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Auch Luft von 0°C besitzt Wärme, selbst wenn wir meinen, das geht nicht. Wir empfinden dies als kalt, weil wir selbst eine Körpertemperatur von 38°C besitzen und damit Wärme an die 0°C kalte Luft abgeben. Hätten wir eine Körpertemperatur von -10°C, würden wir die 0°C kalte Luft als warm und wohltuend empfinden. Genauso ist es mit Wärmepumpen.

Die 0°C kalte Luft hat nicht die Aufgabe, daraus 65°C heisses Wasser zu produzieren, sondern ein -10°C kaltes Kältemittel komplett zum Verdampfen zu bringen. Erst wenn das Kältemittel vollständig gasförmig ist, kann es durch den Kompressor wieder auf 70°C erhitzt und 45 bar verdichtet werden. Dieses hoch verdichtete und heisse Kältemittel gibt dann seine Wärme im Wärmetauscher an das Wasser ab.

Es ist also der Kompressor im Kreislauf, der für die Wärme im Wasser sorgt. Damit der jedoch richtig funktionieren kann, benötigt er 100% ig gasförmiges Kältemittel. Es ist die Aufgabe der Umgebungsluft (oder Bodenwärme bei den Geowärmepumpen), das Kältemittel im Kondenser wieder komplett zum Verdampfen zu bringen.

Es ist nun Aufgabe der Anlagenentwickler, ein solches Kältemittel einzusetzen, das bei unseren vorherrschenden Temperaturen es noch ermöglicht, das Kältemittel zum Verdampfen zu bringen. Soll ein Betrieb bis zu einer Temperatur der Außenluft bei -25°C möglich sein, so muß die Verdampfungstemperatur 5- 10°C drunter, also bei -30 bis zu -35°C liegen - UND - das Kältemittel soll dabei einen Druck aufweisen, der über 1 bar liegt, um bei eventuellen Leckagen keine Feuchte rein zu lassen. -35°C entsprechen bei dem Kältemittel R32 -35°C. Das heißt, eine Wärmepumpe kann runter bis zu einer Außentemperatur von -25°C arbeiten. Drunter geht es - zumindest mit R32 - nicht.

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Das liegt an der Leistungsfähigkeit der Kompressoren in den extremen Randlagen. Bei den R32 Wärmepumpen muß der Kompressor einen Druckunterschied von bis zu 36 bar liefern. Bei einer Außentemperatur von 5°C hat das Kältemittel vor dem Kompressor einen Druck von 8 bar. Der Kompressor saugt dieses an und verdichtet es auf 45 bar, also einen Druckunterschied von knapp 36 bar. Sinkt nun die Außentemperatur auf - 15°C, so senkt die Wärmepumpe die Temperatur und den damit einher gehenden Druck des Kältemittels vor dem Kompressor mit Hilfe des Expansionsventil weiter ab, damit auch die -15°C kalte Luft immer noch wärmer als das im Kondenser befindliche Kältemittel ist. Erst dann kann das Kältemittel auch verdampft werden. Das bedeutet, daß das Kältemittel nun -20°C kalt ist und einen Druck von 3 bar aufweist.

Der Kompressor ist jedoch nur in der Lage, 36 bar zu liefern. 3bar vor dem Kompressor plus 36 bar ergeben nun 39 bar, was einer Temperatur von 60°C entspricht. Das Kältemittel R32 hat eine bessere spezifische Kälte- bzw. Wärmeleistung, d.h. es holt mehr raus aus dem gleichen Volumen wie das bisher eingesetzte R410. Aus diesem Grund sind auch die R32 Wärmepumpen unempfindlicher gegen die niedrigen Außentemperaturen als die R410 Anlagen.

Aus diesem Grund - und auch zur Erhöhung der Effizienz, raten die Hersteller der Wärmepumpen, die Vorlauftemperatur so weit wie möglich zu reduzieren. Fußbodenheizungen nutzen so gut wie nie Vorlauftemperaturen über 45°C. Wärmepumpen in Verbindung mit Fußbodenheizungen haben daher einen stabilen Betrieb bis runter zu -25°C.

Radiatoren nutzen meistens höhere Vorlauftemperaturen. Ist ein Radiatortausch, der übrigens auch von der BAFA gefördert wird, nicht möglich und damit eine höhere Vorlauftemperatur nötig, so sind zusätzliche Heizstäbe nötig, falls diese niedrigen Außentemperaturen vorkommen. Diese sind bei unseren Anlagen übrigens standardmäßig eingebaut.

Haben Sie Radiatoren, die Vorlauftemperaturen über 65°C benötigen, kommen Sie um einen Radiatortausch nicht drum herum. Den würden wir aber sowieso empfehlen, da allein durch die Senkung der Vorlauftemperaturen schon deutliche Einsparungen auch bei Gas- und Ölthermen auftreten.

DC Inverter Technik bei den Wärmepumpen hat nichts mit Spannungsversorgung durch Photovoltaik Anlagen zu tun. Es bezeichnet hingegen eine Technik, mit der die Drehzahl der Kompressoren in sehr kleinen Schritten geregelt werden kann. Das wurde früher schon mit Frequenzumrichtern (FU) erreicht. Diese FU waren jedoch relativ ineffizient und teuer, sodaß sie nur für große Kälteanlagen eingesetzt wurden. Erst die Entwicklung geeigneter Leistungstransistoren ermöglichte den Ersatz der FU’s durch eine “Transistorlösung”, ähnlich zum früheren Röhrenradio, das durch das kleine handliche Transistorradio ersetzt wurde.

Dazu wird der Wechselstrom (AC) zum Kompressor in Gleichstrom umgewandelt, also von AC in DC. Der Gleichstrom wird nun über die Steuerung der Wärmepumpe verändert und anschließend in einen 3 Phasen Wechselstrom zurückgewandelt. Im Gegensatz zum ursprünglichen Wechselstrom hat dieser jedoch nun eine andere Stromfrequenz, die je nach Anforderungsfall der Steuerung meist in einem Bereich zwischen 30 und 120 Hz liegt. Damit läuft nun der Kompressor entweder langsamer (30 Hz) oder schneller (120Hz). Diese Technik ist bekannt als Invertertechnik in der Photovoltaik. Der Inverter wandelt hier den Gleichstrom von den Photovoltaikzellen in Wechselstrom für die Verbraucher um, allerdings bei einer konstanten Netzfrequenz von 50 Hz.

