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Heizen Wärmepumpen auch bei hohen Minusgraden ausreichend?

Wenn der Sommer zu Ende geht und die Tem­pera­turen sinken, freut man sich auf ein wohlig warmes Zuhause. Doch kann die Wärme­pumpe auch bei hohen Minus­tempera­turen noch aus­reichend heizen und für ein warmes Zuhause sorgen?

Wärmepumpen-Beratung

Umgebungs­luft, Erd­reich und Grund­wasser liefern selbst an sehr kalten Winter­tagen ausreichend Wärme, um ein Gebäude zu beheizen. Sie dienen der Wärme­pumpe als Wärme­quelle. Die Wärme­pumpe "pumpt" diese auf ein ent­sprechen­des Tempe­ratur­niveau und sorgt damit auch an sehr kalten Winter­tagen für ein warmes Zuhause.

Grund­sätzlich gilt: Um­gebungs­luft, Erdr­eich oder Grund­wasser dienen als Wärme­quelle für das Heizen mit Wärme­pumpe. 75 Prozent der benötigten Energie für die Wärme­pumpe kommen also aus der Umwelt und sind somit kosten­los und umwelt­freund­lich. Ein Viertel der Energie kommt aus der Steck­dose.

Wärmepumpe Funktion

Lohnen sich Wärmepumpen im Winter?

Nicht selten kommt der Vorwurf, dass vor allem Luft-Wärme­pumpen bei hohen Minus­graden nicht aus­reichend heizen können und die Heiz­kosten in die Höhe schnellen. Das ist schlicht­weg falsch! Selbst bei Außen­tempera­turen von bis zu minus 20 Grad Celsius ist eine Luft-Wärme­pumpe aus tech­nischer Sicht in der Lage, aus­reichend Wärme zu liefern, um das Gebäude aufzuheizen. Luft-Wärme­pumpen können zudem Vor­lauf­tempera­turen von mehr als 50 Grad Celsius erzeugen. Wichtig ist jedoch, den Heiz­wärme­bedarf und den Einsatz der Luft­wärme­pumpe festzu­legen, damit dies bei der Bemessung der Heiz­leistung beachtet wird.

Das Kälte­mittel, das bei der Luft-Wärme­pumpe zum Einsatz kommt, nimmt selbst bei zwei­stelligen Minus­graden einen gas­förmi­gen Aggre­gat­zu­stand an. Im Kom­pressor wird dieses Gas dann verdichtet und auf das not­wendige Tempera­tur­niveau gehoben. Auch hier besteht also keine Gefahr.

Fallen die Außen­tempera­turen noch weiter, kommt der Einsatz von Elektro­heiz­stäben ins Spiel, die die Wärme­pumpe mit Hilfe von Strom weiter betreiben. Man spricht dann auch von einem mono­energe­tischen Betrieb.

Sind Luftwärmepumpen Stromfresser?

Dass an sehr kalten Tagen ein Elektro­heizstab zum Einsatz kommen kann, heißt nicht, dass die Strom­kosten erheblich steigen, denn der Anteil am gesamten Wärme­bedarf liegt unter 5 Prozent. Diese zusätz­liche Möglich­keit des Heizens macht eine Luft-Wärme­pumpe also noch nicht zum Strom­fresser oder kosten­intensiv. Die Wärme­pumpe arbeitet selbst dann immer effizient (mehr dazu auch unter: "Effizienz und Wirtschaftlichkeit einer Wärmepumpe"). Wird der Elektro­heizstab bei­spiels­weise an 20 sehr kalten Tagen im Winter hinzu­geschaltet, handelt es sich bei einer Luft­wärme­pumpe mit 6 kW Heiz­leistung – um zusätzliche Strom­kosten von rund 100 Euro. Hinzu kommt, dass derart kalte Winter­tage im mittel­euro­päischen Raum sehr selten sind.

