7. August 2020

Wir beleuchten Technik und Einsatzfelder. Eine Marktübersicht präsentiert ausgewählte Modelle

Brauchwasser-Wärmepumpen stellen nicht nur eine Alternative zur Solarthermie dar. Sie bieten auch die Möglichkeit, fossile Feuerungen auf Hybrid zu trimmen. Außerdem können sie Strom von der eigenen Photovoltaikanlage nutzen, was sie nicht nur für Post-EEG-Anlagen-Besitzer interessant macht. Und: Sie eignen sich im Neubau und im Bestand.

Etwa jedes zehnte neu installierte Heizsystem in Deutschland ist eine Wärmepumpe. Motor dieser Entwicklung sind insbesondere die Luft /Wasser-Wärmepumpen (LWWP). Brauchwasser-Wärmepumpen (BWWP) dagegen stehen in der Wahrnehmung etwas im Abseits. Sie erzeugen ausschließlich Warmwasser und gelten vielen als eine Art Einstiegstechnologie in das Th ema Wärmepumpe. Für 2019 beziff ert der Bundesverband Wärmepumpe (BWP) den Absatz von BWWP auf 16 500 Stück. Die Branche rechnet mit einer positiven Weiterentwicklung.

Der Typ

Brauchwasser-Wärmepumpen sind meistenteils auf den Boden aufzustellende Geräte, die in ihrer Bauweise als Monoblock ausgeführt sind. Auch darüber ist die Installation vereinfacht, weil Kältekreisarbeiten entfallen. Sie beziehen ihre Energie aus der Umgebungsluft . Damit sind sie am ehesten mit Luft /Wasser-Wärmepumpen (LWWP) vergleichbar. Je nach Luft versorgung und -abführung lassen sich grundsätzlich drei Möglichkeiten unterscheiden:

• Wärmepumpen, die die Innenluft nutzen (Umluft /Abwärme),
• Wärmepumpen, die die Innenluft nutzen und sie dann nach außen führen (Abluft ) und
• Wärmepumpen, die ihre Zuluft von außen beziehen und sie auch wieder nach außen geben (Außenluft ).

Für Abluft – und Außenluft -Betriebsweisen sind folglich Kernbohrungen nötig.

Die Effizienz

Wie bei den Luft/Wasser-Wärmepumpen hängt ihr Wirkungsgrad (COP) von der Temperatur der Wärmequelle ab. Fällt die Temperatur unter +7 °C, kann der Verdampfer vereisen und er muss elektrisch aufgetaut werden. BWWP mit Abtaufunktion können deshalb bei tieferen Temperaturen arbeiten als solche, die keine Abtaufunktion besitzen. Bei einer Mischung der angesaugten Luft von Außenluft und Abluft aus dem Gebäude ist besonders darauf zu achten, dass bei BWWP ohne Abtaufunktion die angesaugte Luft nicht unter den Minimalwert von +7 °C fällt, da sonst die Wärmepumpe nicht anläuft bzw. je nach Einstellung der Elektroheizstab die Warmwasserbereitung übernimmt, mit einer deutlich geringeren Effizienz.

COP’s von 3 bis 4 sind unter idealen Bedingungen möglich. Ideal sind Räume, in denen Abwärme anfällt, z. B. der Heizungskeller oder auch die Waschküche, z. B. mit Wäschetrockner, oder Nebenund Lagerräume, z. B. mit Kühl- und Gefriergeräten. Je wärmer die Zuluft ist, desto effizienter arbeitet die Wärmepumpe. Ein verhältnismäßig zu kleines Raumvolumen wird zu einer Auskühlung führen, was die Anlagen-Effizienz senkt. Unterdruck und Überdruck bzw. die passende Auslegung in Größe und Anzahl für geeignete Volumenströme zum Nachströmen der Luft sind Themen bei Konstruktionen, die mit Außenluft/Abluft arbeiten. Durch die Wärmerückgewinnung ist die Abluft natürlich kühler als die Zuluft. Man wird diesen Effekt zur leichten Kühlung des Aufstellraumes nutzen können, zu mehr aber nicht. Der zweite Nebeneffekt der BWWP: Die Luft wird aufgrund des Wärmeentzugs getrocknet.

Alternative Bauformen

Von der Bauart her werden Brauchwasser-Wärmepumpen (BWWP) über – wiegend als kompakte Bodengeräte in Mono-Bauweise angeboten. Es gibt jedoch auch Ausnahmen bzw. Alternativen. Drei unter den von uns in der Marktübersicht aufgeführten Herstellern haben neben den Standgeräten auch noch andere Bauformen im Programm: AustriaEmail, Ochsner und Viessmann, die z. T. mit bestehenden Speichern kombiniert werden können.

