer Wärmepumpe sote immer ein Wärmemengenzäher instaiert werden, damit man die tatsächiche Jahresarbeitszah feststeen kann. Den Stromverbrauch iest man am Stromzäher für die Wärmepumpe ab. Sehr hifreich kann es sein, wenn man mit dem Instaateur oder Generaunternehmer eine schriftiche Vereinbarung über eine Mindestjahresarbeitszah und die Randbedingungen, unter denen diese geten so, getroffen hat. Hierzu bieten die Verbraucherzentraen eine Mustervereinbarung an, die von den Energieberatern in der persönichen Beratung zur Verfügung gestet wird. Diese Vereinbarung so dazu dienen, die Panungs- und Ausführungsquaität auf dem Wärmepumpenmarkt zu verbessern. Der Text ist jedoch eräuterungsbedürftig, weshab er nicht auf unseren Internetseiten zu finden ist. 100% Primärenergie Kraftwerk Ein 2008 abgeschossener Fedtest in Lahr in Baden- Württemberg mit 33 Wärmepumpen, die nach 2002 instaiert wurden, ieferte fogende gemessene mittere Jahresarbeitszahen (JAZ): Wärmequee Umwetwärme Strom Kraftwerksveruste Mittere JAZ (Anagen mit Fächenheizung) Wärmepumpe Heizwärme 130% Mittere JAZ (Anagen mit Heizkörpern) Außenuft 2,8 (2,3) 2,4 (2,2) Erdreich 3,4 (3,1) 3,3 Grundwasser 3,2 (2,9) k.a. vzbv Energiebianz einer Wärmepumpe mit Jahresarbeitszah 4 Werte in Kammern unter Berücksichtigung der Speicherveruste für Heizung und Warmwasser Quee: Dr. Fak Auer, Schussbericht Zweijähriger Fedtest Eektrowärmepumpen am Oberrhein: Nicht jede Wärmepumpe trägt zum Kimaschutz bei, Dezember 2008 2
In einem vom Bundeswirtschaftsministerium geförderten Fedtest der Wärmepumpen-Effizienz durch das Fraunhofer-Institut für Soare Energiesysteme ISE wurden 94 Anagen in gut gedämmten Neubauten untersucht. Bei 68 dieser Anagen war das Erdreich und bei 26 die Luft die Wärmequee. Die Neubauten waren fast ausschießich mit Fußbodenheizungen ausgestattet. Die Randbedingungen waren aso gut für den Einsatz von Wärmepumpen. Eine aktuee Veröffentichung zeigt in Neubauten fogende aus dem Fedtest errechnete mittere Jahresarbeitszahen dieser Anagen ohne Berücksichtigung von Speicherverusten: Wärmequee Mittere JAZ im Neubau Außenuft 2,9 Erdreich 3,9 In einer weiteren Messreihe wurden 73 Wärmepumpen im Gebäudebestand untersucht. 53 dieser Anagen waren mit normaen Heizkörpern zur Wärmeverteiung im Einsatz, in 20 Fäen ag eine Kombination von Heizkörpern mit einer Fußbodenheizung vor. Hier sehen die aus dem Fedtest errechneten Werte im Atbau wie fogt aus: Wärmequee Mittere JAZ im Atbau Außenuft 2,6 Erdreich 3,3 Quee: BINE Projektinfo 03/10, Erdgekoppete Wärmepumpen für Neubauten, März 2010 sowie aktue zusammengefasst auf fogender Internetseite: http://www.bine.info/hauptnavigation/pubikationen/pubikation/ erdgekoppete-waermepumpen-fuer-neubauten/ Im Unterschied zum Fedtest in Lahr (s.o.) haben beim Test des Fraunhofer Instituts die Hersteer bei der Auswah der untersuchten Geräte für die Neubauten mitgewirkt. Bei den Atbauten haben die regionaen Stromversorger die Auswah der einzenen Projekte übernommen und die Instaateure bei der Instaation betreut. Beide Fäe geben durch die Optimierung nicht die reae Praxissituation wieder. Das Förderprogramm Erneuerbare Energien des Bundesumwetministeriums verangt fogende Voraussetzungen, um eine Förderung für Wärmepumpen zu erhaten (Stand Januar 2012): den Einbau eines Strom- oder Gaszähers, eines (oder mehrerer) Wärmemengenzähers, die Durchführung eines hydrauischen Abgeichs sowie mindestens eine Umwäzpumpe der Energieeffizienzkasse A. Außerdem müssen die Mindestwerte für die JAZ aut nachfogender Tabee erreicht werden. Achtung: Gefördert wird nur noch der Einbau von Wärmepumpen für die kombinierte Raumbeheizung und Warmwasser (WW)-Bereitung in bestehenden Gebäuden (Einbau der vorhandenen Heizungsanage