Heizsysteme im Überblick

Umweltfreundlicher als Ölheizungen sind Gasheizungen. Sie stossen rund 25 bis 30 Prozent weniger CO2 aus und können dank Brennwerttechnik ebenfalls noch effizienter genutzt werden. Gleichwohl ist auch Erdgas keine erneuerbare Energie. Die Reserven sind wie beim Heizöl begrenzt. Zudem ist Gas als Energieträger nur in Gebäuden möglich, die weniger als 50 Meter vom nächsten Erdgasanschluss entfernt sind. In der Schweiz sind heute nur 660 von rund 3000 Gemeinden am Gasnetz angeschlossen. Dazu gehören vor allem die dicht besiedelten Gebiete, weshalb Erdgasheizungen gerade in Städten ziemlich verbreitet sind.

Wärmepumpen (WP) sind aufgrund ihres hohen Einsparpotenzials auf dem Vormarsch und im Neubaubereich dominant. Laut einer jüngeren Umfrage der Energiefachstelle des Kantons Zürich werden heute neun von zehn neuen Einfamilienhäusern mit Wärmepumpen für Heizung und Wassererwärmung ausgerüstet. Im Vergleich zu einer konventionellen Elektroheizung verbrauchen Wärmepumpen rund fünfmal weniger Strom. Dazu müssen aber alle Bedingungen in und am Gebäude stimmen. Ist dies nicht der Fall, ist der Stromverbrauch ebenso hoch wie bei einer Elektroheizung. Der Einsatz einer Wärmepumpe macht daher vor allem in Gebäuden mit einer guten Wärmedämmung Sinn. Ideal dafür sind Fussbodenheizungen oder gross dimensionierte Heizflächen, dabei sollte eine möglichst niedrige Heizsystem-Temperatur angestrebt werden.

Die Erdwärmesonden machen sich Geothermie zunutze und wandeln diese in Heizenergie um. Die geologischen Randbedingungen sind durch ein Gutachten zu klären und haben Einfluss auf die thermische Leistung des Systems. Wichtig zu wissen ist, dass Erdsondenanlagen, Grundwassernutzung und Aussengeräte bewilligungspflichtig sind - informieren Sie sich daher rechtzeitig bei Ihrer Gemeinde!

Tipp:

Der Temperaturunterschied im Untergrund kann auch im Sommer genutzt werden. In der warmen Zeit, wenn es im Erdreich kühler als in der Atmosphäre ist, kann die Wärmepumpe zur Raumkühlung genutzt werden. Die verschiedenen Wärmepumpensysteme unterscheiden sich nach den jeweils verwendeten Wärmeträgern in Luft-Wasser-Wärmepumpe, Sole-Wasser-Wärmepumpe und Wasser-Wasser-Wärmepumpe.

Luft-Wasser-Wärmepumpe

Luft-Wasser-Wärmepumpen gehören in der Schweiz zu den häufig verwendeten Heizungsarten. Das liegt nicht nur an ihren verhältnismässig niedrigen Investitionskosten, sondern auch an ihren vielfältigen Aufstellmöglichkeiten. Die Luft-Wasser-Wärmepumpe bietet – einmal eingebaut – eine kostenfreie Wärmequelle, die zu jeder Tageszeit zur Verfügung steht.

Wie die Wärmepumpe mit Luft Wärmeenergie erzeugt, lässt sich vereinfacht mit dem Beispiel eines Kühlschranks beschreiben. Während der Kühlschrank die warme Luft nach außen leitet, bringt die Luft-Wasser-Wärmepumpe die Wärme aus der Umgebungsluft in den Raum. Konkret saugt ein Ventilator aktiv die Umgebungsluft an und überträgt sie auf einen in der Wärmepumpe eingebauten Wärmetauscher (Verdampfer).

Sole-Wasser-Wärmepumpe

Sole-Wasser-Wärmepumpen sind energieeffizienter als Luft-Wasser-Wärmepumpen: Sie sind wegen der notwendigen Bohrung zwar teurer bei der Erstellung, brauchen aber auch bis zu einem Drittel weniger Strom als Luft-Wasser-Wärmepumpen und sind dadurch im Betrieb noch günstiger.

Sole-Wasser-Wärmepumpen nutzen das Erdreich als primäre Energiequelle, entweder mit Erdkollektoren oder mit Erdsonden. Wie alle anderen Wärmepumpen funktioniert eine Sole-Wasser-Wärmepumpe nach dem gleichen Prinzip: Zunächst wird thermische Energie aus dem Erdreich gewonnen und anschliessend zum Kältemittel geleitet. Dieses verdampft und wird zusätzlich mithilfe eines Verdichters komprimiert. Dabei erhöht sich nicht nur der Druck, sondern auch seine Temperatur. Die dabei entstehende Wärme wird von einem Wärmetauscher (Verflüssiger) aufgenommen und an das Heizsystem weitergeleitet. Steht Wasser als Wärmequelle zur Verfügung, werden Wasser-Wasser-Wärmepumpen eingesetzt.