Das Modell „Calypso“ von Austria Email ist ein Gerät zur Wandmontage in den Varianten 100 l und 150 l Speicherinhalt. Der Betrieb ist mit Umluft, Abluft und Außenluft möglich.

Die BWWP „Europa Mini IWP“ von Ochsner wird ohne Speicher angeboten und kann nachträglich auf einen solchen montiert werden, z. B. auf einen bereits vorhandenen Solarspeicher. Der Mini kann eine Speicherbandbreite von 300 – 750 l abdecken. Der Betrieb ist mit Umluft, Abluft und Außenluft möglich.

Viessmanns’ „Vitocal 262-A T2W-ze“ ist ein Wandgerät zur Kombination mit bestehenden mono- und bivalenten Speicher-Wassererwärmern in Größen von 160 bis 500 l. Der Betrieb ist mit Umluft, Abluft und Außenluft möglich.

Das Manko

Das Manko von BWWP ist die lange Wiederaufladezeit. Sie kann bis zu 10 Stunden betragen, wenn der Warmwasserspeicher einmal komplett entleert wurde. Das ist allerdings nur ein Extremwert, Nachladungen benötigen deutlich weniger Zeit. Im Bedarfsfall kann außerdem ein Heizstab zugeschaltet werden.

Man sollte auch den Schallleistungspegel bedenken: Mit Werten um die 50 dB(A) und mehr ist eine BWWP vergleichsweise so laut wie ein im Betrieb brummender Kühlschrank und das dann ggf. über mehrere Stunden.

Hintergrundinfos zur Marktübersicht

1. COP und mehr

Alle dargestellten Werte (Aufheizzeit, COP, Schallleistungspegel) gelten bezogen auf das jeweils angegebene Zapfprofil. Alle COP wurden auf der Grundlage der EN 16147 ermittelt – allerdings sollten im Einzelfall die Testbedingungen erfragt werden, die angenommen wurden (Lufttemperatur, z. B. A7 und welche Vorlauftemperatur, z. B. W55). Manche Hersteller haben hierzu Angaben gemacht. Die Vergleichbarkeit der max. Warmwasser-Temperatur muss im zweifelsfall erfragt werden. Wir sind in der Übersicht davon ausgegangen, dass es sich um die max. WW-Temperatur handelt, die ohne Heizstab erzielt werden kann. Der Heizstab kann in der Regel noch ein paar Grad Celsius drauf legen. Ausgehen sollte man auch davon, dass die angegebene Wiederaufheizzeit ohne Hilfe des Heizstabs erzielt wurde.

2. Schallleistungspegel

Das Potenzial, Verwirrung zu stiften, hat der Schallleistungspegel. Grundsätzlich ist darauf zu achten, dass beim Schallleistungspegel nicht fälschlich die Werte des Schalldruckpegels angegeben werden. Die Normenreihe der DIN EN ISO 3740 und die DIN EN ISO 9614 beschreiben jeweils Verfahren zur Schallleistungsmessung, die verwendeten Methoden sind unterschiedlich. Alle sind geeignete Verfahren, die Schallleistungspegel von Geräten zu bestimmen. Die DIN EN 12102 beschreibt die Bedingungen für Wärmepumpen ausführlicher, verweist bei den Messverfahren aber auf die o.g. Verfahren. Die 12102 macht Angaben zu den Betriebsbedingungen, zur Messung bei Geräten mit oder ohne Kanalanschluss etc.

3. Stromverbrauch

Der rechnerische Stromverbrauch ist natürlich mit etlichen Vergleichs-Unwägbarkeiten behaftet (z. B. Verbraucherverhalten in der Praxis oder welches Zapfprofil gemäß ERP-Label bei der Berechnung zugrunde gelegt wurde). Allerdings kann er exemplarisch eine Vorstellung davon geben, in welcher Größenordnung sich ein solcher in einem 4-Personen-Haushalt bewegen wird. Meist ist der Wert auf den Umluft-Betrieb bezogen. Zu den Features: Ein zusätzlicher Wärmetauscher ermöglicht die Einbindung der Brauchwasser-Wärmepume an einen Heizkessel.

4. Kältemittel

Ein anderer Aspekt, der nicht zuletzt im Zuge der Klimaschutzdebatte an Bedeutung gewinnt, ist die Wahl des eingesetzten Kältemittels. Überwiegend werden noch Fluorkohlenwasserstoffe eingesetzt (R134a, klimafreundlicher: R513a). Vaillant setzt bereits Propan als Kältemittel ein (R290), das unter Treibhausgesichtspunkten als vergleichsweise unproblematisch gilt, Viessmann das HFO-Kältemittel R1234ze mit seinem ebenfalls sehr niedrigen Treibhausgas-Potenzial.

