Eine Wärmepumpe kann je nach Bedarf entweder Umweltwärme in das Gebäude hinein oder überschüssige Raumwärme aus dem Gebäude heraus transportieren. Dabei arbeitet sie ökonomischer als eine Klimaanlage, denn der Stromverbrauch ist wesentlich geringer. Das liegt daran, dass ein beträchtlicher Teil der benötigten Energie aus der Umwelt entnommen wird. Um mit einer Wärmepumpe heizen zu können, muss die Temperatur im System erhöht werden. Das geschieht unter Einsatz von Strom. Dabei gilt: Je geringer die Temperaturdifferenz zwischen Wärmequelle und Heizkreislauf ist, desto wirtschaftlicher arbeitet eine Wärmepumpe.
Zur Bewertung der Effizienz der gesamten Wärmepumpenanlage eignet sich die Jahresarbeitszahl (JAZ). Sie bezeichnet über ein Jahr hinweg das Verhältnis zwischen der erzeugten Wärmemenge und der eingesetzten Strommenge. Je größer die JAZ, desto höher der Anteil kostenfreier Umweltenergie. Geringere Stromkosten sind die Folge. Von zentraler Bedeutung für eine hohe JAZ sind eine gute Gebäudedämmung und eine Fußboden- oder Wandheizung, die mit niedrigen Vorlauftemperaturen von etwa 35 Grad Celsius auskommt.
Wird als Wärmequelle das Erdreich gewählt, ist das besonders effizient, weil hier je nach Bodentiefe das ganze Jahr relativ konstante Temperaturen zwischen sieben bis 13 Grad Celsius herrschen. Das ist für das Heizen im Winter und für das Kühlen im Sommer eine gute Ausgangstemperatur. „Angezapft“ wird die Geothermie über 50 bis 100 Meter tiefe Erdwärmesonden oder ein Kollektorfeld, sofern die notwendige Grundstücksfläche vorhanden ist.
Ein solches erdgekoppeltes System kann im Sommer zur passiven Kühlung ohne zusätzlichen Stromeinsatz genutzt werden. Über die Heiz- beziehungsweise Kühlflächen wird dem Raum Wärme entzogen und über die Sonde an das Erdreich abgegeben. Die Wärmepumpe muss dafür mit einem zusätzlichen Plattenwärmeaustauscher sowie einem Umschaltventil ausgestattet sein. So können die Räume um etwa drei bis fünf Grad abgekühlt werden.
Günstiger Zugang zu Energie: Luft-Wärmepumpen
Etwas günstiger in der Anschaffung sind Luft-Wärmepumpen, da hier unter anderem die Bohrung entfällt. Dafür sind die zu erwartenden Stromkosten höher, da die Außenluft übers Jahr großen Temperaturschwankungen unterworfen ist. Im Winter, wenn die meiste Wärme benötigt wird, ist es draußen am kältesten. Der integrierte Kältekreislauf von modernen Wärmepumpen kann der Luft selbst bei -20 oder -25 Grad Celsius Außentemperatur noch einen gewissen Heizwärmeanteil entziehen. Bei vielen Systemen gibt es eine integrierte, kompakte Elektro-Zusatzheizung. Prinzipiell wird Außenluft angesaugt, im Verdampfer des Aggregats agbekühlt und dann wieder an die Umgebung abgegeben. Zu- und Abluftöffnungen müssen so platziert sein, dass sich die Luftströme nicht kreuzen und keine Geräuschbelästigung für Bewohner und Nachbarn entsteht.
Die Geräte können im Haus, aber auch im Außenbereich aufgestellt werden, wobei es zwei Varianten gibt: die Außenaufstellung des gesamten Aggregats (Monoblock) sowie als Split-Aufstellung, bei welcher der Verdampfer (Ventilator) im Außenteil und der Kondensator im Gebäudeinneren untergebracht sind.
Mit einer solchen Anlage ist die aktive Kühlung (unter Einsatz von Strom) im Sommer möglich. Dafür muss die Wärmepumpe über einen reversiblen Kältekreislauf verfügen.Als Kühlflächen kommen Fußboden- und Wandheizungen infrage. Mit der aktiven Kühlung ist eine höhere Kühlleistung als mit der passiven Kühlung möglich.
Luft als Wärme- und Kälteträger
Hoch gedämmte Neubauten werden meist sowieso mit einer Lüftungsanlage ausgestattet. Bei besonders niedrigem Wärmebedarf kann diese auch mittels einer Luft-Luft-Wärmepumpe zum Heizen und Kühlen genutzt werden. Hierbei wird die Wärme auf die frische Zuluft von außen übertragen. Im Sommer kann dann kühle Luft ins Haus eingeblasen werden. Dabei kann der Raum auch entfeuchtet werden, sodass es nicht zu Tauwasserproblemem kommt. Im Winter kann die Luft allerdings sogar unangenehm trocken werden.
Die Anschaffungskosten für eine Wärmepumpen-Anlage variieren je nach System stark. Die Preise für die Geräte liegen zwischen 8000 und 13000 Euro, bei Erdwärmepumpen kommen Kosten für den Erdwärmekollektor oder die Bohrung dazu, die je nach Bodenbeschaffenheit bei durchschnittlich 60 bis 90 Euro pro Meter liegen. Dafür werden die Kosten für Schornstein oder Brennsofflager gespart, bei einer Lüftungsheizung entfällt sogar die Fußbodenheizung.