Wasser-Wasser-Wärmepumpe

Weishaupt Wasser-Wasser-Wärmepumpen holen die Wärme aus dem Grundwasser. Das ist die effektivste Wärmequelle für Wärmepumpen. Zur Erschliessung dieser Wärmequelle muss ein Brunnen gebohrt werden. Das stets konstant temperierte Grundwasser wird hochgepumpt, gibt seine Wärme an die Wärmepumpe ab und wird über eine zweite Brunnenbohrung (den sogenannten Schluckbrunnen) wieder in das Erdreich zurückgeleitet. Die Wärmepumpe pumpt die gewonnene Wärme auf das erforderliche Temperaturniveau und heizt das Haus.

Knapp sieben Prozent aller Wohngebäude in der Schweiz werden heute noch mit einer Elektroheizung betrieben. Der Anteil ist jedoch kontinuierlich abnehmend. Denn der Wirkungsgrad fällt durch die hohen Herstellungs- und Übertragungsverluste ernüchternd aus. Der Wirkungsgrad beschreibt die Effizienz einer Heizung zum Zeitpunkt ihres optimalen Betriebs und misst dabei das Verhältnis zwischen Aufwand, also der zugeführten Energie, und dem daraus gewonnenen Nutzen, zum Beispiel Wärme. Als weiterer Minuspunkt kommen bei der Elektroheizung teure Betriebskosten aufgrund steigender Strompreise hinzu. 

Eine Pelletheizung bringt hohe Investitionskosten mit sich, ist aber im Betrieb sehr ökonomisch und ökologisch. Das beim Verbrennen entstehende CO2 wird wieder gebunden, wenn im Wald neue Bäume nachwachsen. Zudem können Pellets, Stückholz und Holzschnitzel aus der Umgebung bezogen werden, was die regionale Wertschöpfung fördert. Durch die Wahl hochwertiger Systeme, den Einsatz der richtigen Brennstoffe und einen korrekten Betrieb lässt sich die Luftbelastung durch Stickoxide und Feinstaub weitgehend minimieren.

Pelletheizungen lassen sich meist ohne bauliche Veränderungen am Gebäude installieren und bieten zudem gute Kombinationsmöglichkeiten mit erneuerbaren Energien. Ideal ergänzt wird eine Holzpellet-Heizung zum Beispiel mit Sonnenkollektoren zur Warmwassergewinnung.

Für die Lagerung der Pellets stehen Fertigsilos, Schrägbodenlager oder Erdtanks zur Verfügung. Ein Einfamilienhaus, das bisher 3'000 Liter Öl pro Jahr benötigte, benötigt für den Jahresbedarf an Pellets etwa zwölf Kubikmeter oder fünf Quadratmeter Platz. Zur Abschätzung der Grösse des Lagers und der Heizung gibt es zwei einfache Faustregeln: Hatte das Gebäude vorher eine Ölheizung, kann die Anzahl verbrauchte Liter Öl verdoppelt werden. So erhält man die Anzahl benötigte Kilogramm Pellets für ein Jahr. Rechnet man die benötigten Tonnen Pellets pro Jahr mal zwei, erhält man den Platz in Kubikmeter für das Pelletlager und die Grösse der Heizung in Kilowatt.

Die Wartung ist vergleichbar mit einer Ölheizung. Für einen optimalen Betrieb sollte die Heizung ein bis zweimal jährlich durch den Kaminfeger gewartet werden. Die Pellet-Asche wird durch den Kaminfeger oder den Pelletlieferanten mitgenommen oder vom Hausbesitzer selbst im Hauskehricht entsorgt. Bei einem Einfamilienhaus ist dies ein bis zweimal pro Heizsaison nötig.

Erfahren Sie zusammenfassend im Video von proPellets.ch, was die Holzpellets-Heizung besonders auszeichnet.

Der Anteil der Wohngebäude, die an ein Fernwärmenetz angeschlossen sind, ist auf mittlerweile vier Prozent angestiegen. Fernwärme macht Sinn für dicht besiedelte Gebiete und entsteht in einer zentralen Anlage, zum Beispiel einer Kehrichtverbrennung, einer Kläranlage oder einer Holzschnitzelheizung. Auch Abwärme aus Industrie und Gewerbe kommt als Wärmequelle infrage. Von der zentralen Wärmeerzeugung gelangt warmes Wasser über ein gut gedämmtes Rohrleitungsnetz zu den Wärmebezügern. Dort wird ihm Wärme entzogen, und das abgekühlte Wasser fliesst über ein zweites Rohr in die Fernwärmezentrale zurück. Je nach Temperatur lässt sich das im Netz gelieferte Wasser direkt für die Heizung und/oder die Wassererwärmung verwenden. Es gibt aber auch Wärmeverbünde, bei denen das Wasser zentral oder dezentral zuerst mit Wärmepumpen auf ein passendes Temperaturniveau gehoben werden muss. Diese «kalten» Verteilnetze funktionieren im Prinzip gleich wie Fernwärmenetze, werden aber mit einer niedrigen Temperatur betrieben. Als Wärmequellen dienen Abwasser, Grundwasser, Seewasser, Flusswasser oder Abwärme mit niedrigen Temperaturen, zum Beispiel aus Rechenzentren. Mit «kalten» Netzen können Gebäude auch gekühlt werden.

