Ratgeber Wärmepumpenboiler

Elektroboiler sind, abgesehen von der Elektroheizung, die grössten Stromfresser im Haushalt. In der Schweiz sind immer noch etwa 1 Million Elektroboiler im Einsatz. Sie verbrauchen 3% des gesamten Schweizer Stromverbrauchs (2 TWh). Wertvoller Strom wird verschwendet für diese ineffiziente Art der Warmwasserversorgung. Elektroboiler sollen ersetzt werden und in den meisten Kantonen ist die Neuinstallation bereits verboten.

Am besten wird Warmwasser mit Sonnenkollektoren erwärmt oder durch die Ankopplung an eine Heiz-Wärmepumpe.

  • Kompaktanlagen mit Sonnenkollektoren auf Topten  (Interne verlinkung mit Teaser)
  • Heiz-Wärmepumpen auf Topten  (Interne verlinkung mit Teaser)

Falls dies nicht in Frage kommt, gibt es eine Alternative, welche zwei Drittel des Stromverbrauchs einspart: den Wärmepumpenboiler. Dieser verheizt den wertvollen Strom nicht einfach eins zu eins wie der Elektroboiler (Widerstandsheizung), sondern erreicht mit dem Antrieb einer Klein-Wärmepumpe einen rund dreimal höheren Wärmegewinn. Ein Grossteil der Elektroboiler steht jedoch in Wohnungen und kann nicht durch Wärmepumpenboiler ersetzt werden (weil die Wärme der Wohnungsluft entzogen würde).

Wärmepumpenboiler kosten mehr als gewöhnliche Elektroboiler, die Mehrkosten zahlen sich aber über die Lebensdauer durch Stromkosteneinsparungen zurück. Für einen Wärmepumpenboiler benötigen Sie keine 400 V Elektroinstallation; eine mit 10 A abgesicherte Steckdose genügt.

Rechenbeispiel für einen mittleren Warmwasserverbrauch von 200 Liter pro Tag (Einfamilienhaus, 4 Personen):

    Elektroboiler
300 l
Wärmepumpenboiler
300 l
Total Wärmeenergie kWh/Tag 12.3
davon 15% Verlust kWh/Tag 1.8
und 85% nutzbar kWh/Tag 10.5
COP   1 2.8 2.9
Elektrische Leistung zur Verlustdeckung W 77 27 27
Stromverbrauch pro Tag kWh 12.3 4.4 4.2
Stromverbrauch pro Jahr kWh 4490 1603 1548 
Einsparung kWh - 2886 2941 
Stromkosten 15 Jahre * Fr. 8755 3127 3019 
Einsparung Stromkosten Fr.  - 5628  5736
Kaufpreis ca. Fr. 2000 4000 4000

* Strompreis 13 Rp/kWh (vorwiegend Niedertarif)

 

Woher kommt die von der Wärmepumpe gewonnene Zusatzwärme? Sie wird der Luft im Aufstellraum entnommen, dieser Raum wird also etwas abgekühlt (Abbildung: FWS). In den meisten Fällen ist genügend Abwärme von (isolierten!) Heizleitungen oder Geräten (Tiefkühler) vorhanden oder die Abkühlung kann sogar erwünscht sein (Weinkeller). Bei kleinen geschlossenen Räumen oder bei starker Auslastung (Zweifamilienhaus) sollte eine Fachperson vor dem Kauf beurteilen, ob die Abkühlung zulässig ist. Manche Geräte können mittels Kanalanschluss Luft aus einem anderen Raum ansaugen und ggf. dorthin zurückblasen.

Checkliste

Ein Wärmepumpenboiler ist für Sie interessant, wenn

  • ein Elektroboiler für die Warmwasserversorgung im Keller Ihres Ein- oder Zweifamilienhauses steht...
  • Einzelboiler (in der Wohnung) im Ein- oder Zweifamilienhaus durch eine zentrale Warmwasserversorgung ersetzt werden sollen...
  • ...und die Ankopplung der Warmwasserversorgung an eine Heiz-Wärmepumpe nicht möglich ist. Falls eine Sonnenkollektoranlage vorhanden oder geplant ist, lohnt sich die zusätzliche Investition für einen Wärmepumpenboiler kaum, unabhängig vom Heizsystem.

Typische Beispiele, wo ein Wärmepumpenboiler besonders sinnvoll ist:

  • Neubau Ein- oder Zweifamilienhaus mit Holzheizung (bei Holz-Zentralheizung evtl. im Winter Wärme vom Holzkessel über Zusatzwärmetauscher einspeisen).
  • Bestehendes Ein- oder Zweifamilienhaus mit Wärmepumpenheizung und danebenstehendem älterem Elektroboiler, dessen Ankopplung an die Wärmepumpe nicht möglich oder zu teuer ist.

Speichergrösse: Nicht überdimensionieren! Dies führt zu schlechter Effizienz wegen hoher Speicherverluste. 200 - 300 Liter sind im EFH meistens ausreichend; dies entspricht dem durchschnittlichen Warmwasserbedarf von 4 - 6 Personen. Für zwei Wohnungen sind 300 - 400 Liter sinnvoll. Bei vielen Geräten ist ein Zusatz-Wärmetauscher für den Heizungsanschluss eingebaut oder als Option erhältlich. Für den Anschluss von Sonnenkollektoren ist ein spezieller, grossflächiger Wärmetauscher nötig.

