Nachhaltige Heizsysteme

Wärmepumpen “pumpen”, wie der Name schon andeutet, vorhandene Wärme aus der Umwelt dorthin, wo man sie haben will: In die eigene Heizanlage und den Warmwasserspeicher. Die Wärme ist eigentlich kostenlos, für das “Pumpen” wird aber elektrische Energie verbraucht. Trotzdem kann man vier- bis fünfmal soviel Wärmeenergie gewinnen als man an elektrischer Energie hineinstecken muss. Je höher die Temperatur der Wärmequelle ist, umso günstiger wird dieses Verhältnis. Von daher ergibt sich schon, dass eine Wärmepumpe, die die Außenluft als Wärmequelle nutzt, bei niedrigen Außentemperaturen schlechter abschneidet als eine Erdwärmepumpe.

Wärmepumpen, bei denen Wasser zur internen Wärmeverteilung verwendet wird, können für den Fall, dass ihre Leistung bei (seltenen) niedrigen Umgebungstemperaturen und gleichzeitig hohem Wärmebedarf nicht ausreicht, zur Ergänzung über eine einfache Elektroheizung (Heizstab) im Warmwasserkreislauf oder -speicher verfügen. Wenn sie mit "grünem" Strom etwa aus der eigenen PV-Anlage betrieben werden, sind die umweltfreundlichste und langfristig kostengünstigste Lösung für Raumwärme und Warmwasser. Und man gewinnt damit Unabhängigkeit von großen Versorgungsnetzen und zukünftigen Preisentwicklungen auf dem Energiemarkt.

Luftwärmepumpen zapfen Wärmeenergie aus der Außenluft an. Sie erfordern den geringsten Installationsaufwand und sind daher in der Anschaffung deutlich günstiger, dafür sind die laufenden Betriebskosten höher. Sie können innerhalb oder auch außerhalb der Gebäude aufgestellt werden - dann ist aber auch zu berücksichtigen, dass deren Geräusche stören können. Die einfachste Lösung wäre eine Luft/Luft - Wärmepumpe, de facto eine Klimaanlage, die auch zum Heizen verwendet werden kann. Das ist zwar nicht unbedingt die effizienteste Methode, auch die Warmwasserversorgung ist damit nicht gelöst, aber bei den immer moderater werdenen Außentemperaturen kann das auch bei uns eine akzeptable Lösung sein. Details dazu hier. Luft/Wasser - Wärmepumpen können heute mit akzeptablen Wirkungsgraden auch für Heizungen mit Radiatoren verwendet werden.

Erdwärmepumen: In der Erde hat es bei uns ab etwa 1 Meter Tiefe immer Plusgrade, bei 10 Metern schon etwa 11 Grad, und diese Temperatur nimmt dann pro 30 Meter Tiefe um etwa jeweils ein Grad zu. Erdwärmepumpen gewinnen Wärme entweder nahe der Erdoberfläche durch Wärmekollektoren mit entsprechend großen Flächenverbrauch oder durch in größere Tiefen (bis etwa 150 m) gebohrte Wärmesonden. Erdwärmepumpen sind vor allem bei tiefen Temperaturen wesentlich effizienter als Luftwärmepumpen. Allerdings sind sie in Mehrfamilienhäusern aus heutiger Sicht nachträglich kaum mehr einzubauen, weil entsprechend dem zu beheizenden Volumen mehrere Bohrungen in einem ausreichenden Abstand zueinander notwendig sind.

In Wärmepumpen zirkuliert, wie auch bei einem Kühlschrank, ein Kältemittel in einem geschlossenen Kreislauf. Dafür kommen unterschiedliche Substanzen zum Einsatz, die, wenn sie bei einem Defekt oder unsachgemäßer Entsorgung in die Atmosphäre gelangen, sehr klimaschädlich wirken können. Der Grad der Klimaschädlichkeit eines Kältemittels wird durch den GWP- Wert (global warming potential) angegeben. Derzeit werden nur Wärmepumpen finanziell gefördert, deren Kältemittel einen GWP-Wert von unter 1500 hat. Es ist zu erwarten, dass diese Grenze in Zukunft weiter abgesenkt wird.

