Brauchwasserwärmepumpe – Funktion, Kosten und Einsatz

Warmwasserbereitung mit Energie aus Umwelt und Lüftung

Wie bei herkömmlichen Wärmepumpen kann auch eine Warmwasser-Wärmepumpe Energie aus verschiedenen Quellen beziehen. Meist wird die Umgebungsluft genutzt. Infrage kommen:

• die Raumluft
• die Außenluft
• die Abluft einer Lüftungsanlage

Grundsätzlich ist es auch möglich Erdreich, Grund- oder Seewasser als Umweltenergiequelle anzuzapfen. Aufgrund der hohen Kosten wird dies jedoch eher selten gemacht. 

Raumluft als Energiequelle für die Brauchwasserwärmepumpe

Eine mögliche Energiequelle ist die Raumluft. Dabei kann das Brauchwassergerät beispielsweise verbrauchte Luft aus Kellerräumen nutzen, um das Trinkwasser zu erhitzen. Da das Niveau der Wärmequelle in der Regel zwischen 10 und 20 Grad Celsius liegt, ist ein effizienter Betrieb möglich. Wichtig zu wissen ist jedoch, dass die Temperatur in den Räumen vor allem bei einem hohen Warmwasserwärmebedarf stark absinken kann.

Warmwasserbereitung mit Energie aus der Außenluft

Wie eine  Luft-Wasser-Wärmepumpe  kann auch eine Warmwasser-Wärmepumpe mit Außenluft betrieben werden. Da diese aber vor allem im Winter sehr niedrige Temperaturen hat, muss ein großer Temperaturhub erreicht werden. Das heißt: Die Anlage benötigt mehr Strom und die Effizienz sinkt. Eine Alternative ist zum Beispiel der bivalente Betrieb. Dabei wird im Sommer und in der Übergangszeit Trinkwasser von der Wärmepumpe und im Übrigen Jahr von der Heizungsanlage erwärmt.

Wärmepumpe für Brauchwasser und Lüftungsanlage

Ähnlich der ersten Variante, bei der die Energie der Brauchwasserwärmepumpe aus der Luft eines Raumes bezogen wird, kann auch eine Lüftungsanlage als Energiequelle angezapft werden. Möglich wird das zum Beispiel dann, wenn ein Gebäude mit einer Abluftanlage ausgestattet ist. Läuft diese mit einem hohen Volumenstrom, kann die Wärmepumpe das Trinkwasser besonders effizient erhitzen.

Die Temperaturerhöhung mit der Warmwasser-Wärmepumpe

Auch wenn die thermische Energie aus der Raumluft zum Beispiel mit etwa 20 Grad Celsius gewonnen werden kann, sind für die Warmwasserbereitung mindestens 50 bis 60 Grad Celsius nötig. Überwunden wird diese Differenz durch folgenden technischen Prozess:

Schritt 1: Die thermische Umweltenergie wird über einen Wärmeübertrager, den sogenannten Verdampfer, auf ein zirkulierendes Medium übertragen. Dieses wird Kältemittel genannt und hat spezielle physikalische Eigenschaften. Im Gegensatz zu Wasser, das erst bei 100 Grad Celsius verdunstet, wird es bereits bei sehr niedrigen Temperaturen dampfförmig. Wichtig ist das für die Verdichtung, den nächsten Schritt im Prozess.

Schritt 2: Ein elektronischer Verdichter erhöht mithilfe von Druck die Temperatur des Kältemittels. Und zwar so weit, bis sie für die Erwärmung des Trinkwassers ausreicht.

Schritt 3: Ein zweiter Wärmeübertrager, der Verflüssiger, übergibt die Energie an den Warmwasserspeicher. Während das Brauchwasser dabei immer wärmer wird, kühlt das Kältemittel selbst ab und wird wieder flüssig.

Schritt 4: Ein zusätzliches Entspannungsventil sorgt für die vollständige Regeneration und dafür, dass der Prozess erneut beginnen kann.

Optimierte Leistung durch integrierten Speicher

Im Gegensatz zu einer Wärmepumpe für die Heizung kommt die Warmwasser-Wärmepumpe mit einer niedrigeren Leistung und dadurch auch mit weniger Luft aus. Möglich ist das durch den integrierten Speicher, in dem das Wasser nicht auf einmal, sondern allmählich erwärmt wird. Typisch für den Einsatz in einem Einfamilienhaus ist dabei zum Beispiel ein Brauchwasserspeicher von 200 bis 300 Litern. Voll aufgeladen hält dieser ausreichend Warmwasser für eine vierköpfige Familie bereit. Ist der Warmwasserbedarf doch einmal höher, bietet ein elektrischer  Heizstab  oder der Anschluss an einen konventionellen Heizkessel höchsten Schutz vor kaltem Trinkwasser.

Es gibt auch Hersteller, die eine Split-Bauweise anbieten, also eine Brauchwasserwärmepumpe ohne Speicher. Dies ermöglicht vor allem eine sehr flexible Anordnung im Aufstellraum. Ein Betrieb ohne Warmwasserspeicher ist aber nicht sinnvoll. Welche Variante für Sie infrage kommt, besprechen Sie am besten mit einem Fachmann. Dieser kann sich vor Ort ein Bild machen und Sie individuell beraten.  

Die Montage ist besonders einfach

Ein Vorteil der Wärmepumpe für Brauchwasser ist die einfache Montage. Denn in der Regel reicht es, die Geräte im Keller aufzustellen und mit dem Warmwassernetz zu verbinden. Trinkwasserwärmepumpen sind außerdem anschlussfertig verdrahtet und müssen nur noch in eine handelsübliche Schutzkontaktsteckdose eingesteckt werden.

