Heizen mit Wärme aus dem Boden und aus der Luft

Rund 80 Prozent der neuen Einfamilienhäuser werden mit Wärmepumpen ausgerüstet. Auch bei Sanierungen setzen immer mehr Hausbesitzer auf die umweltschonende Technologie. Ein System fast nur mit Vorteilen.

Die Wärmepumpen haben ihre Kinderkrankheiten abgelegt: «Sie funktionieren zuverlässig und ökologisch – und das hauptsächlich mit Gratis-Energie», sagt Heizungsfachmann Franz Beyeler. Das Funktionsprinzip dieser Heiztechnik ist raffiniert, aber simpel: Die Umweltwärme in der Luft, im Erdreich oder im Wasser wird als Quelle genutzt. Über Erdsonden und Rohre wird sie der eigentlichen Wärmepumpe zugeführt. Die entscheidende Erwärmung passiert in einem Kompressor, wo ein Kältemittel zirkuliert. Die der Umgebung entnommene Wärme lässt das vorerst flüssige Kältemittel verdampfen. Der Dampf wird dann mittels Komprimierung erhitzt, um schliesslich in einem Kondensator seine Wärme an den Wasserkreislauf des Heizsystems abzugeben.

Wärmepumpen können mit allen anderen Heizsystemen – Elektro-, Gas-, Öl-, Holz- oder Solarheizanlagen – kombiniert werden. Einen «Schönheitsfehler» hat jede Wärmepumpe: Der Kompressor braucht Strom, je nach System 20 bis 35 Prozent der insgesamt produzierten Energie. Dabei gilt: Je höher der Anteil Umgebungswärme, desto grösser der Wirkungsgrad. «Effiziente Wärmepumpen geben drei- bis fünfmal mehr Energie ab, als sie in Form von elektrischem Strom verbrauchen», betont Beyeler. Kritiker befürchten, dass die weitere Verbreitung dieses Heizsystems den Stromverbrauch rasant in die Höhe treiben könnte. Die Rechnung sieht aber aktuell so aus: Die derzeit in der Schweiz installierten 130’000 Wärmepumpen machen nur 1,3 Prozent des gesamten Stromverbrauchs aus. Zum Vergleich: Auf die 170’000 Elektroheizungen entfallen im Winterhalbjahr 18 Prozent des Gesamt-Stromverbrauchs. Weil Wärmepumpen Heizöl ersetzen, können jährlich rund 480 000 Tonnen an CO2-Emissionen eingespart werden.

Luftwärmepumpen

Am verbreitetsten sind heute Luftwärmepumpen, denn die Anschaffungskosten sind bei diesem System am tiefsten. Das Heizen mit Wärme aus der Umgebungsluft funktioniert selbst in der Winterkälte, dann allerdings etwas weniger effizient. Sinkt die Aussentemperatur stark in den Minusbereich, braucht es massiv mehr Strom für die Wärmeerzeugung.

Erdwärmepumpen

Sie sind zwar um ein paar Tausend Franken teurer in der Anschaffung. Sie überzeugen aber mit einer besseren Effizienz und den rund 15 Prozent tieferen Betriebskosten. Normaler Erdboden ist schon in 10 bis 15 Metern Tiefe konstant 8 bis 10 °C warm, und bis 300 Meter Tiefe steigt die Temperatur auf rund 25 °C an. Diese Bodenwärme kann mit Erdsonden, die bis zu 150 Meter vertikal in den Bo-den getrieben werden, angezapft werden. Erdwärmepumpen funktionieren, weil es im Boden selbst im tiefsten Winter warm bleibt, übers ganze Jahr gleichmässig effizient.

Ob eine Luft- oder eine Erdwärmepumpe letztlich die bessere Lösung ist, muss am konkreten Beispiel entschieden werden. Den höheren Anschaffungskosten von Erdwärmepumpen stehen die höheren Betriebskosten von Luftwärmepumpen gegenüber. «Rechnet man alles über die gesamte Lebensdauer zusammen, so liegen kostenmässig die beiden Systeme ungefähr gleichauf», so Beyeler. Wer auf Umweltfreundlichkeit grössten Wert legt, kann für den Betrieb der Wärmepumpen zertifizierten Ökostrom beziehen oder dafür eine eigene Solarstromanlage einrichten, was allerdings mit zusätzlichen Kosten verbunden ist. Ein heikler Punkt, der nach der Installation von Wärmepumpen zu Ärger und Verdruss führen kann, darf nicht unterschätzt werden: Schallbelästigungen und Vibrationen des Kompressors, die sich über Wände und Böden übertragen. Bei der Planung ist deshalb eine sorgfältige Beurteilung der Schallemissionen erforderlich.

