Wärmepumpen besser verstehen

Ing. Arne Komposch ist gebürtiger Kärntner, international gefragter Wärmepumpenspezialist und Mitentwickler des innovativen Ringgrabenkollektors. Heute plaudern wir mit ihm über weitverbreitete Missverständnisse, die Effizienz von Wärmepumpensystemen und darüber, warum viele Bestandssysteme ein kleines oder größeres Makeover vertragen würden. Dabei erklärt er, wie man beim Heizen mit der Wärmepumpe im übertragenen Sinn die Bremse lösen und vom Gas gehen kann – was Energie und bares Geld spart.

HSH: Lieber Arne, schön, dass du dir die Zeit nimmst, mit uns über Wärmepumpenheizungen zu sprechen. Die Technologie gibt es schon seit mehreren Jahrzehnten, trotzdem scheint es noch einige Missverständnisse zu geben. Wie siehst du das?

Arne Komposch: Tatsächlich wird die Wärmepumpe von vielen als Heizung oder Wärmeerzeuger wahrgenommen. Aber das ist sie nicht. Das Wärmepumpengerät ist nur ein Baustein in einem größeren System. Eine Wasserpumpe ist ja auch kein Wassererzeuger. Die Wärme, die wir zum Heizen nutzbar machen, kommt von der Wärmequelle, also aus Außenluft, Erdreich oder Grundwasser. Da wird oft viel zu viel vom Wärmepumpengerät geredet – und viel zu wenig über das System dahinter und die Wärmequellen.

HSH: Was genau fasziniert dich an Wärmepumpen und welches System hast du bei dir zu Hause?

AK: Die Wärmequellen sind ja überall schon da. Bei jedem Haus habe ich einen natürlichen Speicher bzw. Sonnenkollektor dabei – sei es das Erdreich, das Grundwasser oder zumindest die Umgebungsluft. Wir müssen es nur schaffen, die Wärme möglichst gut vom Sommer in den Winter zu bringen. Unser jetziges Wohnhaus ist mein Elternhaus, das wir vor ungefähr 15 Jahren saniert haben. Damals haben wir die alte Ölheizung gegen eine Erdwärmepumpe mit einer 160 m langen Bohrsonde getauscht. Die Bohrung hat so viel gekostet wie zweieinhalb Befüllungen des Öltanks, ersetzt diese aber für immer. Das war der beste Deal meines Lebens.

HSH: Sehen wir uns nun also das Gesamtsystem aus Wärmequelle, Wärmepumpe und Wärmesenke (bzw. Wärmeverteilung im Haus) an: Welches sind die wichtigsten Kennzahlen, die uns zur Verfügung stehen, wenn es um die Effizienz eines Wärmepumpensystems geht?

AK: Die Wärmepumpentechnologie ist eine Effizienztechnologie mit einer Leistungszahl. Diese zeigt mir an, wie effizient mein Wärmepumpensystem ist. Ich stecke eine Einheit Strom hinein und bekomme 3‑, 4‑, 5‑ oder 6‑mal mehr Energie heraus: Das ist das Verhältnis, das mich am meisten interessiert. Im Grunde brauche ich nur einen Stromzähler und einen Wärmemengenzähler und kann mir das aktuelle Verhältnis jederzeit ansehen. Schaue ich nur einmal im Jahr hin, ist das die Jahresarbeitszahl JAZ. Je höher die ist, umso effizienter arbeitet mein Wärmepumpensystem übers Jahr gesehen.

HSH: Welches Verteilsystem ist denn für eine hohe JAZ besser – eine Fußbodenheizung oder Wärmepumpenheizkörper?

AK: Bezüglich Effizienz ist eindeutig die Fußbodenheizung die bessere Option. Man sollte allerdings auch Komfort und Behaglichkeit vergleichen. Eine gut ausgelegte Flächenheizung (Fußboden, Wand oder Decke) fühlt sich an wie ein Niedertemperaturkachelofen und bringt Strahlungswärme und Behaglichkeit pur. Heizkörper haben immer auch Konvektionswärme (mit Luftgebläse) dabei und spielen dadurch in einer anderen Liga. Warm wird’s damit schon, aber behaglicher ist es, wenn man eben nicht von der warmen Luft angeblasen wird.