Der Vorteil ist eine viel genauere Steuerung der Wärmepumpe auf den aktuellen Wärmebedarf hin und eine deutlich niedrigere Belastung des Kompressors. Die bei jedem Anfahren sehr hohen Spannungsspitzen zermürben den Kompressor. Fährt der Kompressor jedoch mit einer niedrigeren Anfangsdrehzahl an, so ist die absolute Spannungsspitze deutlich niedriger und der Kompressor lebt viel länger.

Das ist so, als wenn Sie an jeder Ampel mit durchgetretenem Gaspedal einen Vollstart hinlegen. Da lebt der Motor nicht lange. Starten Sie hingegen “üblich”, freut sich der Motor, da er nicht so stöhnen muß und Ihr Geldbeutel, da der Motor länger lebt. Außerdem läßt sich das Auto leichter abbremsen, wenn Sie nach dem Abbiegen wieder sofort halten müssen, um Fussgänger und Radfahrer am Zebrastreifen vorbeizulassen.

R32 wurde als Kältemittel eingeführt, da die EU das GWP Potential der benutzten Kältemittel reduzieren möchte, um der Klimaerwärmung entgegen zu steuern. Das bisher meist verwendete R410 besitzt ein GWP von ca. 2000, das R32 einen von 675.

Nun ist R32 nichts neues, da R410 bisher schon zu 50% aus R410 bestand. Die etwas höhere Brennbarkeit von R32 im Einsatz (siehe dazu weiter unten) allerdings ließ die Hersteller von Wärmepumpen sich ausschließlich auf R410 konzentrieren. Nachdem die EU Regeln jedoch verabschiedet waren, gab es keinen Weg mehr um R32 herum.

Überraschenderweise stellt man jedoch fest, daß R32 im Betrieb besser abschneidet als R410. Es hat eine 1,6 fach höhere volumetrische Kälteleistung als R410. D.h. mit R32 kann die Anlage aus einem Liter Kältemittel die 1,6 fach Kälte- oder Wärmeleistung gegenüber R410 herausholen. Das führt im Umkehrschluß, wenn die gleiche Kälte-bzw. Wärmeleistung angestrebt wird, daß der Kompressor mit R32 einen niedrigeren Volumenstrom erzeugen muß als mit R410. Die Stromaufnahme wird dadurch auch etwas niedriger. Anlagen mit R32 benötigen 20-30% weniger Kältemittel als die R410 Anlagen und es können kleinere Rohre verwendet werden.

Die R32 Anlagen wurden aufgrund der besseren Stoffeigenschaften des Kältemittels auch winterfester und arbeiten auch bei niedrigeren Temperaturen ohne den sonst üblichen Zusatzstromstab bei den R410 Anlagen, der hohe Stromkosten verursacht.

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Gute Wärmepumpen besitzen einen inneren Puffertank mit ca. 20-30 Liter Inhalt (hier 1 - rot), der meist schon in der Wärmepumpe eingebaut ist und einen externen größeren Puffertank (hier 2 - grau) im Heizkreislauf.

Der innere, Rote hat die Aufgabe, die Ausdehnung des Wassers bei seiner Erwärmung aufzufangen. Es handelt sich fast immer um Membranausdehnungsgefäße. Erfolgt kein Einbau oder ist die Membran des kleinen Pufferspeichers alt, können die wasserführenden Rohre und Fittings bei der Erhitzung des Wassers platzen.

Der größere Puffertank (hier 2- grau) muß zusätzlich eingebaut werden. Er ist meist ein simpler Stahltank mit 2 Eingängen und 2 Ausgängen. Das eine Ein-/Ausgangspaar ist mit der Wärmepumpe verbunden, während das andere Ein-/Ausgangspaar den Heizkreislauf versorgt. Der Puffertank hat die Aufgabe, ein ständiges Anspringen des teuren Kompressors zu vermeiden. Wie wir bereits in der vorhergehenden Frage zur DC Inverter Technik erläutert haben, mögen es die Kompressoren nicht, ständig anzuspringen und dann wieder schnell auszugehen. Die mit jedem Anspringen verbundenen Stromspitzen zermürben den Kompressor auf Dauer. Als Ergebnis hat er dann eine deutlich niedrigere Lebensdauer. Der Puffertank speichert die Wärme in den Heizkreislauf vor und „puffert“ erste Heizanfragen aus dem Heizkreis ab. Erst wenn die Temperatur des Pufferspeichers unter ein bestimmtes Niveau abgefallen ist, springt der Kompressor an und versorgt den Puffertank mit neuem heissem Wasser.

Die Inhaltsgröße orientiert sich an dem gesamten Volumen des Heizkreislaufes OHNE den Puffertank. Er sollte NICHT viel größer gewählt werden als empfohlen, sofern keine Solarthermiekreise angeschlossen werden, da die im Betrieb anfallenden Wärmeverluste des Pufferspeichers die Speichereffekte bei größer gewähltem Tank mehr als zunichtemachen. Also wirklich sich an der Volumengröße des installierten Heizkreislaufes orientieren.

Zur Art: Es gibt neuerdings Kombispeicher speziell für Wärmepumpen, die den Brauchwassertank und den Pufferspeicher für den heizkreislauf kombinieren. Der Brauchwassertank ist meist separat angeordnet, da dort Temperaturen von bis zu 60°C vorgehalten werden müssen, und mit einem zusätzlichen Legionellenschutz versehen ist. Die Pufferspeicher für den Heizkreislauf benötigen jedoch meist um die 35 – 45°C und liegen damit unter dem Niveau der Brauchwasserspeicher.
Die Kombispeicher nun vereinigen beide, nämlich Brauchwasserspeicher und Pufferspeicher in einem Tank. Die  Verbraucher, d.h Dusche und Heizung entnehmen das aufgeheizte Wasser aus den verschiedenen Höhenschichten des Tanks.Der Vorteil: man braucht nur einen Tank. Der Nachteil: Man vergibt sich damit die Option der Wärmepumpen zur Kühlung. Wärmepumpen können sowohl heizen als auch kühlen. Zum Kühlmodus schaltet das 4-Wege Ventil um (siehe dazu die Animation unter „Wie funktionieren Wärmepumpen“) und die Wärmepumpe produziert nun bis zu 5°C kaltes Wasser, das im Heizkreislauf die Gebläsekonvektoren versorgt. Siehe dazu auch die Fragen zum Kühlen.