Ob das eigene Haus in einem mit Fernwärme erschlossenen Gebiet liegt und diese dadurch nutzbar macht, kann man mittels Eingabe der Postleitzahl seines Wohnorts auf dem Link des Verbands Fernwärme Schweiz herausfinden.

Praktisch keine verloren gehende Abwärme oder Übertragungsverluste in den Stromnetzen machen Blockheizkraftwerke (BHKWs) zu einer nachhaltigen Alternative, wenn es um die Senkung von CO2-Emissionen und die Schonung von kostbaren Brennstoff-Ressourcen geht.

Blockheizkraftwerke (BHKW) erzeugen nach dem Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung gleichzeitig elektrische Energie und Wärme. Ein spezieller Verbrennungsmotor, der auf hohe Laufleistung ausgelegt ist, treibt dabei den Generator zur Stromerzeugung an. Für den Betrieb bieten sich verschiedene Energieträger an, darunter Heizöl, Gas, Holz und Biogas. Beim altersbedingten Austausch einer Öl- oder Gasheizung stellen Blockheizkraftwerke eine Alternative dar. Wirtschaftlich ist die Anlage allerdings nur bei hohem Energiebedarf.

Anders als bei zentralen Kraftwerken geht die aus der Stromerzeugung anfallende Wärme bei einem Blockheizkraftwerk aber nicht verloren. Die Wärme wird in das Heizungsnetz eingespeist. Zusammen mit einem weiteren Wärmeerzeuger, zum Beispiel mit einem Heizkessel, wird das Gebäude so nahezu verlustfrei mit Strom, Wärme und Warmwasser versorgt.

Moderne Blockheizkraftwerke setzen auf emissionsfreie Energieträger wie Wasserstoff. Zwar noch in geringer Zahl, kommen sie heute vor allem in Mehrfamilienhäusern, Gewerbebauten und öffentlichen Einrichtungen wie Schulen oder Sporthallen zum Einsatz. Kleinere BHKWs können auch in Ein- und Zweifamilienhäusern verbaut werden.

Die Heizung mit thermischen Sonnenkollektoren ist das System, das bezüglich Herstellung und Betrieb die kleinsten Schadstoff- und CO₂-Emissionen verursacht. Um den Wärmebedarf vollständig mit Sonnenenergie zu decken, benötigt man eine grosse Solaranlage, denn diese muss selbst in Wintern mit sehr tiefen Temperaturen die Gebäudeheizung gewährleisten können. Die meisten Installationen sind auf eine etwas geringere Abdeckung ausgelegt (bis 80%), und ziehen zur Unterstützung eine andere Heizquelle bei. Heizen mit Solar ist somit kein Ersatz für eine bestehende Heizung, sondern hauptsächlich ein Unterstützungssystem, welches einen gewissen Teil ihres Wärmebedarfs deckt. Damit die thermische Solaranlage energieeffizient arbeiten kann, braucht es eine gute Wärmedämmung und eine geeignete Sonnenexposition, damit die Oberfläche der Sonnenkollektoren mindestens 10 bis 20 Prozent der Wohnfläche entspricht.  

Zentrales Element eines Sonnenkollektors ist der Absorber – ein schwarzer, mit Kanälen durchzogener Metallkörper. Durch ihn zirkuliert in der Regel Wasser, das mit umweltverträglichem Frostschutzmittel angereichert wurde. Es nimmt Sonnenwärme auf und gibt sie über einen Wärmetauscher an den Warmwasserspeicher ab.

Die Solartechnik entwickelt sich schnell und kontinuierlich weiter. Im selben Ausmass wie die Effizienz der Solarmodule gesteigert wird, sinken die Preise.

Was liegt näher, als Strom, den man auf dem eigenen Dach mit einer Photovoltaik-Anlage erzeugt, auch zum Heizen zu verwenden? Zum Beispiel mit einer Elektroheizung. Der Strom wird ökologisch erzeugt und man könnte sich eine teure Zentralheizung sparen. Photovoltaik und Elektroheizung - das Traumduo? Was verlockend klingt und bis vor kurzem noch wie Zukunftsmusik erschien, wird mit dem Aufkommen von Stromspeichern immer realistischer.