vor 2009). Wärmequee Bestandsgebäude Mindest-JAZ Außenuft 3,5 Erdreich 3,8 Wasser 3,8 Aktuee Informationen immer unter www.bafa.de. Das Gesetz zur Förderung Erneuerbarer Energien im Wärmebereich (oder kurz EEWärmeG) verangt seit 2009, dass in Neubauten je nach eingesetzter Technik ein Mindestantei erneuerbarerer Energien zur Deckung des Wärmebedarfs zum Einsatz kommt. An die Effizienz von Wärmepumpen werden dabei fogende Mindestanforderungen gestet: Wärmequee Neubau Mindest- JAZ nur für die Heizung Neubau Mindest- JAZ ink. WW- Bereitung Außenuft 3,5 3,3 ae anderen WP 4,0 3,8 Achtung! Für das Förderprogramm und das EEWärmeG git: Die JAZ muss rechnerisch nach der VDI-Richtinie 4650 für Raumwärme und Warmwasser mit Hife einer Fachunternehmererkärung bzw. einer Bescheinigung eines Sachkundigen nachgewiesen werden. Diese Rechenwerte iegen zum Tei deutich über den Werten, die in der Praxis erreicht werden, da für die Berechnung vereinfachte und ideaisierte Randbedingungen angenommen werden. Betriebsweisen Monovaente Wärmepumpenanagen versorgen as einzige Anage das Haus mit Wärme und Warmwasser. Sie haben auch keinen zusätzichen Eektroheizstab. Bei bivaenten Anagen gibt es einen zweiten Wärmeerzeuger. Dies kann ein Eektroheizstab oder auch ein Heizkesse für andere Brennstoffe sein. Anagen mit zusätzichem Eektroheizstab nennt man auch monoenergetisch, da sowoh das Wärmepumpenaggregat as auch der Heizstab mit Strom betrieben werden. Monoenergetisch sote jedoch nicht mit monovaent verwechset werden. 3
Wärmequeen Fogende Kriterien sote die Wärmequee mögichst erfüen: ausreichende Verfügbarkeit, hohes Temperaturniveau, ausreichende Regeneration, kostengünstige Erschießung, geringer Wartungsaufwand. Die Wärmequeen Erdreich und Grundwasser schneiden im Hinbick auf das Temperaturniveau am besten ab. Aerdings ist die Erschießung reativ teuer und beide Varianten sind in Trinkwasserschutzgebieten ausgeschossen. Erdreich Dem Erdreich kann man die Wärme sowoh mit Hife eines horizonta in einer Tiefe von 1,20 bis 1,50 m veregten Erdkoektors entziehen as auch mit Hife von vertika veregten Erdsonden, die bis in eine Tiefe zwischen 30 und zum Tei über 100 Meter reichen. Die reae Entzugseistung von Erdkoektoren iegt je nach Bodenverhätnissen oft zwischen 10 und 25 Watt pro Quadratmeter, im Einzefa auch höher. Die Gesamtfäche des Erdkoektors beträgt in der Rege das 1- bis 2-fache der zu beheizenden Wohnfäche im Haus. Ein stark mit Wasser angereicherter Boden eignet sich sehr gut as Quee, sandige Böden dagegen weniger gut. Die Entzugseistung von Erdsonden iegt zwischen 30 und 50 Watt pro Meter Tiefe, im Einzefa auch darüber. Bei Erdsonden werden meist mehrere Bohrungen mit mindestens 6 Metern Abstand eingebracht. Geht man von einem Wert von 50 W/m aus, braucht man für eine Entzugseistung von 5 kw (5000 W) zwei Bohrungen à 50 m Tiefe oder eine Bohrung à 100 m. Vor der Bohrung sote man Erkundigungen zu den Bodenverhätnissen bei den Geoämtern oder den Wasserbehörden einhoen. Wichtig ist, bei dem Angebot der Bohrfirma darauf zu achten, für weche Randbedingungen es abgegeben wurde wenn dort z.b. bis Bodenkasse 5 steht, sote man sich absichern, dass nicht Bodenkasse 7 zu erwarten ist. In jedem Fa muss eine wasserrechtiche Genehmigung der unteren Wasserbehörde für die Bohrung voriegen. Grundwasser Grundwasser hat ab einer Tiefe von 10 m ganzjährig eine Temperatur von etwa 10 C. Auch hier muss vor Baubeginn eine Genehmigung bei der örtichen Wasserbehörde eingehot werden. Man braucht einen Förder- und einen Schuckbrunnen mit einem Mindestabstand von 10 m, wobei die Fießrichtung des Grundwassers zu beachten ist. Für eine Entzugseistung von 10 kw braucht man etwa 2m³ Grundwasser pro Stunde. Zu Beginn sote unbedingt