Auch hier hat der Pufferspeicher die Aufgabe, die Kälte im Tank zu speichern und ein übermäßig häufiges Anspringen des Kompressors zu vermeiden. Das kalte Wasser im Pufferspeicher kann jetzt jedoch nicht mehr mit dem heissen Wasser für das heisse Brauchwasser kombiniert werden. Die Temperaturunterschiede sind nun zu groß und das Brauchwasser würde nie ausreichend warm werden. Wünscht der Betreiber also auch zu kühlen, so müssen Pufferspeicher für den Heizkreislauf und Brauchwasserspeicher getrennt angeordnet werden. Soll die Wärmepumpe nur heizen, so können beide zu einem Kombitank kombiniert werden.

Um es gleich zu sagen – Spiegeleier wie in dem Bild lassen sich auf den Rohren zu den Heizkörpern nicht braten. Die maximale Vorlauftemperatur des Heizwassers nach Austritt aus der Wärmepumpe und vor Eintritt in den Radiator liegt derzeit bei 65°C. Aber selbst hier empfehlen wir für unsere Breiten die Radiatoren so auszulegen, daß sie mit einer maximalen Vorlauftemperatur von 55°C noch den Raum ausreichend beheizen.

Gerade alte Heizungen (sowohl Öl, als auch Gas) arbeiten mit Vorlauftemperaturen von bis zu 90°C, was häufig mit recht schlanken Radiatoren einhergeht. Wärmepumpen können diese Temperaturen NICHT erzeugen. Es müssen also die Radiatoren getauscht werden. Die BAFA hat für Deutschland das Problem auch erkannt, daß bei einem Ersatz der alten Öl- und Gasheizungen meist auch Radiatoren getauscht werden müssen. Sie unterstützt daher seit dem 1.1.2021 auch den Austausch bestehender Hochtemperatur-Radiatoren mit Niedertemperatur-Radiatoren mit bis zu 35 bzw. 45% für Ölheizungen. Der Austausch ist meist einfacher als man denkt, da moderne Radiatoren heute bis zu 3 Ebenen besitzen und meist geeignet sind.

Falls das immer noch nicht reicht, kann man auch an die Nachrüstung mit Lüftermodulen unter dem Heizkörper oder den Einsatz von Gebläsekonvektoren denken, die eigentlich nichts anderes sind als Radiatoren mit einem angeschlossenen Gebläse. Die können noch mehr Wärme übertragen, benötigen aber Strom für den Betrieb des Ventilators. Zudem können die Gebläsekonvektoren auch kühlen, was die klassischen Radiatoren nicht können.

Manche überlegen den parallelen Betrieb einer vorhandener Öl-/Gasheizung zur Wärmepumpe mit unterschiedlichen Vorlauftemperaturen. So bei sehr kalten Tagen die Öl-/Gasheizung mit einer Vorlauftemperatur von über 70°C und an weniger kalten Tagen den Betrieb mit der Wärmepumpe mit unter 60°C. Die Umschaltung würde manuell erfolgen. Davon raten wir dringend ab. Die Steuerung ist sehr komplex und die Sensorik an den Stellen im Kreislauf verwirrt beide Anlagen. Am Ende fallen beide aus, keiner will es dann gewesen sein und das Schwarze Peter Spiel beginnt. Zudem muß für den Erhalt der 35% igen Förderung die bestehende Heizung ausgebaut sein – sonst keine Förderung.

Kaum. Natürlich nicht so ungefährlich wie das alte R410 aber deutlich unproblematischer als viele meinen.

R32 ist ein SCHWER entflammbares Kältemittel, Klasse A2L. Damit es Feuer fangen kann, müssen ganz bestimmte Voraussetzungen erfüllt sein, nämlich

Selbst wenn das gesamte R32 Kältemittel einer 10 kW Wärmepumpe mit rund 1 kg Füllmenge im Keller mit 16 m² Grundfläche entweicht, wird ein Sättigungsgrad von gerade einmal 3,4 Volumenprozent erreicht. Kurzum: Die Entflammung von R32 in handelsüblichen Wärmepumpen und Klimasystemen ist bei sachgemäßen Gebrauch mehr als unwahrscheinlich. Zudem stehen diese Wärmepumpen seltenst im Keller, sondern im Freien.

Aber selbst wenn der unwahrscheinliche Fall eintritt und die Wärmepumpe in sehr kleinen Räumen genutzt wird, ist die Gefahr einer Entflammung niedriger als man vermutet. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit von brennendem R32 ist mit 1,9 km/h eher langsam und nur etwa halb so hoch wie normale Schrittgeschwindigkeit. Weder der Anwender noch der Installateur sollten selbst im Brandfall also um ihr Leben fürchten müssen.

Aber dieser Fall dürfte eigentlich gar nicht erst eintreten,da er auf schlampige Auslegung hindeutet. Denn eine saubere Planung des Aufstellortes der Wärmepumpe sieht vor, daß Wärmepumpen gar nicht in solch kleinen Räumen stehen. Und wenn doch, dann haben diese Räume eine Warneinrichtung und Zwangslüftung.

Aber nichtsdestotrotz haben zu Recht sich die Anforderungen an Planung, Aufstellung und Wartung für R32 Anlagen verschärft. Daher sollten ausschließlich Fachinnungsbetriebe, die auf den Umgang mit R32 Anlagen und die besonderen Sicherheitsanforderungen geschult sind, solche planen, aufstellen und warten.

Es gibt auch Wärmepumpen, die mit Propan – R290 gefüllt sind. Wir von Nawako lehnen diese ab, da das enthaltene Kältemittel explosiv und nach unserer Meinung zu gefährlich im Einsatz mit Wärmepumpen ist. Die Kombination der leider im Laufe der Betriebsjahre wachsenden höheren Risiken von Leckagen der Anlagen, dem Kältemittel Propan und den “manchmal ganz dummen” Zufällen ist uns zu gefährlich. Es hat da leider schon in der Geschichte der Kältetechnik zu viele Tote mit Anlagen gegeben, die ein explosives Kältemittel wie Propan oder viel früher Methylether  enthalten. Wenn auch da immer wieder “Papiertiger” schärfere Anforderungen schreiben, die Realität schaut leider etwas anders aus als Papier. R32 ist schwer entflammbar, Propan jedoch explosiv. Ein Zündfunke reicht da schon und das Propan schert sich - leider - überhaupt nicht um das Papier, das die Explosion ausschließen wollte.

