Alles rund um die Wärmepumpe

Wärmepumpen - die Heizung der Zukunft? Erfahre hier alles über Funktionsweise, Arten, Preise und Co.
Bild: Wärmepumpe auf der Terrasse eines modernen Hauses

Wie funktioniert eine Wärmepumpe?

Das Funktionsprinzip einer Wärmepumpe ähnelt dem eines umgekehrten Kühlschranks. Während ein Kühlschrank die Wärme aus seinem Inneren zieht und an die Umgebung abgibt, um den Innenbereich zu kühlen, funktioniert eine Wärmepumpe folgendermaßen: Sie entnimmt die Wärme aus der Umwelt und erhöht sie auf ein Niveau, das zur Beheizung eines Hauses verwendet werden kann. Dabei nutzt sie die Umgebungswärme als Quelle und erhöht sie auf eine nutzbare Temperatur.

Der Aufbau einer Wärmepumpe zeigt auch, wie sie ihre Funktion erfüllt. Ihr Arbeitsprozess besteht aus verschiedenen Schritten. Zunächst tritt die Wärmequelle in Aktion. Bei einer Luft-Wasser-Wärmepumpe ist dies beispielsweise der Ventilator, bei einer Erdwärmepumpe die Erdsonde und bei einer Wasser-Wasser-Wärmepumpe das Grundwasser. Bei den letzten beiden Typen zirkuliert eine Flüssigkeit, die mit Frostschutzmittel gemischt ist - das sogenannte Kältemittel. Dieses nimmt die Wärme aus der Umgebung auf und führt sie zur eigentlichen Wärmepumpe. Dort wird das Kältemittel verdichtet und verdampft, um es auf Heiztemperatur zu bringen - das ist der zweite Schritt. Im dritten Schritt transportiert das Wasser im Heizsystem des Hauses die Wärme zu den Heizkörpern oder Fußbodenheizungen. Es ist auch üblich, die Wärme an einen Warmwasserspeicher oder Heizungspufferspeicher weiterzuleiten, um das Haus zu beheizen. All dies geschieht in einem kontinuierlichen Kreislauf.

Für all diese Vorgänge benötigen Wärmepumpen Strom. Dieser kann aus der Steckdose stammen oder von Deiner eigenen Photovoltaikanlage als Solarstrom erzeugt werden. Der Stromverbrauch ist dabei viel niedriger als bei einer direkten Elektroheizung, weil die Wärmepumpe die zugeführte Energie im Prinzip vervielfacht. Das heißt, man gibt der Wärmepumpe eine Kilowattstunde Strom, und sie macht daraus unter Nutzung der Umweltwärme insgesamt 4 kWh Heizenergie. Dadurch ist die Abhängigkeit vom Strompreis viel geringer.

Grafik: Kreislaufprinzip einer Wärmepumpe dargestellt

Arten von Wärmepumpen

Es gibt drei Haupttypen von Wärmepumpen, die sich Luft, Erde und Grundwasser als Energiequelle zunutze machen. Dazu kommt noch die Warmwasser-Wärmepumpe, die warme Luft aus dem Haus, wie zum Beispiel aus dem Heizungskeller, nutzt. Diese ist allerdings nur zur Warmwasseraufbereitung geeignet und nicht zum Heizen des Hauses.

Wärmepumpen unterscheiden sich hauptsächlich darin, welche Wärmequelle aus der Umwelt sie nutzen. Außerdem variiert ihre Effizienz und sie benötigen unterschiedlich viel Platz. Für den Betrieb von Erdwärmepumpen und Wasser-Wasser-Wärmepumpen brauchst Du manchmal eine Genehmigung, was bei einer Luftwärmepumpe oft wegfällt.

Ein weiteres wesentliches Unterscheidungsmerkmal sind die Kosten für den Kauf. Allgemein gilt: Je effizienter die Wärmepumpe ist, desto mehr musst Du anfangs investieren. Dafür sind die Einsparungen im laufenden Betrieb bei leistungsfähigeren Geräten höher. Hier ist eine Übersicht über die verschiedenen Arten von Wärmepumpen und ihre besonderen Eigenschaften:

  • Eine Luftwärmepumpe zieht die Umgebungsluft an und überträgt die Wärme an einen Wärmetauscher. Dort wird die Wärme an ein Kältemittel abgegeben, das dann durch einen strombetriebenen Kompressor verdichtet wird, um die gewünschte Temperatur zu erreichen. Die Geräusche des Kompressors und des Ventilators sind ziemlich leise, meistens unter 50 Dezibel, also so laut wie ein normales Gespräch. Mit der Weiterentwicklung der Geräte nimmt die Lautstärke ab.

