Brauchwasser-Wärmepumpe: Kombinationen, Vor- und Nachteile

Eine Brauchwasser-Wärmepumpe oder Warmwasser-Wärmepumpe ist eine umweltfreundliche und kostensparende Alternative zur Warmwasserbereitung mit fossilen Energieträgern wie Öl oder Gas. Die thermische Energie dafür bezieht sie aus der Umgebungsluft. Im Unterschied zu anderen Wärmepumpen werden sie nicht zu Heizungszwecken, sondern ausschließlich für Warmwasser eingesetzt. Als energieeffizientes Add-on lässt sich eine Brauchwasser-Wärmepumpe jedoch hervorragend mit anderen Heizsystemen kombinieren.

Was ist eine Warmwasser-Wärmepumpe?

Brauchwasser- oder Warmwasser-Wärmepumpen erwärmen Wasser, das zum Waschen, Duschen oder auch zum Kochen verwendet werden kann. Zum Teil werden sie auch als Trinkwasser-Wärmepumpe bezeichnet – zumindest theoretisch lässt sich mit den Geräten auch echtes Trinkwasser erzeugen.

Wärmeenergie können diese Pumpen aus verschiedenen Quellen beziehen. In der Regel wird dafür die Umgebungsluft genutzt, ebenso kommt die Abluft einer Entlüftungsanlage in Frage. Geothermie, also Erdwärme, ist für ihren Betrieb grundsätzlich nicht erforderlich.

Besonders häufig werden die Pumpen in Niedrigenergie- und Effizienzhäusern eingesetzt, können jedoch auch in konventionellen Gebäuden mit geringeren Energiestandards verwendet werden.

Funktionsweise

Die Pumpen entziehen der Umgebungsluft Wärmeenergie. Die Erwärmung des Brauchwassers läuft in den folgenden Schritten ab:

1. Über einen Ventilator wird warme Umgebungsluft in das Pumpsystem gesaugt.
2. Im Inneren der Warmwasser-Wärmepumpe wird die Luft in einen Wärmetauscher eingeleitet. Dieser wird durch ein Kältemittel durchströmt, das seinen Aggregatzustand bereits bei niedrigen Temperaturen ändert und daher in der Lage ist, größere Mengen Wärme aufzunehmen.
3. Das bereits erwärmte Kältemittel wird in einem mit Strom betriebenen Kompressor verdichtet, wodurch seine Temperatur deutlich ansteigt, so dass es verdampft. Die Temperatur des Dampfes lässt sich bei Bedarf durch einen integrierten Elektro-Heizstab regeln.
4. Der heiße Dampf passiert einen Wärmetauscher, der gleichzeitig als Wasserspeicher dient. Dort gibt er seine Energie mittels Konvektion an das zu erwärmende Wasser ab.
5. Anschließend durchläuft das zunächst noch gasförmige Kältemittel ein Entspannungsventil und wird dort heruntergekühlt, so dass es kondensiert und der Kreislauf des Wärmeaustauschs von vorn beginnen kann.

Zumindest theoretisch kann eine Warmwasser-Wärmepumpe auch mit Außenluft betrieben werden – hier wirken sich jedoch permanente Temperaturschwankungen aus, so dass der Energiebedarf der Pumpe höher ist.

Sinnvoller und energiesparender ist es, für ihren Betrieb Raumluft oder Abluft mit einer Temperatur von etwa 20 Grad Celsius einzusetzen. Wasser wird in einer Warmwasser-Wärmepumpe auf rund 55 bis 60 Grad Celsius erhitzt.

Installation und Aufstellung

Eine Brauchwasser-Wärmepumpe ist ein kompaktes Gerät, in das neben der Wärmepumpe auch ein Warmwasserspeicher integriert ist. Einige Anbieter bieten die Wärmepumpe ohne Speicher an. Zwar ermöglicht die sogenannte Split-Bauweise eine besonders flexible Aufstellung des Gerätes, ist aus energetischer Sicht jedoch wenig sinnvoll, da dabei ein größerer Teil der Wärmeenergie verloren geht.

In der Regel ist eine Warmwasser-Wärmepumpe rund zwei Meter hoch und besitzen einen Durchmesser von maximal einem Meter. Ihre Größe hängt vor allem von der Größe des Wasserspeichers ab. Der Tank von Standardausführungen fasst zwischen 150 Liter und 300 Liter Wasser.

Die Installation einer Warmwasser-Wärmepumpe geht schnell und unkompliziert vonstatten. Für ihren Betrieb sind lediglich der Anschluss an eine Kalt- und Warmwasserleitung sowie eine Haushaltssteckdose für die Stromversorgung nötig.

Innerhalb des Hauses lassen sich die Pumpen flexibel platzieren. Wichtig ist lediglich, dass sie sich in einem ganzjährig frostfreien Raum befinden, dessen Temperatur mindestens 10, besser jedoch etwa 20 Grad Celsius betragen sollte. Meist werden die Pumpen in Heizungs- oder Hauswirtschaftsräumen aufgestellt und nutzt dort die Abwärme von Heizungen und Haushaltsgeräten – beispielsweise Waschmaschinen, Kühlschränken oder Waschmaschinen. Ebenso können sie die warme Abluft von Lüftungsanlagen nutzen. Ihrer Umgebung entziehen Warmwasser-Pumpen neben Wärme auch Feuchtigkeit, was sich auf das Raumklima günstig auswirkt.