Achtung: wenn eine Warmwasserverteilung mit Zirkulationssystem vorhanden ist, sollte kein Wärmepumpenboiler eingesetzt werden. Die Zirkulation erhöht den Energiebedarf sehr stark und führt zu dauerndem Nachheizen bei hoher Temperatur, also bei sehr ungünstigen Bedingungen für die Wärmepumpe (schlechter COP).

Technik-Ratgeber

Der Wirkungsgrad COP des Wärmepumpenboilers (eigentlich die Arbeitszahl der Klein-Wärmepumpe inkl. Warmwasserspeicher) ist umso besser, je kleiner die Temperaturdifferenz zwischen Wärmequelle (Umgebungsluft) und Warmwasser ist. Deshalb den Regulierthermostaten nicht unnötig aufs Maximum einstellen. Allerdings kann unterhalb von etwa 55°C die Vermehrung von Legionellen-Bakterien begünstigt werden; mit einer so genannten Legionellenschaltung (1x wöchentlich auf 60 bis 65°C aufheizen) lässt sich dagegen vorsorgen. Die Umgebungstemperatur nicht unnötig absinken lassen: Kellerfenster geschlossen lassen, ev. Fenster und Aussentüren abdichten. In Altbauten sollte die Kellerdecke beim Einsatz eines Wärmepumpenboilers wärmegedämmt werden, damit es durch die Abkühlung nicht vermehrt kalte Füsse im Erdgeschoss gibt. Übrigens hilft der Wärmepumpenboiler, den Keller trocken zu halten, weil die Luft in der Wärmepumpe entfeuchtet wird (es braucht einen Kondenswasserablauf).

Manche Geräte sind für den Betrieb mit Aussenluft erhältlich. Dies wird mit Luftkanälen oder mittels Split-Gerät (separater Verdampferteil für Aussenaufstellung) ermöglicht. Diese Geräte haben eine Abtaufunktion; der Elektroeinsatz wird dann erst bei sehr tiefen Temperaturen (unter Null) aktiviert (vgl. unten). Damit entfällt die Abkühlung des Aufstellraumes, was bei sehr gut wärmegedämmten Gebäuden (z.B. Minergie-P) wichtig ist.

Die Wärmepumpe soll nicht die ganze Zeit freigegeben sein, weil sonst u.U. schon bei drei Viertel vollem Speicher mit schlechtem COP nachgeheizt wird. Die meist eingebaute Zeitprogrammierung soll für ein- bis zweimalige tägliche Freischaltung eingestellt werden, z.B. nachts (Niedertarif) und nachmittags. Oft kann auch eine wöchentliche Legionellenschaltung aktiviert werden (vgl. oben). Ggf. kann auch die Nacherwärmung mittels Zusatz-Wärmetauscher bei hohem Warmwasserbedarf programmiert werden.

Alle Wärmepumpenboiler haben einen Zusatz-Elektroeinsatz eingebaut, um gelegentliche Spitzenbelastungen abzudecken, um bei Bedarf höhere Warmwassertemperaturen zu erreichen und als Reserve bei Lufttemperaturen unter ca. 8°C (dann schaltet sich die Wärmepumpe aus). Achten Sie darauf, dass dieser nicht unnötig im Betrieb ist und so die Stromkosten in die Höhe treibt:

  • Nur bei Bedarf ein- und anschliessend wieder ausschalten. Eine Leuchtanzeige hilft, das Ausschalten weniger zu vergessen.
  • Vorteilhaft ist die Steuerung mittels "Einmal"-Knopf: nach der Aufheizung auf meist 65°C (fest eingestellt) wird der Elektroeinsatz ganz ausgeschaltet bis zum nächsten Knopfdruck.
  • Meist schaltet sich der Elektroeinsatz bei Lufttemperaturen unter ca. 8°C automatisch ein, weil die Wärmepumpe ausgeschaltet wird (sie würde – ohne Abtauvorrichtung – vereisen). Falls dies im Winter regelmässig vorkommt (Leuchtanzeige!), so kühlt sich der Aufstellraum zu stark ab und sollte gegen aussen abgedichtet und wärmegedämmt werden.

Infoplus

Publikationen

Normen und Labels

Organisationen

  • BFE Bundesamt für Energie, Bern
  • EHPA European Heat Pump Association, Brüssel
  • FWS Fachvereinigung Wärmepumpen Schweiz, Bern/Yverdon-les-Bains/Canobbio
  • S.A.F.E. Schweizerische Agentur für Energieeffizienz, Zürich
  • WPZ Wärmepumpen-Testzentrum, Buchs

Links

  • www.energiefranken.ch: So einfach gelangen Sie zu Förderbeiträgen.
  • www.naturemade.org: naturemade ist das Qualitätszeichen für ökologisch produzierte Energie (naturemade star) und Energie aus erneuerbaren Quellen (naturemade basic).
  • www.endk.ch: Energie-Kompetenzzentrum der Kantone.
  • www.infoenergie.ch: die Energieseite der Nordwestschweizer Kantone - Infomaterial, Beratung, Auskünfte über Förderprogramme.
  • www.faktor.ch: Magazin zu ausgewählten Themen wie Geräte, Licht, Gebäude, Wohnen, Minergie-P, Wärmepumpe.
  • www.topten.eu: internationale Online-Suchhilfe für die besten Produkte.

Info für Hersteller und Anbieter

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01/2015 Nipkow/Josephy/Geilinger

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