Trotzdem sollten sowohl im Alt­bau als auch in Neu­bauten gewisse Effizienz­kriterien nicht außer Acht gelassen werden, damit das Effizienz­potenzial einer Wärme­pumpe voll ausge­schöpft werden kann. Darunter fallen unter anderem folgende Faktoren:

  • Konstante Temperatur der Wärmequelle
  • gute Wärmedämmung
  • niedrige Vorlauf­tempera­turen
  • gut gedämmte Warm­wasser­leitung
  • Planung, Dimensio­nierung und Installation durch Experten

Nähere Infos zu den Faktoren, die beachtet werden müssen, um das Effizienz­potenzial einer Wärme­pumpe ausnützen zu können, finden Sie unter "5 Tipps: So arbeitet Ihre Wärmepumpe effizient". Denn stimmen die Rahmen­bedingungen nicht, arbeitet die beste Wärmepumpe nicht effi­zient und die Investitionskosten lohnen sich nicht.

Einsatz des Elektroheizstabs bei Wärmepumpen

Das Fraunhofer Institut für Solare Energie­systeme (ISE) führte mehrere Monitoring-Projekte durch, um die Effi­zienz von Wärme­pumpe­nsystemen in Bestands- und Neu­bauten zu unter­suchen. Im Projekt „WP-Effizienz“ wurden rund 100 Wärme­pumpen in neu gebauten Ein­familien­häusern vermessen. Im Rahmen des Projektes "WP im Bestand" wurden Wärme­pumpen in unsa­nierten und teil­sanierten Gebäuden vermessen, die anstelle von Ölkesseln installiert wurden.

Die Ergebnisse aus diesen Pro­jekten zeigen, dass der Anteil der Heiz­stabs­arbeit bei den Luft-Wärme­pumpen höher war als bei den unter­suchten Erd-Wärme­pumpen. Bei rund 40 Prozent der 18 Anlagen lag der Anteil bei über 1 Prozent. Mit Aus­nahme von einer Luft-Wärmepumpe kam man zu dem Schluss, dass jedoch weniger als 5 Prozent der ver­brauc­hten Antriebs­energie auf den Heiz­stab ent­fällt. (Quelle: ISE)

Im Gegen­satz zu Luft-Wärme­pumpen beziehen Erd- und Grund­wasser-Wärme­pumpen ihre Wärme aus dem Erd­reich und dem Grund­wasser. Die Tempera­turen dieser Wärme­quellen sind das ganze Jahr über konstant, wodurch die Wärme­pumpen zu jeder Jahres­zeit sehr effizient arbeiten und ohne Zusatz­heizung aus­reichend Wärme liefern.

Familie Sadjak aus Klagen­furt zog im Dezember 2019 in ihr eigenes Ein­familien­haus und beheizt dieses mit einer Erd-Wärme­pumpe: „Wir haben schon eine Heiz­periode mit unserer Erd-Wärme­pumpe geheizt und sind sehr zufrie­den. Es ist komplett unkompli­ziert. Man muss bei einer Wärme­pumpe kein Holz schneiden oder nach­sehen, ob der Öltank voll ist. Alles regu­liert sich von selbst und man muss sich um nichts kümmern“, so Ludwig Sadjak.

Bivalentes Heizen mit der Luft-Wärmepumpe verringert Anschaffungskosten

Um die Effi­zienz der Luft-Wärme­pumpe noch zusätz­lich zu steigern, gibt es auch die Möglich­keit von biva­lenten Heiz­systemen. Was heißt das? Stimmen alle Rahmen­bedingungen, kann der gesamte Heiz­bedarf für das Gebäude und die Warm­wasser­aufbe­reitung mit der Wärme­pumpe alleine abgedeckt werden. Die Wärme­pumpe wird also mono­valent betrieben.

Bivalent bedeutet, die Wärme­pumpen-Heizung wird mit einem zweiten Heiz­system kombi­niert. Diese zweite Heizung unter­stützt die Wärme­pumpe in den besonders heiz­inten­siven Zeiten. Möglich ist dies bei­spiels­weise durch die Kombi­nation mit einer Pellets­heizung. Die zweite Heizung kann die Wärme­pumpe dann ergänzen, sodass die Wärme­pumpe nicht auf die maximale Heiz­last ausgelegt werden muss, was wiederum die Ans­chaffungs­kosten für die Wärme­pumpen-Heizung spürbar verringert. (Mehr Infos dazu erhalten Sie unter: "Bivalent heizen: Wärmepumpen effizient kombinieren").

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