Kombination mit anderen Systemen

Eine Brauchwasser-Pumpe lässt sich hervorragend zusammen mit anderen Systemen betreiben. Wenn Sie die Pumpe mit einer Ölheizung kombinieren oder parallel zu anderen konventionellen Heizsystemen nutzen, sparen Sie in beträchtlichem Umfang Energie – Heizung und Warmwassererzeugung erfolgen in voneinander unabhängigen Systemen, so dass die Heizung in der warmen Jahreszeit nicht betrieben werden muss.

Wenn der Warmwasserspeicher der Wärmepumpe mit einem zusätzlichen Wärmeübertrager ausgestattet ist, kommt auch der Betrieb mit einer Solaranlage oder Photovoltaik infrage. Energetisch ist ein solches System völlig autark, solange genügend Solarstrom zur Verfügung steht. Wenn der selbst erzeugte Strom nicht ausreicht, schaltet sich das Heizsystem der Pumpe zu.

Optimal ist die Kombination einer Brauchwasser-Wärmepumpe mit Photovoltaik, da – anders als bei Solaranlagen – der erzeugte Strom hier in einem Pufferspeicher gespeichert werden kann. Viele Modelle sind heute standardmäßig für den Anschluss an eine Photovoltaik-Anlage ausgestattet und tragen dann das Label „Smart Grid Ready“.

Vorteile und Nachteile einer Brauchwasser-Wärmepumpe im Überblick

Mit der Nutzung einer Brauchwasser-Wärmepumpe sind neben zahlreichen Vorteilen auch einige Nachteile verbunden.

Zu den Vorteilen der Pumpen zählen:

• Zentrale Warmwasserbereitung bei geringen Betriebskosten
• Gewinnung von rund 70 Prozent der Wärmeenergie aus der Luft/aus natürlichen Quellen
• Sehr hoher Wirkungsgrad – im Test je nach Ausführung bis zu 300 Prozent
• Emissionsfreier Betrieb
• Keine Zusatzkosten zur Erschließung der Wärmeenergie (Geothermie)
• Energieautarker Betrieb durch Kombination mit Solarthermie (Solaranlage oder Photovoltaik mit Pufferspeicher)
• Die Pumpe lässt sich als paralleles Energiesystem auch mit einer Ölheizung kombinieren.

Nachteile bestehen in den folgenden Punkten:

• Langsame Warmwasserbereitung (bis zu zehn Stunden für einen 300-Liter-Speicher, bis zu sechs Stunden für 150 Liter)
• Bei kurzfristigem Bedarf an Warmwasser und für hohe Wassertemperaturen ist die Unterstützung durch einen Elektro-Heizstab nötig, wodurch sich die Betriebskosten erhöhen.

Anschaffungs- und Betriebskosten

Die Anschaffungskosten für hochwertige Markengeräte (Speichervolumen: 150 bis 300 Liter Wasser) belaufen sich auf 1.500 bis 3.000 Euro. Rentabel ist eine Brauchwasser-Wärmepumpe dann, wenn die durch ihren Betrieb verursachten Stromkosten geringer sind als die Kosten für andere Heizmedien wie Öl und Erdgas.

Unabhängige Testberichte geben Auskunft über Leistungsprofil und Effizienz der Pumpen. Daneben sollten für einen solchen Test auch weitere Kriterien – beispielsweise technische Qualität, Verschleiß, Zuverlässigkeit und Hygiene des Speicherwassers – herangezogen werden.

Hinzu kommen Kosten von bis zu 2.000 Euro für einen zusätzlichen Wärmetauscher, wenn die Pumpe mit einer Solaranlage oder Photovoltaik mit Pufferspeicher betrieben werden soll. Für zusätzliches Zubehör können bis zu 1.500 Euro fällig werden. Die Installation der Pumpen ist dagegen günstig – im Schnitt kostet sie zwischen 100 und 300 Euro.

Laufende Kosten

Die Betriebskosten für eine Warmwasser-Wärmepumpe lassen sich nicht exakt bestimmen. Hier wirken sich verschiedene Faktoren aus: Die in einem Haushalt benötigte Wassermenge, die gewünschte Wassertemperatur, die Energieeffizienz der verschiedenen Geräte sowie die Verfügbarkeit von autark erzeugtem Strom. Wenn die Pumpe überwiegend mit regulärem Netzstrom betrieben wird, muss ein Vier-Personen-Haushalt mit Stromkosten von bis zu 250 Euro jährlich rechnen.

Einmal jährlich sollten diese Pumpen durch einen Fachbetrieb gewartet werden. Die Kosten dafür liegen bei etwa 100 Euro.

Staatliche Förderung

Eine staatliche Förderung für die Pumpen ist nicht vorgesehen, da sie ausschließlich zur Warmwasserbereitung und nicht zu Heizungszwecken dienen. Eine indirekte Förderung ist möglich, wenn ihre Anschaffung mit einem Heizungsaustausch kombiniert und eine Gas- oder Ölheizung durch ein nachhaltiges, klimaneutrales Heizsystem ersetzt wird. Das novellierte Gebäudeenergiegesetz sieht hierfür Fördersummen von bis zu 40 Prozent der Kosten vor, die für eine Förderung in Frage kommen.

Fazit

Eine Brauchwasser-Wärmepumpe dient ausschließlich zur Warmwassererzeugung. Hierfür nutzt sie die Wärmeenergie aus der Umgebungsluft. Zu ihren Vorteilen gehören Emissionsfreiheit und damit hohe Umweltfreundlichkeit. In sehr hohem Maße kostensparend und nahezu energieautark sind die Pumpen, wenn der Strom für ihren Betrieb durch Solarthermie erzeugt wird. Jedoch lassen sich auch durch die Kombination mit einer Öl- oder Gasheizung in größerem Umfang Kosten sparen.