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Heute: eindeutig Luft-Wasser Wärmepumpen – sowohl im Betrieb als auch in der Anschaffung.

Geo Wärmepumpen und Luft-Wasser Wärmepumpen sind fast identisch bis auf den Unterschied, ob Luft oder eine Solefflüssigkeit das Kältemittel vor dem Kompressor vollständig erhitzt. Der Rest ist gleich, d.h. vor allem der Kompressor, der die Wärme erzeugt und den meisten Strom verbraucht.

In der Vergangenheit waren Geo Wärmepumpen populär, da sie größere Wärmekapazitäten bereitstellen konnten und weniger anfällig für die tiefen Lufttemperaturen waren. Der Grund dafür lag in den Kompressoren, die noch nicht diese großen Druckunterschiede bereitstellen konnten wie heute.

Die Temperaturen im Boden unterschreiten seltenst im Winter die 0°C, sondern befinden sich in 100 m Tiefe durchaus noch bei 10-12°C. Die Geo Wärmepumpen lassen nun eine Soleflüssigkeit durch die tiefen Bohrungen zirkulieren, in denen die Sole auf 10°C aufgeheizt wird, mit der dann das Kältemittel im Verdampfer vollständig verdampft wird. Das bedeutet, daß das Kältemittel im Verdampfer nur auf 8 bar entspannt werden muß, um noch eine ausreichende Verdampfung zu erreichen. Wenn der Kompressor das Kältemittel anschließend auf 68°C erhitzt und einen Druck von 45 bar verdichtet, so bedeutet das einen Druckunterschied von 45 bar – 8 bar = 37 bar.

Wird allerdings statt der 10°C warme Solen eine -25 °C kalte Luft als Wärmemedium verwendet, um das Kältemittel komplett zu verdampfen, so muß das Kältemittel auf 2 bar entspannt werden, also 6 bar weniger als für die Geo Wärmepumpe. Für die nachfolgende Erhitzung im Kompressor heißt das eine zusätzliche Verdichtung um 6 bar auf nun 43 bar. In der Vergangenheit hatten da viele Kompressoren ihre Probleme.

Heutzutage ist das nicht mehr ganz so schlimm. Reicht eine Vorlauftemperatur von 55°C zur Erwärmung des Hauses, kann auch die Luft-Wasser Wärmepumpe genug Wärme bei Außentemperaturen von bis zu -25°C erreichen.
Energetisch sind die Geo-Wärmepumpen schlechter als Luft-Wasser Wärmepumpen. Die Effizienzwerte an sich sind gleich, jedoch braucht die Geo-Wärmepumpe eine zusätzlichen Pumpe für die Soleflüssigkeit. In der Geo Wärmepumpe läuft nicht das Kältemittel durch die Tiefenbohrungen, sondern es erhält die Wärme über einen Wärmetauscher, in dessen anderem Kreislauf die Soleflüssigkeit zirkuliert. Das ist billiger, da ansonsten viele lange und teure Kupferrohre für die Kältemittelleitungen verwendet werden müssten und zweitens weit weniger leckanfällig. Sollte doch mal ein Leck im Solekreislauf auftreten, so läßt sich das einfacher reparieren als wenn das die Kältemittelleitungen wären. Leider verbraucht die Umwälzpumpe für die Soleflüssigkeit im ständigen Betrieb auch ihre 20 – 100 Watt pro Stunde je nach Auslegung, d.h. im Jahr 270 kWh ( bei 50 W Pumpe).

Die Geo-Wärmepumpen haben nicht nur leicht höhere Stromverbräuche, auch ihre Erstellung ist teurer. Für eine Wärmepumpe mit ca. 20 kW müssen Sie mit 4-5 Tiefbohrungen a 100 m rechnen. Da liegt man heute bei ca. 15 bis 20 000 € nur für die Bohrungen. Das größere Problem sind jedoch die behördlichen Genehmigungen, die lang und aufwendig sein können. Neben der Bodenbeschaffenheit und dem Wasserschutz kommen in Gebieten, die im 2. Weltkrieg bebombt wurden, noch die Kampfmittelüberprüfung hinzu.

Mit Einführung der Kaskadierung, d.h. Zusammenstellen mehrerer „kleinerer“ Luft-Wasser Wärmepumpen sind auch Wärmeleistungen bis zu 480 kW möglich. Der bisherige Vorteil der Geo-Wärmepumpen, auch größere Wärmeleistungen erzeugen zu können, wird damit auch von den Luft-Wasser Wärmepumpen erreicht.

Geo- Wärmepumpen sind am Aufstellort leiser. Luft-Wasser Wärmepumpen machen aufgrund ihres Ventilators mehr Lärm. Der ist jedoch heutzutage recht moderat . Nichtsdestotrotz muß dieser bei der Planung des Aufstellortes berücksichtigt werden. Sollte sie immer noch zu laut sein, so gibt es mittlerweile auch Lärmschutzhauben, die den Lärm senken.
Unterm Strich haben Luft-Wasser Wärmepumpen die Geo-Wärmepumpen überholt, da sie günstiger im Betrieb und Anschaffung sind, und den bisherigen Makel der unzureichenden Heizleistung bei niedrigen Außentemperaturen drastisch gesenkt haben.

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Ja, etwas. Aber erst sehr viel billiger, nämlich nur 30% gegenüber einer neuen Gasbrennwerttherme, wenn die Wärmepumpe mit der Stromerzeugung aus eigener Photovoltaik gekoppelt wird.

Wir haben den Vergleich für ein Einfamilienhaus mit mittlerer Dämmung in Dortmund gemacht.
Aus den Abrechnungen haben wir einen mittleren Jahresheizbedarf von 20 000 kWh ermittelt. Das Haus wird mit einem alten Ölbrenner beheizt. Die ist in die Jahre gekommen und auch der Schornsteinfeger mault schon. Rechnet sich nun eine Wärmepumpe ? Wir betrachten nun ausschließlich die Betriebskosten über die nächsten 10 Jahre.

Die Ölheizung verbraucht im Jahr 2 500 l Öl, was sich mit 1 525 € zu Buche schlägt. Der CO2 Ausstoß bei 7,3 to. Eine neue moderne Gasbrennwerttherme hat zwar einen deutlich besseren Wirkungsgrad, da sie auch die in den Schornstein geblasene Abwärme nutzt. Der Verbrauch sinkt auf knapp 19 000 kWh, was 1 436 € pro Jahr an Kosten bedeutet. Der CO2 Ausstoß liegt 40% niedriger, nämlich bei 4,1 to.

