Dies ist ein Gastartikel von Tanja Schwarz von
Heliotherm Wärmepumpentechnik Ges.m.b.H
.

Im Einklang mit der Natur heizen – es klingt so schön und für viele Laien gleichzeitig utopisch. Schließlich sind weder Heizöl noch Erdgas besonders umweltfreundliche Alternativen. Genau hier kommen Wärmepumpen ins Spiel. Denn sowohl Erdreich, Luft als auch Wasser stehen in unseren Kreisen praktisch unbegrenzt zur Verfügung und erhalten durch ihre Nutzung keinen Schaden. Aus diesem Grund lässt sich hier viel umweltfreundlicher agieren und der finanzielle Aspekt ist nicht zu vernachlässigen.

Die Funktion der Wärmepumpen
Man kann sich eine Wärmepumpe vorstellen wie einen Kühlschrank – nur eben umgekehrt. Die Wärmepumpe ist ein geschlossener Kreislauf aus einer Wärmequellenanlage, einer Wärmepumpe und dem Wärmeverteil- und Speichersystem. Einer natürlichen Wärmequelle wird Wärme entzogen, um sie für den Heizbetrieb zu nutzen.

Ein Kältemittel hat die Aufgabe, die Wärme zu übertragen und zu transportieren. Im Verdampfer kocht das flüssige Kältemittel schon bei sehr niedrigen Temperaturen und wird gasförmig. Durch die Komprimierung im Verdichter steigt die Temperatur des Gases weiter und wird im Wärmetauscher auf das Heizsystem übertragen.


Welche Arten von Wärmepumpen gibt es?

Es gibt 3 verschiedene Arten von Wärmepumpen:

  • Die Luftwärmepumpe: Die Installation von Luftwärmepumpen verursacht die geringsten Kosten, da keine Bohrungen notwendig sind, keine Kollektoren verlegt werden müssen und man auch keine Genehmigungen benötigt. Die Luftwärmepumpe gewinnt ihre Energie aus der Außenluft.
  • Die Wasserwärmepumpe: Eine Grundwasser Wärmepumpe zu erschließen, ist mit höherem Aufwand verbunden. Meist müssen Brunnen gebohrt werden, was nicht immer und überall möglich ist. Dafür wird man mit der am effizientesten arbeitenden Wärmepumpe belohnt.
  • Die Erdwärmepumpe: Über Erdreichkollektoren und Erdwärmesonden wird die im Erdreich gespeicherte Sonnenenergie nutzbar. Das Erdreich ist eine sehr dankbare Wärmequelle, da die Bodentemperatur das ganze Jahr über relativ konstant ist.

Vor- und Nachteile von Wärmepumpen

Wie jedes Heizsystem bringen auch Wärmepumpen ihre speziellen Vor- und Nachteile mit. Diese variieren zwar je nach Modell, doch ein paar Eigenschaften haben sie gemeinsam.

Vorteile

  • Für Wärmepumpen sind staatliche Förderungen möglich.
  • Mit der Wärmepumpe lässt sich viel Geld sparen, da die Betriebs- und Wartungskosten vergleichsweise gering sind.
  • Sie sind ökologisch sinnvoll, da sie mit erneuerbaren Energien arbeiten.
  • Meist erhält man günstige Stromtarife für Wärmepumpen.
  • Sie machen den Betreiber unabhängig von fossilen Brennstoffen und dem Öl- und Erdgasmarkt.

Nachteile

  • Die Anschaffungskosten sind im Vergleich zu herkömmlichen Heizgeräten etwas höher.
  • Nur bei zuverlässigen Herstellern und speziell geschulten Installateuren kann die Wirtschaftlichkeit garantiert werden.

Für wen eignen sich Wärmepumpen?
Wer gerade dabei ist, ein Eigenheim zu planen, hat die besten Voraussetzungen für eine Wärmepumpe. Aber auch bei der Sanierung eines Altbaus ist das Heizsystem eine gute Ergänzung. Allerdings empfiehlt sich eine Wärmepumpe nur bei wärmegedämmten Häusern! Besonders effizient funktionieren sie auch bei möglichst großflächigen Heizsystemen, beispielsweise bei einer Fußbodenheizung.

