Wärmepumpe im Mehrfamilienhaus

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Die Nutzung erneuerbarer Energiequellen ist nicht nur ökologisch sinnvoll. Langfristig lässt sich mit durch die Verwendung von regenerativen Energien auch viel Geld sparen. Doch Solaranlagen und Wärmepumpen im Mehrfamilienhaus sind zwar in aller Munde, aber es gibt bei der konkreten Installation noch viel Luft nach oben. In diesem Artikel stellen wir die Technologie hinter den Wärmepumpen vor und erklären, wann sie für Mehrfamilienhäuser eine sinnvolle Option sein können. 

Energetische Sanierung für die Heizung der Zukunft

Jedes Haus bzw. Mehrfamilienhaus muss im Winter geheizt werden. In der Vergangenheit schien Energie im Übermaß verfügbar zu sein und war vergleichsweise günstig. Dies hat sich mittlerweile grundlegend geändert. Steigende Strom- und Ölpreise sowie das wachsende Bewusstsein für Nachhaltigkeit führten zu einem Umdenken bei Energiekonzernen und Bürgern. Um Energie und Kosten einzusparen, wurde zunächst das Baurecht in mehreren Schritten angepasst. So wurden höhere Dämmstandards an den Außenwänden von Wohn- und Bürogebäuden vorgeschrieben, sodass Wärme als Energieform effizienter genutzt wird.

Clevere Lösung für bestehende Heizsysteme: die Wärmepumpe

Auch für die Heizung traten nach und nach eine Reihe neuer Regelungen in Kraft. Das neue Anforderungsprofil umfasste die Nutzung regenerativer Energiequellen mit möglichst hohem Wärmepotential. Dass die alten Systeme darauf ausgelegt sind, alle Wohnräume in einem Haus von einem zentralen Punkt aus mit Wärme zu versorgen, behielt man bei den neu geltenden Vorschriften im Auge. Ziel war es, die zentrale Heizsysteme im Kern erhalten zu können. Zentraler Bestandteil der Lösung war die Verwendung von Wärmepumpen. Hinter diesen Pumpen steht eine, vergleichsweise einfache Idee: In der Atmosphäre, dem Grundwasser und im Erdboden ist reichlich Wärme gespeichert. Sie ist unbegrenzt verfügbar und vor allem kostenlos.

Die Funktionsweise der Wärmepumpe lehnt sich ans klassische Heizsystem an und erschafft einen geschlossenen Kreislauf im Haus bzw. Mehrfamilienhaus. Hierfür benötigt sie elektrische Energie. Das Verhältnis von gewonnener und zugeführter Energie ist für die Effizienz des Heizungssystems entscheidend. Dieser Wert wird auch als Jahresarbeitszahl (JAZ) bezeichnet und ist mit die wichtigste Kenngröße der neuen Technik. Wie hoch sie ausfällt, hängt von der Art der Wärmequelle und nicht zuletzt von Hilfskomponenten ab. So minimiert eine Hocheffizienzpumpe die benötigte Leistungsaufnahme, eine moderne Fußboden-Heizung erwärmt das Raumklima nachhaltiger und das Gesamtsystem ist weniger störanfällig, wenn die Pumpe im Verbund mit einer weiteren Wärmequelle agiert.

Ideale Lösung für Neubauprojekte

Die modernen Heizungskomponenten lassen sich am einfachsten im Einfamilienhaus umsetzen, idealerweise bei Neubauten. So wundert es nicht, dass sich bei Neubauprojekten 40 Prozent der Bauherren inzwischen für die Wärmepumpe als Primärsystem für ihr Haus entscheiden. Es werden in den meisten Fällen Geothermie oder Wasserquellen erschlossen, weil die JAZ dann sehr günstig ausfällt. Hier lassen sich Werte von 4-5 erzielen. Bei Sanierungen steht die Luftwärmepumpe im Vordergrund, da hierfür nur wenig bauliche Veränderungen erfolgen müssen, um die Wärme effizient nutzbar zu machen.