Die Wärmepumpe hingegen hat einen über das Jahr gemittelten Wirkungsgrad von 4,6, d.h. sie produziert aus 1 kWh Strom 4,6 kWh Wärme. Damit ergibt sich ein Stromverbrauch von 20 000 kWh / 4,6 = 4 348 kWh. Das multipliziert mit einem Strompreis von 0,32 €/kWh ergibt jährliche Kosten von 1 391 €, die nur sehr knapp unter denen für eine neue Gasbrennwerttherme liegen. Dafür ist der CO2 Ausstoß 60% niedriger als bei der Gasbrennwerttherme.

Richtig interessant wird es aber erst, wenn die Wärmepumpe mit eigens erzeugtem PV Strom betrieben wird. Eine 20 kW Wärmepumpe braucht ein PV Feld von 6-8 kWp. Je mehr, desto besser. Heute kosten 1 kWp mit Installation und Speicher um die 1300 €  pro kWp. Das ergibt für das gesamte 8 kWp große PV Feld 10 400 €. Diese Gesamtkosten auf die nächsten geplanten 15 Jahre verteilt also 700 €/Jahr.

Die verschiedenen PV Rechner kalkulieren für dieses PV Feld mit Ausrichtung auf Süden eine Stromerzeugung von 7 870 kWh pro Jahr, damit also 1,8 fache, was die Wärmepumpe benötigt. Das heißt man erhält pro Jahr 7 870 kWh Strom, für die man pro Jahr 700 € bezahlt hat, also einen rechnerischen Strompreis von 700 €/ 7870 kWh = 0,09 €/kWh. Damit sinkt der Verbrauch der Wärmepumpe zwar nicht, aber dafür die aufzuwendenden Kosten, nämlich von 1 391 €/Jahr beim Bezug des Stroms aus dem Netz auf 383 €, wenn er mit PV selbst hergestellt wurde.

Zusätzlich fördert die BAFA den Einbau der Wärmepumpe statt der Ölheizung mit 45% der Gesamtkosten inkl. eventuellem Radiatortausch.

Und das Beste obendrauf: Mit der Wärmepumpe können Sie an heissen Tagen auch kühlen, nämlich quasi umsonst, da die Sonne Ihnen gleichzeitig auch den Strom über die PV liefert.

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Prinzipiell ja, aber die Wärmepumpe wird nur mit 35 bzw. 45% im Austausch zu einer bestehenden alten Gas, Ölheizung gefördert, wenn die alte Heizung auch rückgebaut wird.

Die von uns angebotenen Wärmepumpen sind technisch in der Lage, bestehende Gas- und Ölheizungen als sogenannte zusätzliche Heizquellen „AHS“ mit einzubinden und anzusteuern. Muß es also unbedingt eine Vorlauftemperatur von 65°C sein und es an dem Aufstellort im Winter unter 5°C werden, was ja wohl sehr wahrscheinlich vorkommen wird, und man auf keinen Fall den mitgelieferten und eingebauten Heizstab verwenden wollen, dann empfiehlt es sich, die Gas- oder Ölheizung stehen zu lassen und in den Heizkreislauf der Wärmepumpe mit einzukoppeln.

Das ist in dem Bild für eine Split Anwendung, d.h. getrenntes Außen- und Innengerät, gezeigt. Die zusätzliche Heizung springt bei den im Menu der Wärmepumpe gewählten Parameter ein und unterstützt die Wärmepumpe beim Erzeugen des heissen Heizungswassers.

Aber Achtung: Die von den der Zusatzheizung erzeugte Temperatur darf nicht über 65°C steigen, da sonst die Wärmepumpe abschaltet, und zwar nicht nur sich, sondern auch die Zusatzheizung! Es ist also NICHT möglich, mit der Wärmepumpe nur 65°C heisses Wasser zu erzeugen und mit der Zusatzheizung z.B. 90°C heisses Heizungswasser, um alte schwache Radiatoren zu versorgen.

Zudem muß auch die Steuerung der zugeschalteten Heizung angepasst werden. In der Praxis ist die Ankopplung beider Geräte nicht „ganz ohne“. Daher empfehlen wir diese Lösung wirklich nur als allerletzte Lösung.

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Technisch geht es, wie man aus der linken Abbildung sehen kann. Es macht aber unserer Meinung nach weniger Sinn. Ein Problem sind die hohe Anzahl an Solarkollektoren, die man braucht, um das Heizungswasser in den Wintermonaten mit relativ niedriger Sonnenstrahlung aufzuheizen. Die meisten scheuen diesen Aufwand und nutzen die Solarkollektoren meist zur Unterstützung der Brauchwassererwärmung. Die wird das ganze Jahr über benötigt und im Sommer kann da die Solarthermie richtig helfen.

Ja, könnte sie, tut sie aber nicht. Denn das größere Problem der Solarthermie für die Erhitzung von Brauchwasser ist das schnelle Erreichen der Ausschalttemperatur im Solarthermiekollektor. Schon im April kann es um 11h passieren, daß bei vollem Sonnenschein die Temperatur im Kollektor 150°´C erreicht und der Sensor dies der Solarsteuerung mitteilt. Als Resultat schaltet die Solarsteuerung die Anlage bzw. die Solarpumpe aus. Und sie bleibt so lange aus, bis die Temperatur im Kollektor die 150°C wieder unterschreitet, also meist 6 Stunden später. Diese 6 vollen Sonnenstunden verstreichen ungenutzt.

Es kommt noch schlimmer: Wird heisses Wasser aus dem Brauchwasserspeicher abgelassen, z.B. zum Kochen oder Duschen und strömt neues kaltes Wasser in den Speicher nach, sinkt die Temperatur im Speicher . Es springt jetzt die Wärmepumpe oder Gas-/Öltherme (je nachdem was man hat) an und heizt das Wasser in dem Brauchwasserspeicher wieder auf die Solltemperatur auf – obwohl man beste Sonne hätte, um genau das zu machen. Aber nein, es ist leider ZU heiß für die Solarthermie.

Das gilt nicht für die Photovoltaik. Diese 6 Stunden Sonnenscheindauer verpuffen nicht wie bei der Solarthermie, sondern versorgen irgendwelche Verbraucher oder laden die Speicher.