Überlegenswerte Vorteile

Wer sich allerdings für eine Brauchwasser-Wärmepumpe entscheidet, der hat in der Summe einige überlegenswerte Vorteile. Z. B. gegenüber der Solarthermie: Sie sind günstiger als die Kollektoren auf dem Dach plus notwendiger Infrastruktur, um die Wärme vom Dach ins Haus zu bringen. Außerdem bringen Kollektoren im Winter, wenn Wärme gebraucht wird, oft wenig, im Sommer hingegen (zu)viel. Schlechtwetterphasen sind auch ein Manko. Abgesehen davon ist auch nicht jedes Dach für eine Solaranlage geeignet. BWWP lassen sich da besser „steuern“. Dem Vorteil der niedrigeren Anschaffungskosten steht der Nachteil höherer Betriebskosten entgegen (Stromkosten). Hier ist es am Ende eine Abwägung.

Allerdings lassen sich die Stromkosten auch mildern. Denn moderne BWWP sind kompatibel mit Photovoltaik (PV). Heutige Wechselrichter als Zentralmanager des Eigenstromverbrauchs erlauben es, einzelnen Verbrauchern im Haus priorisiert jeweils Strom zuzuweisen, je nach vorhandener Ertragslage. Zu den Adressaten im Haus könnte auch die BWWP zählen. Sie kann dazu beitragen, die Eigenstrom-Verbrauchsquote zu erhöhen. Ein in der Branche etablierter Schnittstellenstandard zur Integration von PV-Strom in Wärmepumpen-Anlagen lautet SG-Ready. Zusätzlich bieten manche Wärmepumpen-Hersteller eigene Software-Lösungen an, um die Wechselrichter-Stromverteilung noch weiter zu differenzieren, z. B. indem man die Wahl hat, ob nur der Verdichter betrieben oder auch der Heizstab unterstützt werden soll. Da der Verdichter zwar über einen langen Zeitraum arbeiten muss, dafür aber nur eine relativ geringe Stromaufnahme hat (ca. 500 – 600 W), können rein technisch gesehen hohe PV-Deckungsraten erzielt werden.

Für Alt- und Neubau geeignet

Brauchwasser-Wärmepumpen sind für den Neubau und den Bestand geeignet. Sie können beispielsweise alte, elektrisch beheizte Warmwasserspeicher ersetzen. Auch sind Brauchwasser-Wärmepumpen eine Option, um die Zentralheizung vom Warmwasserbetrieb abzukoppeln, sodass der fossile Kessel in warmen Jahresphasen zeitweise ausgestellt werden kann. Eine interessante Option auch, auf relativ kostengünstige Art und Weise konventionelle Heiztechnik auf Basis fossiler Brennstoff e mit Erneuerbaren Energien zu kombinieren und darüber eine Hybrid-Heizung zu kreieren.

Einsatzgrenzen sind die Speichervolumina. In den meisten Fällen werden BWWP deshalb in Ein- bis Zweifamilienhäusern zum Einsatz kommen. Es gibt aber auch Ansätze, sie in Neubau-Mehrfamilienhäusern pro Wohneinheit zu verbauen, um sich eine zentrale Warmwasserbereitung mit ihrer relativ aufwendigen Infrastruktur zu sparen.

Aktuelle Fördersituation

Für viele ist die Brauchwasser-Wärmepumpe ein Einstieg in die grundsätzliche Frage einer Wärmeversorgung des Hauses in Zukunft per Wärmepumpentechnologie. Zwar werden sie nicht vonseiten des Marktanreizprogramms (MAP) Heizen mit Erneuerbaren Energien des Bundesamts für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) direkt gefördert wie andere Wärmepumpen, die seit 1. Januar diesen Jahres bis zu 45 % der Kosten als Zuschuss erhalten können. Allerdings besteht die Möglichkeit der indirekten Förderung, denn BWWP können als Umfeldmaßnahme mitgefördert werden, wenn eine förderfähige Heizung nach BAFA (Biomasse, Gas-Hybrid, Wärmepumpe) eingebaut wird. In manchen Bundesländern gibt es weitere Förderprogramme im Bereich der Erneuerbaren Energien. Details gilt es zu erfragen, beispielsweise, ob BWWP Bestandteil dieser Programme sind und ob die Förderung mit der BAFA-Förderung kumulierbar ist.

Autor: Dittmar Koop, Journalist für Erneuerbare Energien und Energieeffizienz