eine Wasseranayse erstet werden, um den Eisen- und Mangangehat zu prüfen. Liegen diese zu hoch, ist von dieser Variante abzuraten, da das Risiko der Verockerung besteht. Dabei fät das im Wasser geöste Eisen nach dem Kontakt mit dem Luftsauerstoff as dunkebrauner Eisenocker aus und behindert die Wasserentnahme. Luft Die Außenuft as Wärmequee zu nutzen, bietet den Vortei, dass der Aufwand zur Erschießung der Quee geringer ist as beim Erdreich oder beim Grundwasser. Die Investitionskosten iegen bei dieser Variante niedriger. Auch sind keine Genehmigungen für die Wärmequee erforderich. Aerdings hat diese Wärmequee auch mehrere Nachteie: Die Wärmekapazität der Luft ist wesentich keiner as die des Wassers oder des Erdreichs, so dass große Luftmengen bewegt werden müssen. Dies hat eine Geräuschentwickung zur Foge, die as sehr störend empfunden werden kann nicht nur von einem sebst, sondern auch von Nachbarn. Für 10 kw Entzugseistung braucht man etwa 4.000 m³ Luft pro Stunde. Daher sote man das Außenbautei nicht im Eingangsbereich und auch nicht direkt an der Grundstücksgrenze aufsteen. Die Luft ist ausgerechnet dann am kühsten (kate Wintertage), wenn der Wärmebedarf im Haus am größten ist. Deshab ist die Jahresarbeitszah hier in der Rege am niedrigsten und iegt häufig unter 3. Luft-Wärmepumpen machen aber in Passivhäusern in Kombination mit einer Lüftungsanage häufig Sinn. Kätemitte Lange Jahre wurden FCKW as Kätemitte benutzt, da sie reaktionsträge, nicht brennbar und ungiftig sind. Aufgrund ihres Ozon zerstörenden Potenzias sind sie jedoch seit 1995 verboten. Seitdem kommen meist teifuorierte Kohenwasserstoffe zum Einsatz, die die Ozonschicht nicht mehr angreifen. Diese werden mit den Nummern R134a, R404A, R407C und R410A gekennzeichnet. Diese haben jedoch noch ein starkes Treibhauspotenzia,so dass eine sorgfätige Entsorgung zu gewähreisten ist, damit die Stoffe nicht in die Atmosphäre geangen. 4
Gesamtkonzept und Dimensionierung Dämmstandard und Fächenheizung Fächenheizungen führen genere zu einer höheren Effizienz der Wärmepumpe wegen des niedrigeren Temperaturniveaus. Gut gedämmte Gebäude reduzieren die Investitionskosten für die Wärmepumpe. Diese hängen sehr stark von der erforderichen Entnahmeeistung der Wärmequee und der Heizeistung im Gebäude ab. Wärmepumpen steen hohe Anforderungen an die Quaität der Anagenpanung und die fachgerechte Instaation. Gebäude und Wärmepumpe müssen gut aufeinander abgestimmt sein. Der Einbau einer Wärmepumpe in einem bestehenden Gebäude, dessen Dämmstandard nicht sehr hoch ist und in dem Heizkörper für die Wärmeverteiung instaiert sind, ist nicht zu empfehen. Hier sote zunächst in eine Wärmedämmung der Gebäudehüe investiert werden. Die Bohrung Erdreich oder Grundwasser sind as Wärmequee die erste Wah. Die Bodenbeschaffenheit ist für einen Fächenkoektor zu prüfen. Vor einer Bohrung für eine Sonde ist ein Bodengutachten einzuhoen. Wasserrechtiche Genehmigungen sind bei Bohrungen ebenfas notwendig. Bei einem Fächenkoektor reicht in der Rege eine Mitteiung an die Behörde. Die Bohrfirma sote eine DVGW-Zertifizierung (Deutscher Verein des Gas- und Wasserfachs) nach Arbeitsbatt W120 haben. Darin sind gewisse Quaitätsanforderungen festgehaten. Unter www.dvgw-cert.com findet man nach Posteitzahen sortiert zerti fizierte Bohrunternehmen. Es sote eine ausführiche schriftiche Dokumentation der Bohrung erfogen mit Lagepan der Bohrungen und der Sondeneitungen zum Haus, mit Protoko des Bohrmeisters und Bohrabaufbatt, mit Verpressprotoko und Angaben zum Verpressmateria sowie mit Druckprüfprotoko der Sonden. Es ohnt sich häufig, in der Panungsphase einen Bodengutachter zu beauftragen. Genaue Berechnung Die Ausegung der Wärmequeenanage muss genau gepant