HSH: Wie stark kann das Nutzerverhalten die JAZ beeinflussen? 

AK: Nicht sehr. Wenn es um die Effizienz geht, wird das Nutzerverhalten stark überschätzt. Ansehnliche Geldbeträge lassen sich durch eine Veränderung des Nutzerverhaltens einfach nicht einsparen.

HSH: Wodurch lässt sich die Effizienz dann wirklich verbessern?

AK: Bei bereits existierenden Wärmepumpensystemen sehen wir in der Praxis leider oft, dass Hydraulik und Heizkurve falsch eingestellt sind. Stichwort Einzelraumregelung bei Fußbodenheizung: Das ist so, als würde ich beim Autofahren Vollgas geben und mit der Handbremse die Geschwindigkeit regulieren. Das funktioniert nicht gut. Abhilfe schafft ein HYDRAULISCHER ABGLEICH. Das heißt im Prinzip: Ich löse die Bremse und kann dafür vom Gas runtergehen. Wenn wir den Leuten sagen: „Dreht einmal alle Heizkreise im Haus auf!“, dann sagen die oft: „Aber dann wird’s ja viel zu heiß im Haus!“ Dabei ist das super, weil wir danach Schritt für Schritt die Heizkurve absenken und das System effizienter machen können.

Außerdem sollte man die Grundparameter an der Wärmepumpe checken und sich ansehen, wie lange die Wärmepumpe pro Start läuft. Das START-LAUFZEIT-VERHÄLTNIS ist ein guter Indikator für die Lebensdauer eines Wärmepumpengeräts (mehr dazu lesen Sie am Ende des Interviews).

HSH: Wie schätzt du die Bedeutung der Vorlauftemperatur für die Effizienz ein?

AK: Die Effizienz hängt stark vom Temperaturunterschied zwischen Wärmequelle (Temperatur in Erde, Wasser, Luft) und Wärmesenke (Vorlauftemperatur von Fußbodenheizung oder Heizkörper) ab. Diese Differenz nennt man Temperaturhub, in der Praxis beträgt der Hub 20 bis 60 Grad. Man wird die Wärmepumpe aber niemals an die Schmerzgrenze treiben, um das System nicht zu überlasten. Ein praxisübliches Beispiel wäre ein Neubau mit Fußbodenheizung und einer Vorlauftemperatur von ca. 30 Grad. Dazu nehmen wir eine Quelltemperatur von 10 Grad (Erdwärme). Wir haben dadurch einen Hub von 20 Grad, der von der Wärmepumpe gut bewältigbar und maßgeblich für die Effizienz ist. Erdwärmepumpen schaffen prinzipiell mehr Hub bei gleicher Effizienz.

HSH: In der Praxis finden wir oft überdimensionierte Wärmepumpen vor. Woher kommt das?

AK: Die Normheizlast, die viele Haustechnikerinnen und Haustechniker zur Berechnung heranziehen, verleitet zur Überdimensionierung. Diese Normheizlast berücksichtigt aber weder den Standort noch die Architektur des Hauses. Sie ist ein theoretischer oberer Deckel, den wir in der Praxis nie erreichen. Eine Gebäudesimulation führt zu viel besseren Ergebnissen, weil sie auch die solare Architektur und die Standort-Klimadaten aus dem Energieausweis einbezieht. Das ist für die Bestimmung der tatsächlichen Heizlast und für die korrekte Dimensionierung sehr wichtig. Besonders deutlich wird das bei Passivhäusern, deren Heizlast nicht einmal 50 Prozent der Normheizlast beträgt. 

HSH: Kannst du kurz beschreiben, was es bedeutet, wenn eine Anlage zu klein oder zu groß ausgelegt ist?

