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Warmwasserwärmepumpe

Eine Warmwasserwärmepumpe (oft auch auch als Brauchwasserwärmepumpe bezeichnet) ist eine Wärmepumpe, die speziell der Bereitung von Warmwasser dient. Sie speist einen Warmwasserspeicher und ist häufig direkt an diesem montiert. Unter Umständen kann sie auch einen schon vorher bestehenden Warmwasserspeicher angeschlossen werden.

Häufig wird auch eine Heizungs-Wärmepumpe gleichzeitig für die Warmwasserbereitung genutzt. Dies wird im Artikel über Wärmepumpenheizung beschrieben, während es hier nur um reine Warmwasserwärmepumpen geht.

Wärmequellen für Warmwasserwärmepumpen

Jede Wärmepumpe entzieht einem kühleren Wärmereservoir Wärme, die sie dann auf einem höheren Temperaturniveau als Nutzwärme abgibt. Für Warmwasserwärmepumpen kommen verschiedene Wärmequellen in Betracht. Die gängigsten Lösungen werden im Folgenden beschrieben:

• Die Raumluft kann genutzt werden. Insbesondere ein Heizkeller, in dem ein älterer Heizkessel steht, wird durch dessen Wärmeverluste auch im Winter nie allzu kalt. Hier kann eine Warmwasserwärmepumpe der Luft einiges an Wärme entziehen. Allerdings kann eine stärkere Abkühlung auftreten, wenn der Warmwasserverbrauch hoch ist und der Wärmenachschub im Heizkeller gering ist. In der Folge sinkt dann die Leistungszahl der Wärmepumpe, wodurch der Strombedarf steigt. (Man beachte, dass der Hersteller die Leistungszahl für eine bestimmte Umgebungstemperatur angibt, die aber in der Realität unterschritten werden könnte.)
• Für größere Anlagen kann die Außenluft genutzt werden, ähnlich wie bei einer Luft/Wasser-Wärmepumpe für Heizungszwecke. Allerdings verursacht der zumindest im Winter hohe Temperaturunterschied zwischen Warmwasser und Außenluft, dass die Leistungszahl der Wärmepumpe und damit ihre Energieeffizienz relativ bescheiden ist. Deswegen kann hier eine bivalente Lösung in Frage kommen, bei der die Wärmepumpe im Winter abgeschaltet und dann durch den Heizkessel ersetzt wird. Denkbar (aber kaum üblich) ist auch eine Vorwärmung mit der Wärmepumpe und eine weitere Erhitzung mit dem Heizkessel.
• Eine Warmwasserwärmepumpe kann auch Abwärme von einer Lüftungsanlage nutzen. Energetisch vorteilhafter ist zwar, wenn die Lüftungsanlage eine eigene Wärmerückgewinnung zur Vorwärmung der Frischluft hat, womit dann keine Abwärme für die Warmwasserbereitung übrig bleibt. Manchmal ist jedoch nur eine reine Abluft-Anlage vorhanden, und dann ist eine Warmwasserwärmepumpe eine gute Lösung für die Nutzung der Abwärme. Bei ausreichend hohen Abluftmengen kann die Leistungszahl recht hoch sein. Ungünstig wäre es allerdings, wenn die verwendete Abluft relativ feucht wäre und soweit abgekühlt wird, dass eine Vereisung des Kondensator der Wärmepumpe auftritt.
• Eine eigene Erdwärmesonde oder ein Erdregister wären im Prinzip energetisch deutlich günstiger als die Verwendung vor allem von Außenluft. Dieser Ansatz wird jedoch für eine reine Warmwasserwärmepumpe aus Kostengründen meist nicht realisiert.

Energetische Bewertung

Meistens führt die Warmwasserbereitung mit Wärmepumpen zu recht annehmbaren Lösungen. Die erreichbaren Leistungszahlen und Jahresarbeitszahlen sind zwar häufig nicht besonders hoch, d. h. niedriger als für Heizungswärmepumpen. Jedoch sind diverse andere Lösungen zumindest nicht besser:

• Der Strombedarf eines Elektroboilers oder elektrischen Durchlauferhitzers ist immer weitaus höher.
• Die Warmwasserbereitung über einen Heizkessel kann im Sommer sehr ineffizient sein, da der Heizkessel dann kaum ausgelastet ist und sehr hohe Verluste aufweist. Der Wirkungsgrad kann in dieser Betriebsphase ohne Weiteres deutlich unter 50 % fallen, wenn es sich um einen älteren Heizkessel mit hoher Leistung handelt. Bei modernen Gas-Brennwertkesseln dagegen ist dieser Effekt sehr viel geringer.
• Bei Fernwärme sind die Leitungsverluste im Sommerbetrieb relativ zu den dann geringeren transportierten Wärmemengen hoch. Manche Nahwärmenetze werden deswegen im Sommer gar nicht betrieben. Dann kann eine Warmwasserwärmepumpe ein guter Ersatz für diese Zeit sein.
• Eine Sonnenkollektoranlage für die solare Warmwasserbereitung könnte im Prinzip besser sein, kann aber in aller Regel nicht den gesamten Warmwasserbedarf decken (oder würde zumindest bei einer solchen Auslegung sehr unwirtschaftlich). Wenn dann der restliche Wärmebedarf über einen Elektroheizstab gedeckt wird, ist der resultierende Stromverbrauch grob geschätzt in ähnlicher Höhe wie bei einer Warmwasserwärmepumpe, während die Installationskosten wesentlich höher sind. Die Kombination von Solaranlage und Wärmepumpe wäre energetisch gesehen ideal, ist aber noch teurer zu installieren.

Wenn eine Warmwasserwärmepumpe ermöglicht, dass der Heizkessel im Sommer ganz abgeschaltet werden kann, entfallen in dieser Zeit die nicht unwesentlichen Bereitschaftsverluste des Kessels, was die Gesamtenergiebilanz sehr verbessert.

Man beachte, dass die Jahresarbeitszahl einer Warmwasserwärmepumpe deutlich abnehmen kann, wenn die Brauchwassertemperatur unnötig hoch gewählt wird. Es ist sinnvoll, die Temperatur normalerweise auf ca. 50 bis 55 °C zu begrenzen und den Speicher zwecks Vorsorge gegen Legionellen ca. einmal wöchentlich nachts (ggf. mit einem Elektroheizstab) auf 60 bis 65 °C nachzuheizen. Die dafür nötigen Zusatzinstallationen (Elektroheizstab und Zeitschaltuhr) erhöhen die Installationskosten nicht wesentlich, und der zusätzliche Verbrauch des Heizstabs ist deutlich geringer als der Zusatzverbrauch durch eine permanent höhere Warmwassertemperatur.

Siehe auch: Wärmepumpe, Warmwasser, Warmwasserspeicher, bivalente und monovalente Anlagen