Erster Schritt: Fassaden und Fenster sanieren

Voraussetzung für den erfolgreichen Einsatz jeder Wärmepumpe ist eine gut isolierte Gebäudehülle. Deshalb empfiehlt sich beim Heizungsersatz in jedem Fall auch die Analyse des Gebäudes. «Häufig ist die vorgängige Sanierung der Gebäudehülle unumgänglich, sonst wird buchstäblich durch die Wände und zum Fenster hinaus geheizt», sagt Daniel Mühlemann von der Ulrich Pulver AG in Bern. Zudem kann in einem gut isolierten Haus die Heizung kleiner dimensioniert werden. Saniert man ein älteres Gebäude nach Minergie-Standard, sinkt der Energiebedarf in der Regel um mehr als die Hälfte.

Sparpotenzial in 20 Jahren: 30’000 bis 40’000 Franken

Nicht nur Umweltbewusste, auch nüchterne Rechner haben die Vorteile der Heizwärme aus Boden und Luft entdeckt. Die Anschaffungskosten für eine Luftwärmepumpe mit rund 10 kW Leistung in einem neuen Einfamilienhaus liegen bei 25'000 bis 30'000 Franken und sind damit kaum teurer als eine konventionelle Ölheizung. Eine Erdwärmepumpe kostet 5000 bis 10 000 Franken mehr. Ersetzt man eine Ölheizung durch eine Wärmepumpe, ist wegen baulicher Anpassungen mit Zusatzkosten von 10'000 bis 20'000 Franken zu rechnen. Doch die Investitionen zahlen sich aus. Verglichen mit anderen Heizsystemen sind die Energiekosten bei Luft- und Erdwärmepumpen deutlich geringer. Auch die Unterhaltskosten sind tiefer. Aktuell ist in einer Gesamtkostenrechnung bei Wärmepumpen mit jährlichen Heizkosten von rund 2850 Franken zu rechnen, bei Ölheizungen mit 4500 bis 5000 Franken (siehe Tabelle im pdf-Artikel). In 20 Jahren spart man so 30'000 bis 40'000 Franken. Ein Unsicherheitsfaktor in der Kalkulation ist allerdings nebst dem Ölpreis die Entwicklung des Strompreises.

«Ökologischer und Wirtschaftlicher»

Luftwärmepumpe in EFH mit 285 m² Wohnfläche: Vor drei Jahren hat sich Daniel Burkhalter bei der Sanierung der Heizung im dreigeschossigen Einfamilienhaus in Köniz BE mit Jahrgang 1952 für eine Luftwärmepumpe entschieden. «Sie funktioniert tadellos, und sie ist auch wesentlich wirtschaftlicher als das alte System.» Burkhalter brauchte vor der Sanierung jeweils 4000 Liter Öl pro Heizsaison, was beim aktuellen Preis Kosten von über 5000 Franken verursachen würde. Für den Betrieb der Wärmepumpe fallen 1900 Franken Stromkosten an. Die Anschaffungskosten beliefen sich auf 35’000 Franken. Hinzu kamen 15’000 Franken für bauliche Veränderungen. Dafür gewann der Bauherr zusätzlichen Raum, weil im Keller der Öltank entfernt wurde. Die Luftwärmepumpe sorgt nicht nur für Wärme im Haus, sondern das ganze Jahr auch für Warmwasser.

Erdwärmepumpe in EFH mit 130 m² Wohnfläche: «Als unsere Ölheizung saniert werden musste, wäre es am einfachsten gewesen, einen neuen Brenner in den Keller zu stellen», sagt Ueli Marbot. Aus ökologischen und aus Kostengründen erwog er jedoch einen Systemwechsel. Seit einem Jahr heizt nun eine Wärmepumpe das hervorragend isolierte Einfamilienhaus in Wabern BE mit rund 130 m² Wohnfläche und Baujahr 1950. Die Wärme liefern zwei Erdsonden aus einer Tiefe von 90 Metern. Wärmepumpe, Heizungsspeicher und Warmwasserboiler stehen im ehemaligen Luftschutzkeller. Der alte Heiz- und Tankraum hingegen wird jetzt als Vorratskeller genutzt. Zwar kostete die Erdwärmepumpe insgesamt 60'000 Franken, wovon 20'000 Franken für die Bohrungen und 5000 Franken für Umgebungsarbeiten weggingen. Doch die Investition dürfte sich über die gesamte Lebensdauer auszahlen. Schon jetzt stellt Marbot fest: «Mit dem Betrag, den ich im ersten Jahr für den Strom ausgegeben habe, könnte ich nicht einmal einen halben Winter lang mit Öl heizen.»

Tipps

Sanierung: Aus Steuergründen empfiehlt es sich, in zwei Schritten vorzugehen: im ersten Jahr die Gebäudehülle in Angriff nehmen, im nächsten die Heizung.

Elektrizitätswerke sowie einige Kantone und Gemeinden zahlen Fördergelder und gewähren Vorzugstarife für den Strom. Infos über die Förderprogramme: www.fws.ch