werden. Hierfür sote eine genaue Heizastberechnung erfogen. Damit werden sowoh Investitions- as auch Betriebskosten wesentich beeinfusst. So muss beim Erdreich as Wärmequee verhindert werden, dass es durch zu große Wärmeentnahme zu Bodenvereisungen und damit zu einem deutichen Abfa der Jahresarbeitszah kommt. Die Entzugseistung und die Dauer der Wärmeentnahme müssen genau aufeinander abgestimmt sein, damit ausreichend Zeit für eine Regeneration beibt. Je nach Entzugseistung wird für 1800 bis 2400 Stunden im Jahr dem Boden die Wärme entnommen. Es findet aso kein uneingeschränkter Jahresdauerbetrieb statt. Für die Ausegung der Wärmeeistung des Aggregats sote eine genaue Heizastberechnung erfogen. Die Leistung sote hier eher knapp ausgeegt werden, um ein Takten (häufiges Ein- und Ausschaten) zu vermeiden, da dies die Lebensdauer des Geräts verkürzt. Speicher und Betriebsweise Um das Takten des Aggregats zu vermeiden und Abschatzeiten des Stromversorgers probemos überbrücken zu können, muss eine Wärmespeicherung mögich sein. Wenn man nur einen einzigen Heizkreis mit Fußbodenheizung hat, stet der Fußbodenaufbau meist einen ausreichenden Puffer dar. Andernfas ist der Einbau eines Pufferspeichers erforderich. In beiden Fäen ist eine monovaente Betriebsweise (ohne Eektroheizstab) mögich. Das Aggregat kann dann so dimensioniert werden, dass ein Takten vermieden wird. Bei der Panung der Wärmeeistung sind die Warmwasserbereitung und mögiche Abschatzeiten, die sich der Stromversorger meist vertragich vorbehät, zu berücksichtigen. Die Warmwasserbereitung kann entweder über einen eigenen Warmwasserspeicher erfogen oder mit Hife einer Frischwasserstation, die dem Pufferspeicher nachgeschatet wird, fas dieser vorhanden ist. Diese Frischwasserstation funktioniert im Prinzip wie ein Durchauferhitzer. Für weche Variante man sich dabei entscheidet, hängt von den Randbedingungen vor Ort ab, wie z.b. Aufsteort (beheizter oder unbeheizter Bereich) und der Dämmung des Speichers. 5
Hier ist eine sorgfätige Abwägung im Rahmen des Gesamtkonzepts nötig, da beim Warmwasser ein höheres Temperaturniveau ins Spie kommt. Wärmeverteiung und hydrauischer Abgeich Es ohnt sich, die Fußbodenheizung etwas großzügiger aso auf mögichst niedrige Vorauftemperaturen auszuegen, die Heizkurve niedriger einzusteen und den hydrauischen Abgeich durchzuführen. Beim Abgeich geht es darum, im Verteiungsnetz (Leitungen und Heizfächen) für annähernd geiche Druckverhätnisse zu sorgen. Damit wird erreicht, dass die Wärmeverteiung mit mögichst geringem Pumpenstromverbrauch erfogt und dass die Thermostatventie optima regen können. Geichzeitig werden neben dem Stromverbrauch auch die Heizenergieveruste reduziert. Auch die Wärmequee sote eher etwas zu groß as zu kein ausgeegt werden, auch wenn dies die Investitionskosten erhöht. Dafür reduzieren sich die Verbrauchskosten, und die Gefahr der zu starken Auskühung der Quee ist gering. Das Aggregat sebst sote knapp dimensioniert sein. Damit wird das Risiko des Taktens (häufiges Ausund Einschaten) vor aem bei nicht vorhandenem Pufferspeicher verringert. Wenn die vom Hersteer angegebene Durchfussmenge des Heizungswassers durch die Wärmepumpe auch in der Praxis eingehaten wird, äuft die Anage effizient. Warmwasserbereitung Die Warmwasserbereitung sote ebenfas über die Wärmepumpe erfogen, denn Stromdurchauferhitzer iegen bei den Verbrauchskosten deutich höher. Wärmemengenzäher Zur Feststeung der tatsächichen Jahresarbeitszah sote in jedem Fa ein Wärmemengenzäher instaiert werden, der die gesamte bereit gestete Wärmemenge für Heizung und Warmwasser misst. Häufig ist dieser Zäher bereits im Aggregat eingebaut. Mit dem Instaateur bzw. dem Generaunternehmer sote eine Mindestjahresarbeitszah vertragich