  • Luft-Wasser-Wärmepumpen nutzen die Außenluft, um Heizwärme zu erzeugen, die sie dann in den Heizkreislauf einspeisen. Es gibt sie als Monoblock-Wärmepumpen (einteilig) oder Split-Wärmepumpen (zweiteilig, mit Innen- und Außeneinheit).

  • Luft-Luft-Wärmepumpen verwenden die abgekühlte und vorgewärmte Innenluft, um sie auf ein Heizungsniveau zu bringen. Da sie ähnlich wie Klimaanlagen arbeiten, besteht auch die Möglichkeit zur Kühlung.

  • Die Wasser-Wasser-Wärmepumpe, auch als Grundwasserwärmepumpe bekannt, funktioniert ähnlich wie andere Wärmepumpen, nutzt jedoch Grundwasser als Temperaturquelle. Für diese Art von Wärmepumpe werden zwei Brunnen benötigt.

  • Die Sole-Wasser-Wärmepumpe, auch Erdwärmepumpe genannt, entzieht Wärmeenergie aus dem Erdreich. Um die Erdwärme zu nutzen, sind Bohrungen von bis zu 100 Metern Tiefe für Erdwärmesonden oder Erdkollektoren erforderlich.

  • Warmwasser-Wärmepumpen eignen sich gut zur Warmwasserbereitung, da sie Wärme aus Innenräumen entziehen können. Jedoch sind sie nicht geeignet, um ein ganzes Haus zu heizen.

  • Die Hochtemperatur-Wärmepumpe kann besonders hohe Vorlauftemperaturen erzeugen und ist daher ideal für die Beheizung von Altbauten geeignet, die noch herkömmliche Heizkörper und eine schlechtere Dämmung haben.

Wärmepumpe-Kosten: Was kostet eine Wärmepumpe?

Die Kosten für Wärmepumpen setzen sich aus den Ausgaben für den Kauf und den laufenden Kosten zusammen. Zu den laufenden Kosten gehören beispielsweise die Wartung, der Stromverbrauch und die Stromkosten. Laut der Bosch Home Comfort Group belaufen sich die Kosten für die Wartung einer Wärmepumpe auf etwa 300 Euro pro Jahr. Der gesetzliche Höchstbetrag für den Stromverbrauch einer Wärmepumpe beträgt 0,28 Euro pro Kilowattstunde. Wenn Du deinen eigenen PV-Strom zur Betreibung nutzt, fallen nur etwa 0,08 Euro pro Kilowattstunde an Stromgestehungskosten an.

Die Kosten für den Kauf einer Wärmepumpe variieren je nach Modell zwischen ungefähr 2.000 und 15.000 Euro. Zusätzlich fallen Installationskosten von etwa 350 bis 20.000 Euro an. Wenn Du Fördermittel beantragst, können diese Kosten (Stand Februar 2024) um bis zu 70 Prozent reduziert werden, dazu später mehr.

Eine Kostenschätzung für Deinen individuellen Fall kannst Du mit unserem Sanierungsrechner unverbindlich berechnen oder bei unseren Experten im Kontaktformular anfragen.

Die Preise für Wärmepumpen können stark schwanken. Erdwärmepumpen, auch als Erdwärmeheizungen bekannt, sind teurer in der Anschaffung und Installation im Vergleich zu Luftwärmepumpen. Jedoch bieten sie mit einer Jahresarbeitszahl (JAZ) von 4 eine höhere Effizienz. Luft-Wasser- oder Luft-Luft-Wärmepumpen erfordern eine geringere anfängliche Investition, sind jedoch nicht so leistungsfähig. Sie sind daher eine gute Wahl für energieeffiziente Neubauten, insbesondere aufgrund der vergleichsweise geringen Anschaffungskosten.

Tabelle: Kosten für Wärmepumpen nach Art

‍Im Vergleich zu Heizsystemen, die mit fossilen Brennstoffen betrieben werden, bieten regenerative Wärmeerzeuger weitere Vorteile. Zum Beispiel entfällt die Notwendigkeit eines Lagerraums für einen Öltank und es wird kein Gasanschluss benötigt. Darüber hinaus leistest Du mit dem Umstieg auf eine Wärmepumpe einen Beitrag zum Klimaschutz. Der Anschluss an das
allgemeine Stromnetz reicht für den Betrieb vollkommen aus. Ein besonders sinnvoller Betrieb erfolgt mit umweltfreundlichem Strom aus einer eigenen Photovoltaikanlage, was auch zu einer deutlichen Senkung der Heizkosten führt.