Hat man die Dachfläche zur Verfügung, lohnt es sich weit mehr, diese für Photovoltaik als für Solarthermie zu nutzen.

Oder anders herum gefragt: Kennen Sie EINEN deutschen Hersteller von Klimaanlagen ?

Kaum. Warum fragen wir das ? Klimaanlagen und Wärmepumpen sind fast identisch aufgebaut. Sie sind eigentlich ein Abfallprodukt von Klimaanlagen, indem sie ein zusätzliches 4 Wege Ventile, ein besonderes Expansionsventil und eine angepasste Steuerung auch für den Heizfall enthalten . Ansonsten sind sie gleich.

In Deutschland wurden noch nie Klimaanlagen für den Wohngebrauch entwickelt oder hergestellt. Es gibt zwar noch ein paar Firmen, die sich jedoch ausschließlich auf kommerzielle und Nischenanwendungen konzentriert haben. Die Entwicklung und Herstellung liegt heute zu 99% in japanischer, koreanischer und chinesischer Hand. Und selbst die japanischen Firmen haben zunehmend die Aktivitäten wegen Kostengründen nach China verlagert. Viele chinesische Firmen wie Gree, Midea, Hisense, Haier haben zu Beginn ihrer Aktivitäten Lizenzen von den japanischen Firmen gekauft und von denen gelernt, wie Klimaanlagen entwickelt und gebaut werden. Jetzt sind sie eigentlich die Technologieführer in dem Markt. Alle bedeutenden Neuerungen wie die DC Inverter Technik, VRF Anlagen und neue Kältemittel kamen aus dem fernen Osten.

Die deutschen Heizungsbauer haben sich in der Vergangenheit auf Öl und Gas als Energieträger konzentriert. Die Wärmepumpen kamen überhaupt nicht vor. Sie wurde auch teilweise schlechter geredet als sie waren, um den Absatz an Gas und Öl sicherzustellen. Erst als vor ein paar Jahren mal wieder die Politik Druck wegen der Klimaerwärmung machte und die Abkehr von den fossilen Wärmeträgern einleitete, fingen die deutschen Hersteller an, auch Wärmepumpen mit aufzunehmen. Mancherorts sehr ungerne, aber die Weichen waren gestellt. Nur es war überhaupt kein Know How für die Entwicklung und Herstellung da. Manche Firmen fingen an, in den eigenen Räumen zu entwickeln, manche kaufen die Wärmepumpen von den großen chinesischen Herstellern und lassen beim Hersteller lediglich ihr Logo draufkleben. Um die Geräte etwas von den ursprünglichen chinesischen abzusetzen, bekommen sie bei größeren Stückzahlen sogar ein etwas anderes Außengehäuse. Aber drinnen bleibt die gleiche Technik. So kauft z.B. Buderus seins VRF Geräte bei Midea oder Aermec/Novatherm bei Gree.
Auch die deutschen Firmen, die selbst entwickelt haben, sind am Ende kaum einen Deut besser als die chinesische Produkte. All die Hauptkomponenten kommen nämlich von den gleichen Lieferanten. Bei den Kompressoren sind das meist die japanischen Hersteller wie Mitsubishi, Panasonic, Hitachi, etc. die fast alle auch in China gefertigt werden. Die Elektronik für die Steuerung kann zwar aus unterschiedlichen Quellen kommen, aber chinesische Logik unterscheidet sich kaum von deutscher Logik.

Wenn auch manche deutsche Firma hier das Rad neu erfindet, muß man eingestehen, daß China im Bereich der Wärmepumpen Technologieführer ist.

Ein Unterschied liegt in der Frage, inwieweit es sich bei dem chinesischen Gerät um ein “Montagprodukt” handelt, das kaum angesprungen, nur noch Probleme macht. Diese Montagprodukte sind meist ein Zeichen mangelnder Qualitätsprozesse in der Fertigung. Diese Geräte werden am “Montagmorgen” mit komplett verpenntem Kopf “zusammengenagelt” und ohne Prüfung in den Markt geworfen. Es kommt hier darauf an, ob der Lieferant entsprechende Qualitätsmechanismen installiert hat und dafür sorgt, daß diese “Montagsprodukte” erst gar nicht entstehen und wenn doch, die Fertigungshallen nicht verlassen. Diese Qualitätsprozesse sind aufwendig und teuer. Manche Firma schludert hier gerne. In der Vergangenheit sind da auch einige chinesischen Hersteller unangenehm aufgefallen. Das war aber auch nach Öffnung des Ostblocks, als viele deutsche Firmen, darunter Volkswagen ganz vornean, in den Osten gewandert sind, um die Produkte dort billiger herstellen zu lassen. Am Anfang war das ganz toll, später haben jedoch die Qualitätskosten aufgrund mangelnder Produktkonsistent diese Vorteile häufig wieder aufgefressen. Für die chinesischen Hersteller heisst das genauso wie für jeden Lieferanten: Man muß sich den genauer anschauen, welche Aktivitäten der zur Qualitätssicherung unternimmt. Wir von Nawako kennen die Werke von Midea seit 10 Jahren und können sagen, daß die viel machen in dem Bereich. Nicht umsonst gehört Midea zur Hälfte Carrier. Daher können wir auch deren Produkte guten Gewissens empfehlen.

Der große Unterschied liegt jedoch im Bereich der Service und Ersatzteilverfügbarkeit. Wir alle kennen die schrecklichen chinesischen Anleitungen, die häufig zu Gelächter, selten aber zur Erkenntnis führen. Will man dann mehr wissen, läuft man nicht selten bei einer Mail Adresse oder Telefonnummer in China ins Leere. Der Vor-Ort Service für Rat und Teile hängt im großen Maße vom Importeur ab. Hat er entsprechendes Personal und auch die Teil vor Ort, um bei einem Ausfall schnell helfen zu können ? Und hier unterscheiden sich die verschiedenen chinesischen Anbieter. Midea hat das erkannt und in Deutschland seit 2021 entsprechendes geschultes Personal für Wärmepumpen installiert und auch ein Ersatzteillager aufgebaut. Und sollte dennoch mal etwas nicht da sein, so haben wir von Nawako durch unseren 10 jährigen direkten Kontakt zu den Entwicklungslabors von Midea den schnellen und direkten Kontakt.

Wir machen es kurz.