Schwierige Voraussetzungen für Wärmepumpen im Mehrfamilienhaus

Luftwärmepumpen schonen den Geldbeutel, was ja für Haussanierer und Bauherren oft ein ganz entscheidendes Kriterium darstellt. Das liebe Geld stellt sicher einen Grund dar, weswegen die Wärmepumpe im Mehrfamilienhaus noch nicht so weit verbreitet ist. Wasser- und Erdwärmepumpe schlagen im Gesamtpaket nämlich ab 30.000 Euro aufwärts zu Buche. Die luftgeführte Variante ist dagegen schon für die Hälfte zu haben. Neben finanziellen Aspekten sind im Mehrfamilienhaus aber auch eine ganze Reihe von technischen Hindernissen zu überwinden:

Die Vorlauftemperatur

Der Wasserkreislauf muss in konventionellen Heizkörpern auf mindestens 70 °C erhitzt werden, um den Wohnraum ausreichend zu erwärmen. Die Leistungsfähigkeit der Pumpentechnik kann da nicht mithalten, weil sie durch die Ausgangswärme festgelegt ist. Demnach lässt sich die Heizung hiermit auf maximal 55 °C erwärmen. Dies wirkt sich auch entscheidend auf den nächsten Punkt aus.

Trinkwasserqualität

Beim klassischen Gaskessel wird die Abwärme der Heizungsanlage genutzt, um die Warmwasserversorgung sicherzustellen. Sie wird im Mehrfamilienhaus häufig per Durchlauferhitzer realisiert, dessen Temperatur den Wert von 60 °C nicht unterschreiten darf, um die Ausbreitung von Legionellen zu vermeiden.

Erschließung der Quellen für effiziente Wärme im Mehrfamilienhaus

Luftwärmepumpe scheidet in einem großen, von mehreren Familien genutzten Haus aufgrund ihrer eingeschränkten Leistungsfähigkeit schon zu Beginn aus. Bei den Konkurrenzsystemen muss häufig das Erdreich der Nachbargrundstücke mit genutzt werden, um Grundwasserbrunnen anzulegen oder Erdkollektoren zu versenken. Organisatorische Verzögerungen der Planungs- und Bauphase sind damit schon fast vorprogrammiert.

Platzbedarf

Weil regenerative Energiequellen nicht auf Knopfdruck an- und ausgeschaltet werden können, benötigen sie Zwischenspeicher. Hierfür kommen zurzeit großvolumige Wassertanks zum Einsatz. Während im Einfamilienhaus zumeist genügend freier Raum im Keller zur Verfügung steht, bietet der Grundriss großer Wohnkomplexe nur wenig Spielraum. An der Effizienz von Speicherlösungen für Strom und Wärme wird auch in Zukunft noch Entwicklungsarbeit geleistet werden müssen.

Modernisierung und Wohnungsbau mit Köpfchen

Die ungünstigen Ausgangsvoraussetzungen lassen zunächst Zweifel an der Effektivität aufkommen. Anders ist es nicht zu erklären, dass die Wärmepumpe im Mehrfamilienhaus noch nicht so häufig verwendet wird. Lediglich bei 20 % der Neubauprojekte wird die Pumpe in das Heizsystem eingebunden. Mit etwas Kreativität und Kompromissbereitschaft lassen sich die Schwierigkeiten jedoch geschickt umgehen. Um die Wirtschaftlichkeit der Maßnahme zu erhöhen, müssen alle Komponenten optimal aufeinander abgestimmt werden. Neben dem Einsatz von Hocheffizienzpumpen und Flächenheizungen haben sich gedämmte Rohrsysteme bewährt, um die JAZ der Wärmepumpe zu verbessern. Auch die Möglichkeiten, die die Smart-Home-Technik bietet, sollte man nicht unterschätzen. In vielen Einfamilienhäusern hat sie schon Einzug gehalten und regelt die Heizung vollautomatisch. Gerade in Zeiten steigender Energiepreise ist es oftmals wirtschaftlich, in nachhaltige und effiziente Technologien zu investieren, die im Winter die dringend benötigte Wärme garantieren.