vereinbart werden. Kühung im Sommer Die Wärmepumpe kann im Sommer auch zur aktiven Kühung genutzt werden, indem man den Wärmepumpenprozess einfach umkehrt. Dann wird dem Raum die Wärme entzogen und dem Erdboden zugeführt. Voraussetzung ist, dass dies durch einfache Umschatung am Aggregat mögich ist. Eine weitere Variante besteht darin, bei ausgeschatetem Kompressor der Wärmepumpe nur den Soe- und den Heizkreis durch die Pumpen in Betrieb zu haten. Auch auf diesem Wege findet eine Kühung statt, wenn auch nicht so wirkungsvo, as wenn der Kompressor in Betrieb ist. Beide Formen der Raumkühung sind natürich mit zusätzichem Stromverbrauch der Wärmepumpe im Sommer verbunden. In jedem Fa muss bei Kühung unbedingt verhindert werden, dass der Fußboden oder die Wand (bei Wandheizfächen) zu stark abkühen, damit es zu keiner Feuchtekondensation kommt. Grundsätzich sind passive Verfahren wie Verschattung und geziete Lüftung zur Vorbeugung vor sommericher Überhitzung der Innenräume as erstes zu empfehen. Passiver vorbeugender Hitzeschutz und auch aktive Kühung mit Hife der Wärmepumpe sind immer dem Einsatz von Kimageräten vorzuziehen. 6
Kosten und Wirtschafichkeit Die Investitionskosten für eine Wärmepumpenanage iegen deutich höher as für eine konventionee Ö- oder Gasheizung. Dafür ergeben sich niedrigere Verbrauchskosten für die Wärmepumpe. Zu beachten ist jedoch, dass insbesondere eine Reduzierung der Investitionskosten durch zu keine Dimensionierung der Wärmequee bei Erdreichwärmepumpen zu deutich höheren Verbrauchskosten führt. Daher sote man bei besonders günstigen Angeboten von Wärmepumpen vorsichtig sein. Investitionskosten Betrachtet man die gesamten Investitionskosten, kann eine Erdwärmepumpenanage 2- bis 3-ma so teuer werden wie etwa eine Gasbrennwertheizung. Bei einem sochen Vergeich sind immer sämtiche Kosten für Wärmequee, Pufferspeicher, Eektroinstaation und ggf. ein Zuschag für die Fächenheizung auf der einen Seite sowie Hausanschuss, Abgasführung und Gasinstaation auf der anderen Seite zu berücksichtigen. Im Gegensatz zu Gas- oder Öheizungen hängen die Investitionskosten bei Wärmepumpenanagen ganz stark von der Leistung ab. Die Gesamtinvestitionskosten für eine Erdwärmepumpenanage in einem Einfamiienhaus-Neubau können durchaus 25.000 Euro und mehr betragen. Angebote von Instaateuren sind immer im Hinbick auf Voständigkeit und Genauigkeit zu überprüfen. Die mittere Lebensdauer des Aggregats iegt bei 15 bis 20 Jahren, während eine Erdreichsonde oder ein Erdkoektor durchaus 40 Jahre und änger betrieben werden können. Verbrauchskosten Bei den Verbrauchskosten ist zu berücksichtigen, dass der Stromversorger für den Wärmepumpenstrom einen gesonderten Tarif auf Basis eines Sondervertrags anbietet, der deutich unter den übichen Haushatsstrompreisen iegt. Häufig iegen die Preise für Wärmepumpenstrom zwischen 15 bis 23 Ct pro kwh (brutto). Wenn pro 1 kwh Strom eine Wärmemenge von mindestens 3 kwh bereitgestet wird, iegen die Betriebskosten bei Erdwärmepumpenanagen für einen Einfamiienhaus- Neubau rund 30 bis 50 Prozent niedriger as bei einer Gasbrennwertanage. Dies git für die derzeitigen Preise der Energieträger (Stand Januar 2012). Gesamtkosten Macht man einen Gesamtkostenvergeich, bei dem die Kapitakosten (Investition, Instandsetzung, Erneuerung), die Verbrauchskosten (Energiekosten inkusive Hifsenergie), Betriebskosten (Wartung, Reinigung) und die sonstigen Kosten (Nebenkosten, Versicherung ) berücksichtigt werden, iegen Wärmepumpenanagen in etwa geich auf mit modernen Ö- oder Gaszentraheizungen. Schwer vorherzusagen beibt aber die künftige Preisentwickung für die verschiedenen Energieträger. Förderung Das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontroe (BAFA) fördert den Einbau von Wärmepumpen in bestehende Gebäude, deren Heizung vor 2009 instaiert wurde, im Auftrag des Bundesumwetministeriums mit einem Barzuschuss. Aktuee Informationen zu diesem Förderprogramm findet man unter www.bafa.de. 7