Klimaanlagen und Wärmepumpen sind fast identisch. Der Unterschied liegt in einem zusätzlichen 4 Wege ventil, das den Kältemittelkreislauf verändert, einem Expansionsventil, das in beide Richtungen vom Kältemittel durchströmt werden kann und der zusätzlichen Steuerungssoftware.

Zur weiteren Erklärung gehen Sie bitte zu der Animation unter Wie funktionieren Wärmepumpen und klicken Sie unten auf Kühlmodus oder Heizmodus, um den Unterschied zu sehen.

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Im Sommer möchte man ja beides, die heissen Räume kühlen und das Brauchwasser erhitzen. Das heisst, die Wärmepumpe muß zum Einen kaltes Wasser liefern für die Kühlung der Räume und gleichzeitig heisses Wasser zum Aufheizen des Brauchwassers.

Das macht sie so wie allen Thermen, nämlich nicht gleichzeitig, sondern hintereinander mit Hilfe von 2 Drei-Wege Ventilen. Wir zeigen das an einem Beispiel in den linken Bild. Es handelt sich um eine Split Wärmepumpe, bei der sich die Inneneinheit (hier grün) innerhalb des Hauses getrennt von der Außeneinheit befindet. Die Wärmepumpe befindet sich im Kühlmodus. Sie liefert kaltes Wasser aus der grünen Inneneinheit bis zum ersten Dreweigeventil Nr. 4. Von dort aus geht es nach rechts zum Pufferspeicher und von dort weiter hinauf bis zu den Gebläsekonvektoren. Dazwischen befindet sich ein weiteres Dreiwegeventil, das einen Abzweig zu den Fußbodenheizkreisen steuert. Im Fall der Kühlung ist der Zugang zu den Fußbodenheizkreisen blockiert. So kann eine unerwünschte Taubildung auf den Fußböden verhindert werden. Mehr dazu in der folgenden Frage, ob Radiatoren und Fußbodenheizung zur Kühlung verwendet werden können. Das kalte Wasser fließt hier nun ausschließlich zu den Gebläsekonvektoren, die die Kälte aus dem Wasser in Raumkälte umsetzen.

Wird nun Heisswasser aus dem 60°C heissen Brauchwassertank entnommen, fällt durch das Nachströmen neuen kalten Wassers irgendwann die Temperatur im Speichertank unter einen kritischen Wert. Dieser wird ständig vom Sensor 11 überwacht und an die Steuerung der Wärmepumpe kommuniziert. Diese stoppt daraufhin den Kühlbetrieb, schaltet in den Heizbetrieb, schaltet das 4-Wege Ventil und das 3-Wege Ventil 4 um. Nun produziert die Wärmepumpe 65°C heisses Wasser, wo woher 7°C kaltes Wasser lief und fördert es über das 3-Wege Ventil 4 zum Brauchwasserspeicher. Das 3- Wege Ventil 4 stellt nun sicher, daß kein heisses Wasser in den Heizungs- bzw. Kühlkreislauf gelangt und dort die Kühlung beeinträchtigt.

Sobald das Brauchwasser im Speicher wieder aufgeheizt wurde und die gewünschte Solltemperatur im Brauchwasserspeicher wieder erreicht ist, schaltet die Wärmepumpe wieder in den Kühlmodus um. Das Umschalten erfolgt jedoch nicht binnen Sekunden, sondern zum Schutz des Kompressors liegen da jeweils ein paar wenige Minuten dazwischen.

Nein. Die im Raum vorhandene Feuchte kondensiert an den kalten Flächen. Brillenträger kennen das im Winter, wenn sie von draußen aus dem Kalten in einen warmen Raum kommen. Sofort beschlagen die Brillengläser. Die Raumfeuchte kondensiert an den noch kalten Brillengläsern sofort aus.

Das Gleiche passiert mit Kühlflächen, wenn die Raumfeuchte daran kondensiert und das Kondenswasser nicht abgeführt wird. Das Ergebnis sind bei Fußbodenheizungen nasse Böden. Die Räume fangen aufgrund der hohen Feuchtigkeit an zu muffen und relativ schnell bildet sich Schimmel bevorzugt an den unsichtbaren Stellen, weil dort am wenigsten Luft verwirbelt wird.

Es gibt zwar ausgefuchste Lösungen von manchen Herstellern, die die Raumfeuchte überwachen und falls die Temperatur sich dem Taupunkt nähert, d.h. an die Temperatur, bei der die Raumfeuchte ausfällt, die Kühlung ausschaltet. Nur was ist der Effekt ? Eben keine Kühlung mehr, dafür ein feuchter Raum.
Manch andere bieten Kühldecken an, die die Schwerkraft ausnutzen. Da kalte Luft schwerer als warme ist, kühlt die warme Luft an der Decke ab und sinkt nach unten. Die kritische Temperatur, bei der dann auch an der Decke Kondenswasser entsteht, kann zwar weiter nach unten gedrückt werden. Aber, diese Kühldecken sind zum einen recht teuer, zum anderen lösen sie auch nicht das Problem wie bei kühlenden Fußbodenheizung, die bei der Kühlung entstehende Feuchte abzuführen.

Es ist einfache Physik. Wird ein warmer Raum abgekühlt, steigt die relative Luftfeuchte. Das ist ein physikalisches Gesetz. Hat ein Raum zum Beispiel eine Temperatur von 30°C und eine relative Luftfeuchtigkeit von 60%, was für einen Sommertag durchaus üblich ist, fällt ab 21°C Kondenswasser an. Das heisst, der kühlende Fußboden oder Radiator darf nicht kälter als 22°C sein, da sonst an dem Boden Kondenswasser ausfällt. Hat sich nun die Raumtemperatur auf 25°C abgesenkt hat, so sitzt man mit der sich ergebenden Luftfeuchtigkeit von knapp 90% in einem wahren Dschungel.
Bei der Kühlung ist es daher unbedingt unerläßlich, auch die Raumfeuchte abzusenken. Alles andere ist Murks. Daher werden für die Kühlung Gebläsekonvektoren eingesetzt. Diese können mit deutlich kälterem Wasser als die 22°C wie für die Fußbodenheizung versorgt werden, meistens 7-12°C. Die Raumluft umströmt nun die sehr kalten Lamellen in den Gebläsekonvektoren und Feuchte bildet sich dort in Form von Kondenswasser aus. Das Kondenswasser wird aufgefangen und über einen Siphon kontrolliert abgeführt. Im Ergebnis hat man dann eine deutlich kältere und trockenere Luft im Raum. Die anfallende Menge an Kondenswasser kann recht beträchtlich sein. Ein Beispiel, das die doch recht imposanten Zahlen zeigt:

Ein normaler Wohnraum hat die Abmäße 4 x 5 x Normhöhe 2,4. Das Volumen beträgt also 4 x 5 x 2,4 = 48 m³. Hat dieser Raum eine Temperatur von 30°C und ein Luftfeuchtigkeit von 60 %, so befinden sich in diesem Raum 46 kg Luft mit insgesamt 0,9 kg Wasser in Form der Feuchte. Wird der Raum nun auf 25°C abgekühlt und soll er dann immer noch max. 60% Luftfeuchte haben, so fallen dabei 200 g Wasser an, die abgeführt werden müssen. Über einen Tag hinweg kommt da dann was zusammen.