Bei der Entscheidung für eine Wärmepumpe spielen mehrere Faktoren eine nicht ganz unwichtige Rolle. Zum einen ist die Entscheidung abhängig vom Budget. Danach muss noch herausgefunden werden, ob genug Platz für Erdkollektoren oder Erdsonden vorhanden ist, beziehungsweise ob es möglich ist, einen Brunnen zu bauen, um das Grundwasser anzuzapfen. Luft Wärmepumpen sind praktisch immer möglich.

Preise und ökonomisches Potenzial von Wärmepumpen

Wie viel die Anschaffung kosten wird, hängt davon ab, welche Art der Wärmepumpe es werden soll. Luftwärmepumpen sind eher unkompliziert in der Anschaffung, während Wasserwärmepumpen, für die erst ein Brunnen gebaut werden muss, teurer in der Anschaffung und der Installation ausfallen.
Ob sich die Wärmepumpe auszahlt, hängt von der Leistung ab, die sie tatsächlich bringt. Hier kommt es auf die Jahresarbeitszahl an.

Umweltfreundliche Alternative zu anderen Heizsystemen
Wie bereits erwähnt, ist die ökologische Nachhaltigkeit ein wichtiger Anreizfaktor für Wärmepumpen. Als Wärmequellen dienen Außenluft, Erdreich oder Grundwasser – allesamt erneuerbare Energien, die fast unbegrenzt zur Verfügung stehen.
Heizöl und Erdgas werden somit nicht mehr benötigt. Zudem entstehen durch die Wärmepumpe weniger CO2-Emissionen und keine Verbrennungsrückstände. Die gesetzlichen Anforderungen aus dem Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz (EEWÄrmeG) und der Energieeinsparverordnung (EnEV) werden von den Wärmepumpen voll und ganz erfüllt.

Wärmepumpen stellen eine umweltschonende Alternative zu herkömmlichen Heizsystemen dar. Sie erweisen sich als praktisch und ressourcenschonend. Ein besonderer Anreiz für Wärmepumpen ist auch, dass sie das Haushaltsbudget schonen – unter den richtigen Voraussetzungen. Hier gilt es, sich für das richtige Modell zu entscheiden und alle Maßnahmen zu treffen, die die Arbeit der Wärmepumpe unterstützen.

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Dieser Artikel ist ein Gastbeitrag von Dipl.-Pol. Thomas E. Jakob
im Auftrag von viva-haus Dresden

Ein Blockheizkraftwerk – Was versteckt sich hinter diesem Wortungetüm? Ein Blockheizkraftwerk ist zunächst ein Strom- und Wärmeenergieerzeuger im eigenen Haus oder zumindest in der eigenen Wohnsiedlung. Es ist eine Art kleines Kraftwerk, dass in einem Blockartigen Gehäuse ausgeliefert wird. Darin wird Strom durch Kraft-Wärme-Kopplung erzeugt und entstehende Abwärme zum Heizen verwendet.

Warum ein kleines Kraftwerk in den Keller stellen?

Die auf Wohngebäude ausgelegten Anlagen werden je nach ihrer Leistung als Mini-BHKW, Mikro-BHKW oder Nano-BHKW bezeichnet. Die jeweilige Verkleinerungsform bezeichnet einen entsprechend geringeren Leistungsumfang. Diese sogenannte dezentrale Erzeugung von elektrischem Strom und Heizenergie besitzt den Vorteil der direkten Anbindung an die Verbraucher, der lange und verlustreiche Transport, wie er etwa bei der zentralen Stromerzeugung notwendig ist, entfällt. Strom und Heizenergie werden direkt dort produziert, wo sie benötigt werden. In Zahlen umgesetzt, bedeutet dies eine etwa 80 prozentige Ausnutzung der im Brennstoff gespeicherten Energie. Wird der Strom aus Großkraftwerken über das öffentliche Netz eingespeist, kommen aufgrund von Leitungs- und Verteilungsverlusten nur etwa 45 % der Brennstoffenergie direkt im Haushalt an.