Prüfung von Angeboten für Wärmepumpenanagen Fogende Fragen soten bei der Prüfung konkreter Angebote gekärt bzw. mit dem Anbieter diskutiert werden: 1. Agemeines Sind der Hersteer und das konkrete Mode genau benannt? Enthät der Gesamtpreis die Kosten für Materia, Lohn, Panung und ggf. Dritteistungen wie die Bohrung und die Ersteung von Fundamenten? Prüfen Sie sehr günstige Angebote auf Voständigkeit, indem Sie sie mit anderen Angeboten vergeichen. Handet es sich um eine Kompetteistung aus einer Hand (Generaunternehmer)? Wenn nicht, müssen die Schnittsteen zwischen Wärmequee, Instaation des Aggregats im Haus und der Anbindung an die Wärmeverteiung genau definiert und die Zuständigkeiten formuiert werden. 2. Panung der Einbindung ins Gebäude Für bestehende Gebäude: Hat eine Begehung des Gebäudes und die Aufnahme der Gebäudedaten ggf. durch Hinzuziehung von Panunteragen stattgefunden? Wurde die Heizast des Gebäudes berechnet und das Wärmepumpenaggregat entsprechend dimensioniert? Wurde der Warmwasserbedarf ermittet? Wurden die bauichen Voraussetzungen im Hinbick auf das Gewicht des Speichers und den Aufsteort des Aggregats überprüft? Wurden die Außenwanddurchführungen genau festgeegt? Wurde die Notwendigkeit für einen Kondensatabauf und ggf. eine Kondensatpumpe geprüft? 3. Optimierung des Wärmeverteiungssystems Wurden ae Räume und Heizfächen aufgenommen? Wurden die Raumheizasten, Voumenströme ermittet und die Vorauftemperatur berechnet? Erfogte ggf. der Austausch einzener Heizfächen? Wurde eine Neueinsteung der Vorauftemperatur (Heizkurve) vorgenommen? Wurde die Voreinsteung der Thermostatventie und der Pumpeneistung vorgenommen? Erfogte ggf. der Austausch der Pumpe und einzener Ventie? Wurde das Ausdehnungsgefäß berechnet? Wurde die Rohreitungsdämmung überprüft? Für Neubauten müssen die Punkte 2. und 3. in der Panungs- und Ausführungsphase berücksichtigt werden. 4. Panung und Dimensionierung der Wärmepumpe Ist die Betriebsweise (monovaent, bivaent) genau definiert? Gibt es eine schriftiche Vereinbarung zur erreichbaren Jahresarbeitszah unter genannten Randbedingungen? Wurden mögiche Sperrzeiten des Stromversorgers berücksichtigt? Ist die Wärmequee (Luft, Erdreich, Grundwasser) festgeegt und entsprechend der Heizastberechnung dimensioniert? Wurde die Zuässigkeit von Erdreich- oder Grundwassererschießung geprüft (Wasserschutzgebiet)? Wurde bei einer Grundwasserwärmepumpe eine Wasseranayse erstet? Wurde die Ergiebigkeit des Grundwassers geprüft? Wurde bei einer Erdreichwärmepumpe ein Bodengutachten erstet oder iegt eine Bodenkarte vor? Wurde die Bodenentzugseistung berechnet? Wurde der Patzbedarf für die Bohrungen geprüft und besprochen? Wurde eine Genehmigung für die Wärmequee (Brunnen oder Sonde) eingehot? Gibt es eine genaue Leistungsbeschreibung seitens des Bohrunternehmens? Ist das Bohrunternehmen nach DVGW-Arbeitsbatt W 120 zertifiziert? Wurden Schaschutzfragen bei Luft-Wärmepumpen diskutiert und bei der Festegung des Aufsteortes berücksichtigt? 8