In naher Zukunft werden intelligente Netze und Stromzähler dazustoßen, wodurch das Einsparpotential so hoch wird, dass sich die Investition auch im Mehrfamilienhaus rentiert. Darüber hinaus bieten sich folgende Optionen an:

Verkürzter Heizkreislauf

Im Herzstück der Anlage werden flüssige Chemikalien verdampft und dann durch gewundene Rohrsysteme von Flächenheizungen geleitet. Die Auslasstemperatur darf den Wert von 55 °C nicht übersteigen, um Brandgefahr vorzubeugen. Das Gas wird daher im Mittelabschnitt der Anlage erstmal wieder abgekühlt. Seit einigen Jahren sind auch Modelle auf dem Markt, die den heißen Dampf zum Teil ohne Umwege in den Verdichter einspritzen. Dank einer solchen Hochtemperatur-Wärmepumpe ist es auch im Mehrfamilienhaus möglich, die alten Heizkörper mit reduziertem Umrüstungsaufwand weiter zu betreiben.

Gaspumpen

Hier wird der Heizkreislauf nicht auf elektrischem Wege angetrieben. Die Methode mag paradox anmuten, weil sie dem Umweltschutzcharakter der Maßnahme zuwiderläuft. Sie dient jedoch zunächst bis 2050 als kostengünstige Übergangslösung im Energiekonzept der Bundesregierung. Immerhin beläuft sich die Ersparnis einer solchen Wärmepumpe im Mehrfamilienhaus auf 24 Cent/kWh.

Dezentrale Wärmegewinnung

Bivalente Systeme sind die Standardausführung, wenn erneuerbare Energien für die Gewinnung von Wärme genutzt werden. Die Heizung wird hier von mehreren Wärmequellen gespeist und muss daher seltener auf externe Unterstützung zugreifen. Die Variationsmöglichkeiten sind nahezu unerschöpflich. Im Einfamilienhaus hat sich jedoch die Kombination aus Erdwärmepumpe und Solarthermie als Ideallösung herauskristallisiert. In Wohnhäusern mit mehr als 4 Etagen ist das Verhältnis von Wohnraum zu Dachfläche allerdings zu ungünstig dafür. So sind bewährte Gas- oder Pelletkessel dort fraglos die bessere Wahl für das Sekundärsystem.

Vermieter in der Klimafalle

Die hohen Investitionskosten sind häufig der Grund dafür, warum Vermieter vor der energetischen Sanierung im Mehrfamilienhaus zurückschrecken. Häufig schlagen sich die Kosten ohne Umweg in der nächsten Mieterhöhung nieder, was auch für die Mieter wenig erfreulich ist. Die im Juni 2020 von der Universität Regensburg veröffentlichte Studie zum Wohnungsmarkt legt den Finger in die Wunde: Der deutsche Staat bezuschusst erneuerbare Wärmequellen und energetische Sanierungen mit 14 Mrd. Euro pro Jahr. Den Berechnungen des Forschungsleiters Prof. Dr. Bienert zufolge fehlen damit noch 13,2 Milliarden, um die finanzielle Mehrbelastung gleichmäßig zu verteilen. Alex Gedaschko, der Präsident des Spitzenverbandes der Wohnungswirtschaft, sieht daher die Berliner Klimaziele in Gefahr: „Wir sanieren uns zurzeit in den Metropolen systematisch den günstigen Wohnraum weg. Die Energiewende ist ein Marathonlauf, der einer wesentlich zielgerichteteren Förderung bedarf“. Die effektive Nutzung von Wärme bleibt somit auf mittlere Sicht ein wichtiges Thema.