Kombination mit Solaranlage senkt die Energiekosten

Ist der Speicher der Wärmepumpe für Warmwasser mit einem zusätzlichen Wärmeübertrager ausgestattet, kommt auch die Kombination mit der Solarthermie infrage. Diese erwärmt das Trinkwasser mithilfe kostenloser Solarenergie und sorgt so für sinkende Heizkosten. Scheint die Sonne nicht genug, schaltet sich die Wärmepumpenheizung zu und erwärmt den Speicher.

Auch die Kombination mit einer Photovoltaik-Anlage ist möglich, um den Warmwasserbedarf kostengünstig zu decken. Denn diese nutzt die frei verfügbare Energie der Sonne zur Stromerzeugung. Viele Warmwasser-Wärmepumpen sind bereits ab Werk mit einem potentialfreien Schalteingang für den Anschluss an eine PV-Anlage ausgestattet. Entsprechende Modelle sind in der Regel als Smart-Grid-Ready gekennzeichnet.    

Brauchwasser- und Heizungswärmepumpe im Vergleich

Im Gegensatz zu einer Heizungswärmepumpe, die thermische Energie für  Heizung  und Warmwasserbereitung nutzbar macht, wird die Wärme einer Wärmepumpe für Brauchwasser allein in einen Trinkwasserspeicher eingespeist.  Die Geräte sind kleiner und kommen mit niedrigeren Luftmengen aus. Da in der Regel auch die Heizleistung geringer ist, dauert es länger, den Speicher auf die nötigen Temperaturen zu bringen. Ist der Vorrat durch eine besonders hohe Zapfmenge einmal aufgebraucht, erfolgt die Warmwasserbereitung rein elektrisch.

Anschaffungs- und Montagekosten    

Wärmepumpen für Warmwasser sind einfach aufzustellen und günstig in der Anschaffung. So gibt es hochwertige Geräte mit integriertem Warmwasserspeicher heute für 2.000 bis 3.000 Euro. Geht es um die Betriebskosten, sind allgemeingültige Angaben kaum möglich. Denn diese hängen neben den Aufstellbedingungen und der Jahresarbeitszahl auch vom Warmwasserverbrauch im Haus ab. Liegt dieser bei einer vierköpfigen Familie bei rund 40 Litern pro Person und Tag, kostet die Warmwasserbereitung bei einer JAZ von vier überschlägig 160 Euro im Jahr. Das entspricht in etwa den Kosten der Warmwasserbereitung mit einer Gasheizung.

Hinweis: Je größer der Temperaturunterschied zwischen Umweltwärmequelle und Brauchwasser ist, desto höher ist der Strombedarf. Wird viel Strom benötigt, steigen auch die Heizkosten der Warmwasser-Wärmepumpe.  

Gibt es staatliche Fördermittel?

Installieren Sie die Technik allein, können Sie nur die Handwerkerkosten steuerlich geltend machen. Ergänzt sie allerdings eine förderbare Heizung, bekommen Sie auch eine Förderung für die Warmwasser-Wärmepumpe. Denn dann gehören die Ausgaben zu den Umfeldmaßnahmen, für die Sie attraktive Zuschüsse oder steuerliche Vergünstigungen beantragen können. Wie die Konditionen ausfallen, hängt dabei von der Art der neuen Heizung ab. Im Beitrag zur Förderung der Heizung geben wir einen Überblick.

Für wen lohnt sich eine Brauchwasserwärmepumpe?

Ob eine Brauchwasserwärmepumpe sinnvoll ist oder nicht, muss individuell entschieden werden – je nach Energiebedarf und gebäudetechnischen Voraussetzungen. Grundsätzlich lässt sich festhalten:  Mit einer Wärmepumpe für Brauchwasser können Hausbesitzer die bestehende Heizung lange abgeschaltet lassen. Das schont die Technik und sorgt für eine längere Lebensdauer. Außerdem arbeiten die Trinkwasserwärmepumpen selbst emissionsfrei und besonders umweltschonend.

Tipp:  Eine Wärmepumpe für Warmwasser ist vor allem dort sinnvoll, wo sie Abwärme nutzen kann. Denn wie oben beschrieben benötigt sie für den Prozess Strom. Dieser kann reduziert werden, wenn Sie die Wärmepumpe im Heizraum aufstellen oder die Abwärme einer Lüftungsanlage nutzen.

Vor- und Nachteile auf einen Blick

Die Warmwasser-Wärmepumpe nutzt kostenfreie Energie aus der Luft zum Erhitzen von Trinkwasser. Das bietet zahlreiche Vorteile. Möchten Sie zukünftig Ihr Trinkwasser mit einer Wärmepumpe erhitzen, sollten Sie sich jedoch auch über mögliche Nachteile informieren.  

Vorteile:

• umweltfreundliche und günstige Art der Warmwasserbereitung
• einfache Installation, auch ohne Gasanschluss oder Öltank
• optimal in Kombination mit Photovoltaik zur Strom-Selbstversorgung
• bei Aufstellung im Keller sorgt sie für optimale Entfeuchtung
• keine Emission im Haus, Wärmeerzeuger kann im Sommer aus bleiben  

Nachteile:  

• sinken die Lufttemperaturen, können Stromkosten für den Betrieb steigen
• wird kurzzeitig viel Warmwasser benötigt, ist ein Elektroheizstab oder der Anschluss an einen konventionellen Kessel nötig