Ja, wenn der entsprechende Gebläsekonvektor dezentral gesteuert werden kann, d.h. nicht mit einer zentralen Steuerung verbunden werden muß. Die meisten Gebläsekonvektoren erlauben das.

Auch hier zeigt sich wieder die Nähe der Wärmepumpe zu den Klimaanlagen. Bei den Gebläsekonvektoren, handelt es sich um abgewandelte Inneneinheiten für Klimaanlagen, die jedoch nicht mit Kältemittel, sondern mit Wasser durchströmt werden. Auch befindet sich in Abänderung zur Klimaeinheit meistens ein 3-Wege Ventil vor dem Eingang, welches das einströmende Wasser je nach Betriebsstatus entweder in die Einheit und oder dran vorbei direkt zurück zum Rücklauf leitet.

Es gibt sie in unterschiedlichsten Bauformen für die verschiedensten Anforderungen: als Kassette, als Gebläse, Radiator oder Wandeinheit – und in 2 oder 4 Rohr Technik. 2 Rohr Technik heisst, daß sich nur ein Wärmetauscher im Gerät befindet und der je nach der Temperatur des zugeführten Wassers heizt oder kühlt. 4-Rohr Technik bedeutet, daß sich 2 Wärmetauscher im Gerät befinden, die jeweils einzeln heizen oder kühlen können. Diese Geräte werden vor allem in größeren Gebäuden eingesetzt, in denen je nach Ausrichtung der Fenster nach Süden oder Norden die Geräte unterschiedliche betrieben werden. So heizen im Frühling z.B. die Geräte auf der Nordseite noch, während die Geräte auf der Südseite schon kühlen. Dafür werden dann allerdings auch 2 Wärmepumpen benötigt, die 2 jeweils getrennten Wasserkreisläufe versorgen, nämlich einen zum Kühlen und einen anderen zum Heizen. Wären alle Geräte in 2 Rohr Technik, so müßten alle in dem Gebäude entweder kühlen oder heizen. Das Ergebnis wären dann auf der einen Seite schwitzende und auf der anderen Seite frierende Menschen.

Frage: Was haben Häuser und Rosenbüsche gemein ?

Antwort: Sie müssen gut durchlüftet werden, sonst schimmeln sie.

In alten und ungedämmten Häuser war es zwar kalt oder die Heizkosten immens, doch Schimmel gab es drinnen selten. Die Fenster waren relativ undicht und es zog „gut“ durch.

Heutige Häuser haben gewaltige Dämmdicken und die Fenster sind superdicht geworden. Die für die Förderung vorgeschriebenen Blowertests erkennen jedes noch so kleines Leck, das dann abgedichtet werden muß. Das senkt zwar die Heizverluste, doch die notwendige Belüftung für ein gutes Raumklima leidet gewaltig. Ist die Lüftung unzureichend, so geht es wie mit den Rosen. Die Rosen werden schwächer und schnell fliegen die Blattläuse ein. Der Hobbygärtner legt los und die Todesfolge ist bestimmt. Zuerst die Schädlinge. Die oder deren Geschwister kommen jedoch gleich wieder. Dann die Rosen und am Schluß, wenn es zu viel Glyphosat war, der Hobbygärtner.

Ähnliches passiert in vielen renovierten Mietwohnungen. Alte Fenster raus, neue dichte Fenster rein und weil zu teuer, keine Dämmung draußen an den Kältebrücken. Im Frühjahr dann in der Wohnung der erste Schimmel in der Ecke, der so vorprogrammiert war.
Nachdem keine „natürliche“ Querlüftung mehr statfindet, ist eine Zwangslüftung nötig. Für das Raumklima und zum Abtransport entstandener Feuchte muß die „alte“ Luft abgeführt und neue „frische“ Luft zugeführt werden. Und nachdem die neuen Häuser energetisch so dicht geworden sind, geht das nur noch mit einer Zwangslüftung. Ironischerweise ist die Auslegung der Lüftung nach renovierungen inzwischen ein großes Betätigungsfeld für die Schornsteinfeger geworden.

Frische Luft ist jedoch meist kälter als die Raumluft. Daher werden Wärmerückgewinnungsboxen verwendet, durch die sowohl die eintretende Luft als auch die abgeführte Luft durchgeleitet werden, ohne daß die beiden Luftströme in direkten Kontakt miteinander kommen. Der wärmere Luftstrom wärmt dabei den kälteren Luftstrom auf, sodaß meist nur noch ein Rest von 20% aufgewärmt werden muß. Beispiel: Im Innenraum sind 20°C, draußen 4°C. Beide strömen in der Wärmerückgewinnungsbox, die einen Wirkungsgrad von 80% hat, aneinander vorbei: Temperaturdifferenz = 20°– 4° = 16° * 80% = 12,8°. D.h. die 4°C kalte Luft wird auf 4° + 12,8° = 16,8°C erwärmt. Es muß also nur noch die Differenz zur Raumtemperatur = 20 – 16,8 = 3,2 °C von der Heizung erwärmt werden.

Aber Achtung: Die Auslegung der Lüftungsanlage ist nicht so einfach, wie es häufig erscheint. Luft ist ein sehr empfindlicher Genosse und sucht sich immer den einfachsten Weg. Wir haben schone einige Häuser gesehen, in denen in der Speisekammer Orkan herrschte und das Klo über Stunden hinweg müffelte.
Zur Größe der Anlage und Auslegung verweisen wir auf das Kapitel: Auslegung.

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