Wurde auf die Stromsondertarife des Stromversorgers verwiesen? Ist ein Wärmemengenzäher eingebaut? 5. Übergabe der Anage Wurde ein Lagepan und eine ausführiche Dokumentation der Bohrung mit Verpressprotoko und Druckprüfprotoko der Sonden übergeben? Wurde die Dokumentation der Optimierung der Wärmeverteiung übergeben? Liegt eine Dokumentation aer reevanten Einstewerte der Anage (Temperaturen, Systemeinsteungen) vor? Wurden sämtiche Bedieneemente und deren Einfuss auf die Effizienz der Anage eräutert? Das Kapite Prüfung von Angeboten für Wärmepumpenanagen wurde mit Unterstützung fogender Verbände erstet: Bundesindustrieverband Deutschand Haus-, Energie- und Umwettechnik; Bundesverband Wärmepumpe; Zentraverband Sanitär Heizung Kima. Theorie und Praxis Die fogenden Abweichungen von den ideaen Randbedingungen können die JAZ und damit die Effizienz der Wärmepumpenanage deutich reduzieren: Ein erhöhter Warmwasserbedarf Eine ständig aufende Warmwasserzirkuationspumpe Eine höher eingestete Raumtemperatur (z.b. 22 statt 20 Grad) Eine veränderte Wärmeverteiung durch Abweichungen beim Bodenbeag auf Fußbodenheizungen Veränderungen an der Heizkurve, die die Vorauftemperatur in Abhängigkeit von der Außentemperatur bestimmt Häufigeres Lüften as notwendig Beim Neubau eines Hauses schechterer Dämmstandard ausgeführt as gepant Zu kein dimensioniertes Wärmepumpenaggregat Zu kein dimensionierte Wärmequee Zu große Soeumwäzpumpe Quee: Christina Hönig, Wärmepumpen mit Fatrate?, TGA-Fachpaner 2-2010 Grundsätzich git: eine Wärmepumpenanage reagiert wesentich sensiber auf Abweichungen von der optimaen Panung und Instaation sowie auf Änderungen beim Nutzerverhaten as konventionee Ö- oder Gaszentraheizungen. 9
Typische Feher bei Panung und Instaation Die Wärmequeenanage einer Erdreichwärmepumpe wird zu kein dimensioniert: Damit sinken zwar die Investitionskosten und die Anage wird scheinbar attraktiver. Aerdings steigen damit die Betriebskosten, da der Eektroheizstab häufiger einspringen muss. Außerdem hat dies zur Foge, dass dem Boden mehr Wärme entzogen wird as nachfießt. Die Foge ist eine permanente Vereisung und Unterkühung des Bohrochs. Bei horizontaen Erdabsorbern kann es zum Permafrostboden kommen. Die Arbeitszah sinkt dann deutich und der Stromverbrauch steigt entsprechend an. Zu hohe Vorauftemperatur des Heizsystems: Hersteer und Instaateure werben damit, dass ihre Anagen auch höhere Temperaturen schaffen, weisen aber nicht daraufhin, dass die Anagen dann zu vie Strom verbrauchen. Oft werden in der unteren Etage des Hauses Fußbodenheizungen und in der oberen Heizkörper instaiert, so dass etztich doch hohe Vorauftemperaturen benötigt werden. Zu hohe Temperatur bei der Warmwasserbereitung: Die Nutzer werden zu wenig darauf hingewiesen, wie wichtig eine geringe Temperaturdifferenz (Wärmequee Heizsystem) ist. Die Temperatur im Trink-Warmwasserspeicher sote nicht höher as 50 C eingestet werden. Eventue kann man eine Anti-Legioneenschatung vorsehen, so dass der Warmwasserspeicher z.b. einma pro Woche auf über 60 C aufgeheizt wird, eventue auch per Eektroheizstab. Fehender hydrauischer Abgeich im Heizsystem und bei den Bohröchern: Wozu ein hydrauischer Abgeich grundsätzich dient, wird unter Gesamtkonzept und Dimensionierung erkärt. Bei den vertikaen Erdsonden (oder auch bei den Federn mit horizontaen Absorbern) werden ohne diesen Abgeich einzene Bohröcher stärker durchströmt as andere und kühen dadurch mögicherweise zu stark aus. Sauerstoffeintritt in den Grundwasserkreis: Grundwasser ist in der Rege mehr oder weniger stark eisenhatig. Kommt es auf dem Weg vom Saugbrunnen zum Schuckbrunnen mit Sauerstoff in Berührung, oxidiert es, und es entsteht Eisenschamm (Ocker). Wärmetauscher und Schuckbrunnen können verstopfen. Um dass zu verhindern, müssen die Rohreitungen dicht sein, und das Wasser muss unterhab des Wasserpeges des Schuckbrunnens eingeführt werden. Der Wasserkreis sote auch nach Absteen der Pumpe nicht abreißen. In manchen Angeboten sind die Kosten für die Erdarbeiten nicht enthaten oder es gibt einen Hinweis wie Erdarbeiten bauseits. Dies führt zu erhebichen Zusatzkosten, die unbedingt zu berücksichtigen sind. Eektrische Durchauferhitzer für die Warmwasserbereitung: In diesem Fa steigt zwar die Jahresarbeitszah der Wärmepumpe, die dann nur den Heizungsbetrieb eredigt. Die direkte eektrische Warmwasserbereitung braucht aber fast dreima so vie Strom wie die über die Wärmepumpe, so dass die Gesamtbianz dann schechter ausfät. Zu große Soeumwäzpumpe: Der Stromverbrauch steigt unnötigerweise, wenn keine Rohrnetzberechnung gemacht wurde. Soeumwäzpumpen haben in Einfamiienhäusern Leistungen von bis zu 1.000 Watt und ange Laufzeiten. 10