AK: Ist die Wärmepumpenheizung wesentlich unterdimensioniert, wird das Haus im Kernwinter bei sehr niedrigen Temperaturen nicht warm genug. Die Wärmepumpe arbeitet permanent an ihrer Leistungsgrenze, verschleißt schnell und verschlingt viel Strom. Auch eine überdimensionierte Anlage benötigt viel Strom, weil das Gerät zu oft ein- und ausgeschaltet werden muss, was zudem die Lebensdauer verkürzt. Außerdem sind die Anschaffungskosten für größere Geräte höher. Deshalb ist eine korrekte Auslegung auch so wichtig – damit das Gesamtsystem effizient läuft und lange hält. Früher sah man zum Beispiel bei Ölheizungen nicht so genau hin. Da gingen oft 40 Prozent der Energie zum Kamin hinaus, was man aber meistens erst im Nachhinein herausfand. Bei der Wärmepumpe hingegen wird jetzt mit der Lupe hingeschaut, ob die Anlagen auch richtig dimensioniert und eingesetzt werden.

HSH: Lohnt sich deiner Meinung nach die Kombination von Wärmepumpe und Photovoltaik?

AK: Photovoltaik ist grundsätzlich immer sinnvoll. Nur die Aussage, dass ich mit der PV ein wesentliches Stück meiner Wärmepumpenheizung autark machen kann, stimmt so nicht. Das Problem sind die beiden gegenläufigen Kurven. Die PV erzeugt Energie, wenn die Sonne scheint. Und die Wärmepumpe braucht vor allem dann Energie, wenn die Sonne nicht scheint. Darum sehe ich das kritisch.

HSH: Wie bewertest du den Einsatz von intelligenter Regelungstechnik und dynamischen Stromtarifen?

AK: Das Thema ist ja, dass wir im Sommer in Sonnenenergie baden und sie uns im Winter fehlt. Ich bin überzeugt, dass im Sommerhalbjahr die Photovoltaikkopplung der richtige Weg ist. Dabei muss der Strom nicht zwangsläufig von der eigenen PV-Anlage kommen. Da gesamtgesellschaftlich viel Photovoltaikstrom erzeugt wird, kann man ihn auch über einen variablen Stromtarif beziehen. Die große Kunst im Winter ist der netzdienliche Betrieb der Wärmepumpe. Sie bereitet also zum Beispiel das Warmwasser dann, wenn der Strom am günstigsten ist. Dafür braucht man allerdings ein modernes Gerät mit einer intelligenten Regelung, die auf Wetterdaten und einen dynamischen Stromtarif zugreifen kann. 

HSH: Hast du bei dir zu Hause eine eigene PV-Anlage und einen dynamischen Stromtarif?

AK: Die Photovoltaikanlage haben wir schon sehr früh installiert. Sie hat sich innerhalb von 13 Jahren über den Einspeisetarif selbst abgezahlt. Vor sieben Jahren kam dann der dynamische Stromtarif.

HSH: Hast du abschließend noch drei gute Ratschläge für Hausbesitzerinnen und Hausbesitzer?

AK: Sehr gerne: Erstens sollte man sich das Start-Laufzeit-Verhältnis der Wärmepumpe ansehen, das sich stark auf die Lebensdauer auswirkt. Man kann den Wert einfach aus der Regelung auslesen. Gute Richtwerte sind für On-off-Geräte 1 : 1 (pro Start eine Stunde Laufzeit) und für modulierende Wärmepumpen 1 : 10 (pro Start zehn Stunden Laufzeit). Zweitens ist es sinnvoll, einen hydraulischen Abgleich machen zu lassen und die Heizkurve zu optimieren. Und drittens sollte man immer wieder einen Kontrollblick auf die Jahresarbeitszahl werfen. Meiner Meinung nach sollte es keine Wärmepumpeninstallation ohne einen eigenen Stromzähler geben. Wer noch keinen hat, sollte 50 Euro investieren und einen nachrüsten lassen. Das ist eine Investition, die sich mit Sicherheit lohnt.

Wir bedanken uns herzlich für das Gespräch!