Leitfaden "Optimaler Betrieb von Wärmepumpen der EnergieAgentur.NRW Dieser Leitfaden gibt wertvolle Empfehlungen zur Optimierung von

• Laufzeit der Wärmepumpe
• hydraulischer Abgleich
• Brauchwassererwärmung
• Nutzerverhalten

Ein weiterer Abschnitt befasst sich mit Besonderheiten von Luft/Wasser-Wärmepumpen
Blogartikel: "Wärmepumpe: Irrtum und Wahrheit"
Wärmepumpen auch in alten Bestandsgebäuden - die Ergebnisse einer Studie des Fraunhofer-Instituts
Beispiel für die Sanierung und Heizungsumstellung großvolumiger, älterer Bestandsgebäude in Wien

Heizen mit Holz ist nachhaltig und umweltfreundlich, wenn dafür ausschließlich unbehandeltes Holz aus den Abfällen nachhaltiger Forstwirtschaft verwendet und für eine Verbrennung mit möglichst wenig Ruß und Feinstaub gesorgt wird. Für die Verbrennung wird entweder Luft aus dem beheizten Raum oder von Außen zugeführte Frischluft benötigt. Im ersten Fall (raumluftabhängige Heizung) sind Wechselwirkungen etwa mit Wohnraumentlüftunganlagen oder Dunstabzugshauben unbedingt zu beachten. Finanziell gefördert werden allerdings nur Holzzentralheizgeräte mit einem Kesselwirkungsgrad von mindestens 85%, keine Einzelöfen. Zentralheizungen mit Holzpellets als Energiequelle erreichen diese Vorgabe. Pelletheizungen benötigen allerdings ausreichend trockenen Stauraum für das Brennmaterial, und Pelletpreise sind von Angebot und Nachfrage abhängig und orienterien sich auch an den Preisen anderer Energieträger.

Pellet-Einzelöfen sind die einfachste und kostengünstigste Möglichkeit, in Mietwohnungen von Gasthermen oder Ölheizungen auf ein nachhaltiges Heizsystem umzusteigen. Sie erfreuen sich aus Komfortgründen heute großer Beliebtheit. Moderne Pelletöfen können raumluftabhängig oder raumluftunabhängig betrieben werden. Durch eine elektronische Regelung läßt sich ein hoher Bedienkomfort erreichen, etwa die Regelung der Heizleistung in einem größeren Bereich auch in Verbindung mit einem Raumthermostat, Fernbedienung über Internet, Integration in ein Heimnetzwerk oder sogar Sprachsteuerung. Integrierte Pelletbehälter und automatische Entaschungszyklen können einen durchgehenden Betrieb bei Volllast von über einem Tag ohne Nachlegen oder andere manuelle Eingriffe ermöglichen. Die Computersteuerung der Pelletzufuhr und des Saugzuggebläses stellen eine optimale Verbrennung sicher. Bei manchen Pelletöfen können über Verbindungsrohre und Konvektionsgebläse mehrere andere Räume mitbeheizt werden. Wasserführende Pelletöfen nutzen einen Teil der Energie, um Wasser zu erwärmen, das sich in Wassertaschen um die Brennkammer befindet. Damit kann die Leistung einer vorhandenen Zentralheizung unterstützt oder im Einzelfall ersetzt werden.

Fernwärme ist nur dort ökonomisch sinnvoll, wo mit relativ geringem Installationsaufwand größere Verbraucher oder Verbrauchergruppen an das vorhandene Wärmenetz angeschlossen werden können. In der Regel lohnt sich daher nur der Anschluss (großer) Mehrfamilienhäuser, Betriebe oder öffentliche Gebäude, und das auch nur, wenn die Fernwärmeleitung nicht allzu weit weg ist.

Elektroheizung: Elektrizität ist eine besonders hochwertige Energieform, weil sie mit hohem Wirkungsgrad z.B. in mechanische Arbeit umgewandelt werden kann. Die direkte thermische Nutzung macht allenfalls dann Sinn, wenn ansonsten nicht wirtschaftlich verwertbare Überschüsse in der Stromversorgung (zB bei einem teilweisen Netzausfall) genutzt werden können. Die Investition ist zwar günstig, die Raumheizung mit dieser hochwertigen Energie jedoch am teuersten und deshalb nicht zu empfehlen.

Tiefe Geothermie: Während Erdwärmepumpen Wärme aus maximal etwa 150 Metern Tiefe gewinnen, geht es hier darum, Wärme aus Tiefen von einigen tausend Metern anzuzapfen. Durch die extrem hohen Errichtungskosten kommt das nur als Energiequelle etwa für große Fernwärmenetze in Frage. Die Stadt Wien z.B. wird 2023 für ihr Fernwärmenetz 80 Millionen Euro investieren und entsprechende Bohrungen beginnen. Die geologischen Voraussetzungen wären auch bei uns an der Thermenlinie an sich sehr günstig, wie die vielen Thermalbäder von Oberlaa über Baden bis Radkersburg zeigen. Allerdings scheidet das südliche Wiener Becken dafür praktisch aus, weil hier (zumindest derzeit) der Gewinnung von Mineralwässern und der Nutzung in Thermalbädern und Kuranstalten der Vorzug gegeben wird.

Beispiele aus Biedermannsdorf
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