Ökoogische Bewertung Wenn man Wärmepumpen unter ökoogischen Gesichtspunkten mit anderen Heizsystemen vergeichen und bewerten wi, muss man in erster Linie den Gesamtenergieaufwand, den Schadstoffausstoß und den CO 2 - Ausstoß betrachten, angefangen von der Gewinnung, der Umwandung und dem Transport der Energieträger bis hin zur Bereitsteung der Nutzwärme im Haus. Der Energieträger Strom trägt schon einen großen Rucksack an Energieverusten und Schadstoffen mit sich, wenn er ins Haus kommt. Dies iegt am schechten Wirkungsgrad des deutschen Kraftwerksparks von knapp 40 Prozent. So iegt der CO 2 -Ausstoß für 1 kwh Strom in Deutschand zurzeit bei 633 g*. Im Vergeich dazu ist der CO 2 -Ausstoß für 1 kwh Erdgas mit 244 g* und für umgerechnet 1 kwh Heizö mit 302 g* deutich niedriger. * Institut für Wohnen und Umwet (IWU), Kumuierter Energieaufwand und CO 2 -Emissionsfaktoren verschiedener Energieträger und -versorgungen, 14.1.2009 Bezieht man den Nutzungsgrad der Wärmepumpe (Jahresarbeitszah) und der kassischen Ö- und Gaskesse im Haus mit ein, kann zumindest die Erdwärmepumpe beim CO 2 -Ausstoß einen Vortei von 20 bis 30 Prozent verbuchen, wenn die Anage genau dimensioniert und sorgfätig instaiert ist und wenn die Jahresarbeitszah vernünftige Werte von 3,5 oder mehr erreicht. Bei einer Luftwärmepumpe geht dieser Vortei aufgrund der schechteren Jahresarbeitszah jedoch meist veroren. Insgesamt kann eine Wärmepumpenanage bei sinnvoem Gesamtkonzept und guter Panung und Instaation ökoogisch durchaus Vorteie bringen. Sie ist jedoch nicht die ökoogische Azweckwaffe, zu der sie von manchem Anbieter oder Stromversorger stiisiert wird. Wenn man bei der Stromerzeugung künftig immer mehr auf regenerative Energien setzt, können die Vorteie jedoch zunehmen. 11
Energiesparen ohnt sich! Wir zeigen, wie's geht. Zusammensteung der wichtigsten Hinweise Gebäude und Wärmepumpe müssen gut aufeinander abgestimmt sein. Das Haus sote gut gedämmt sein und die Wärmeverteiung über eine Fußboden- oder Wandheizung erfogen. Die Heizast des Gebäudes sote entsprechend den Regen der Technik genau berechnet werden. As Wärmequee kommen in erster Linie das Erdreich oder das Grundwasser in Frage. In hoch wärmegedämmten Passivhäusern ist der Einsatz von Luftwärmepumpen in Kombination mit der Lüftungsanage sinnvo. Die Warmwasserbereitung sote ebenfas über die Wärmepumpe erfogen. Bei Bohrungen ist vorab eine Genehmigung bei der unteren Wasserbehörde einzuhoen. Bei Erdkoektoren reicht meist eine Mitteiung. Bohrfirmen sote man nach DVGW-Zertifizierung und Referenzobjekten fragen. Eine ausführiche Dokumentation der Bohrung sote erfogen. Auf eine genaue Panung und Ausegung bestehen. Einen hydrauischen Abgeich für die Wärmequee und die Wärmeverteiung durchführen assen. Auf jeden Fa einen Wärmemengenzäher einbauen und eine Jahresarbeitszah vertragich zusichern assen. Nach dem Einbau die Jahresarbeitszah durch regemäßiges Zäherabesen prüfen. Bei aen Fragen im Vorfed die unabhängige Energieberatung der Verbraucherzentraen nutzen. Verbraucherzentrae Bundesverband e.v. (vzbv) Energieteam, Markgrafenstraße 66, 10969 Berin 5. Aufage, Juni 2012 aktuaisiert, März 2013 Terminvereinbarung und Teefonberatung unter: 0800 809 802 400 (kostenfrei aus dem deutschen Festnetz und für Mobifunkteinehmer)