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Wie funktioniert ein BHKW?

Ein BKHW funktioniert mit einem einfachen Motor, der den Motoren von PKWs, LKWs oder auch Schiffen ähnlich sind. BHKW verbrennt zunächst Brennstoff, das können Heizöl, Gas oder bei Stirlingmotoren auch Pellets sein. Der angetriebene Motor wird ohne Zwischenschaltung eines Getriebes direkt an einen Wechselstromgenerator gekoppelt. Zusätzlich wird die vom Motor erzeugte Abwärme über einen Wärmetauscher in den Heizkreislauf eingespeist. Der Strom fließt in das Haushaltsnetz. Neben den mit Öl, Gas und Pellets betriebenen BHKW wird auch mit Brennstoffzellen betriebenen BHKW experimentiert, eine Marktreife ist teilweise erreicht.

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Mini und Nano Heizkraftwerke

Das BHKW hat nach Studien gerade bei solchen Verbrauchern eine hohe Wirtschaftlichkeit, die einen konstant hohen Wärmebedarf aufweisen, also meist gewerbliche oder öffentlich genutzte Gebäude. Ein Mini-BHKW mit einem Leistungsspektrum von etwa 5 bis 50 kW (aufgeteilt in thermische und elektrische Energie) ist für Wohnsiedlungen von etwa 10 Wohneinheiten aufwärts interessant, da sich hier ein höherer durchschnittlicher Wärmebedarf zeigt. Mikro-BHKW mit einer Leistung von bis zu 5 kW sind in ihrer Leistungsausbeute auf etwa drei Wohneinheiten ausgelegt.

Das Nano - BHKW für das Einfamilienhaus

Das Nano-BHKW ist eine miniaturisierte Form des Mikro- beziehungsweise Mini-BHKW, das mit einer Leistung von rund 2,5 kW für den Einsatz in einem Einfamilienhaus gedacht ist. Bis noch vor einigen Jahren war die Wirtschaftlichkeit der Nano-BHKW in Frage gestellt, da die Anschaffungskosten trotz geringerer Leistung auf dem Niveau des größeren Mikro-BHKW lagen. Inzwischen jedoch lohnen sich aber auch Nano-BHKW in einem Einfamilienhaus, da sowohl die Preise kontinuierlich abgesenkt werden und gleichzeitig die Technik eine Verbesserung erfuhr.

Elektrische Leistung

Bezeichnung

Geeignet für

über 5 MW

Heizkraftwerk

ganze Stadtviertel

50 kW - 5 MW

(Groß-)BHKW

Wohnblocks, Industrie, öffentliche Einrichtungen

15 kW - 50 kW

Mini-BHKW

Mehrfamilienhäuser, mittelgroße Wohnblocks, Kleingewerbe

2,5 kW - 15 kW

Mikro-BHKW

Ein- bis Mehrfamilienhäuser

bis 2,5 kW

Nano-Blockheizkraftwerk

Ein- bis Zweifamilienhäuser

Lohnt sich ein BHKW?

Eine gesicherte Aussage zur Wirtschaftlichkeit eines BHKW in einer Wohnanlage kann aufgrund des sehr unterschiedlichen Verbraucherverhaltens nicht gegeben werden beziehungsweise sind die von den Herstellern angegeben Einsparpotenziale mit Vorsicht zu genießen. Für eine Berechnung der Rentabilität müssen zunächst die Anschaffungskosten berücksichtigt werden:

Anschaffungskosten

Bezeichnung

Anschaffungskosten

Mini-BHKW

Ab
30.000 Euro

Mikro-BHKW

20.000-25.000
Euro

Nano-Blockheizkraftwerk

15.000
Euro

In den in der Tabelle aufgeführten Zahlen sind bereits die Nebenkosten einberechnet, die für ein voll installiertes und voll funktionsfähiges BHKW anfallen. Denn die Listenpreise vieler Anbieter beinhalten eben diese Kosten nicht; für eine volle Funktionsfähigkeit wird mindestens folgendes benötigt:

  • BHKW Grundelemente: Generator, Motor, Wärmetauscher
  • Zubehör: Tank / Pelletbehälter, Tankstutzen, Sicherheitsapparaturen
  • Anschlüsse an die Gebäudetechnik: Schläuche und Kabel
  • Transport, Installation, Inbetrieb- und Abnahme
  • wenn gewünscht: Wartungsvertrag

Eigener Stromverbrauch

Als nächstes sollte der Stromverbrauch berücksichtigt werden. Durchschnittliche Zahlen hierfür können dem Stromspiegel für Deutschland entnommen werden, der jährlich vom Bundesumweltministerium herausgegeben wird. Die Zahlen für 2014:

Hausbewohner

Durchschnittlicher
Jahresverbrauch

Einpersonenhaushalt

2.700
kWh

Zweipersonenhaushalt

3.200
kWh

Dreipersonenhaushalt

4.000
kWh

Vierpersonenhaushalt

4.400
kWh

Fünfpersonenhaushalt

5.500
kWh

Die einfachste Methode ist den eigenen Stromverbrauch zu messen. Denn manch ein Haushalt ist beispielsweise eher affin für technische Geräte, die mit Strom laufen als andere, sodass höhere Kosten entstehen. Manche Personen arbeiten nachts zuhause und einige Haushalte, vor allem bei Menschen gehobenen Alters, sind noch mit ineffizienten Geräten aus den 80er und 90er Jahren gefüllt.

Förderungen beachten

Aufgrund der hohen Effizienz von BHKWs wird die Anschaffung gefördert. So gibt es verschiendene Programme der Kfw, die sich auf diese Heizform spezialisiert haben. Interessant ist auch die Einspeisung in das öffentliche Stromnetzt. Da hier die Preise variieren, kann auch keine abschließende Bewertung oder Bezifferung der Kosten vorgenommen werden. Es lohnt sich in jedem Fall sich bei seinem örtlichen Stromanbieter zu informieren und mögliche Gewinne in die Rentabilitätsberechnung einfließen zu lassen.

Welche weiteren Vor- und Nachteile haben BHKWs?

Um Strom zu erzeugen, muss auch dauerhaft Wärme erzeugt werden. Im Gegensatz zum Strom wird Heizwärme jedoch nicht ganzjährig in gleichem Ausmaß benötigt. In Großkraftwerken wird die Abwärme, wenn sie nicht oder nur teilweise in ein Fernwärmenetz eingespeist werden kann, über gigantische Kühltürme in die Außenluft abgeleitet. Um diese Verschwendung in einem BHKW zu vermeiden, sollte es entsprechend klein dimensioniert sein, um mit der produzierten Abwärme den Grundbedarf an Wärme über das Jahr zu decken. Das bedeutet jedoch für den Spitzenwärmebedarf im Winter eine unzureichende Leistung und ein zusätzlicher Heizkessel wird notwendig.

Je nach Art des Brennstoffes wird zusätzlicher Lagerraum benötigt. Bei Pelletheizungen ist dieser besonders hoch. Grundsätzlich ist auch ein größerer Tank bei flüssigen Brennstoffen zu empfehlen: Schließlich wird jetzt nicht mehr nur Wärme, sondern auch Strom produziert – und zwar das ganze Jahr über.

Laut verschiedener Studien und Praxistests kann man davon ausgehen, dass sich die Anschaffung eines BHKWs bei sorgfältiger Planung nach ungefähr 10 Jahren rentiert hat. Dies hängt jedoch von Art des Kraftwerks und Verbrauch ab.

Alle Bilder: Lizenz CC0 Public Domain

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