In Bezug auf Wartungskosten ist die Wärmepumpe im Vergleich zu anderen Heizsystemen relativ wartungsarm, insbesondere aufgrund des Fehlens von Verbrennung und damit verbundener Verschmutzung. Plane etwa 150 bis 300 Euro pro Jahr für Wartungen ein.

Die laufenden Kosten einer Wärmepumpe und ihre Leistungszahl

Die Umwelt-Energiequellen einer Wärmepumpe stehen jederzeit kostenlos zur Verfügung. Allerdings verbraucht eine Wärmepumpe - je nach Typ und Effizienz sowie der Temperatur der Wärmequelle - auch Strom. Die Begriffe "Jahresarbeitszahl" (JAZ) und "COP" (Coefficient of Performance) beschreiben, wie effizient die Wärmepumpe die Betriebsenergie in Wärme umwandelt. Ein modernes und gut eingestelltes Gerät kann, abhängig von der Wärmequelle, durchaus eine Jahresarbeitszahl von 4 oder mehr erreichen. Das bedeutet, dass die Wärmepumpe aus einer "Einheit" Strom mithilfe der Umweltwärme 4 "Einheiten" Wärme erzeugt. Generell sind die Heizkosten bei einer richtig eingestellten und dimensionierten Wärmepumpenheizung niedriger als bei anderen Heizsystemen, besonders in einem gut gedämmten Gebäude wie einem Neubau.

Wärmepumpe: Finanzielle Unterstützung vom Bund für energieeffiziente Gebäude

Du kannst staatliche Förderungen für eine Wärmepumpe über die BEG (Bundesförderung für effiziente Gebäude) erhalten. Diese Förderungen sind nicht rückzahlbare Zuschüsse, die du bei der KfW beantragen kannst. Wenn du eine neue Wärmepumpe in ein bereits bestehendes Gebäude einbaust, beträgt die Mindestförderung 30 Prozent der Anschaffungskosten und der Kosten für begleitende Maßnahmen. Bei der Modernisierung, also dem Ersatz einer fossil betriebenen Heizung, kommen noch zusätzliche zwanzig Prozentpunkte hinzu. Unter bestimmten Voraussetzungen ist sogar ein Wärmepumpenbonus von fünf Prozent sowie ein Einkommensbonus von 30 Prozent möglich. Die maximale Förderung einer Wärmepumpe kann beeindruckende 70 Prozent erreichen. In einigen Bundesländern gibt es außerdem regionale Förderprogramme für umweltfreundliche Heizungen, die eine interessante Option darstellen können. Gerne beraten Dich unsere Partner dazu.

Grafik: Übersicht über die möglichen Förderungen auf Wärmepumpen

Wann ist eine Wärmepumpe rentabel?

Eine Wärmepumpenheizung ist definitiv sinnvoll in einem gut isolierten Neubau. In einem solchen Gebäude ist der Heizenergiebedarf so niedrig, dass die Wärmepumpe problemlos die erforderliche Vorlauftemperatur erreichen kann. Im Gegensatz zu einem Öl- oder Gasheizungssystem, bei dem Du nicht nur mit schwankenden Energiepreisen, sondern auch mit steigenden CO₂-Preisen rechnen musst, ist die Einsparung so groß, dass sich die höheren Anschaffungskosten einer Wärmepumpe schnell amortisieren, vor allem unter Berücksichtigung der derzeitigen Förderungen. Wenn das Gebäude, in dem Du eine Wärmepumpe installieren möchtest, nicht gut isoliert ist, kann der Einbau und Betrieb einer Wärmepumpe schnell teuer werden. Unter solchen Bedingungen benötigen Wärmepumpen unverhältnismäßig viel Strom, was sich nicht lohnt. Bei Mehrfamilienhäusern mit einem entsprechend höheren Gesamtbedarf an Heizenergie könnte es sinnvoll sein, mehrere Wärmepumpen hintereinandergeschaltet einzusetzen.

Grundsätzlich gilt: Eine Wärmepumpe rentiert sich umso mehr, je höher der COP-Wert beziehungsweise die JAZ ist. Dieser Wert multipliziert die zugeführte elektrische Energie. Wenn der Heizwärmebedarf in Neubauten so niedrig ist, sind die Stromkosten entsprechend gering und eine Wärmepumpe ist eine lohnende Investition.

Luftwärmepumpen, wie zum Beispiel die Luft-Wasser-Wärmepumpe, sind besonders vorteilhaft, wenn die Außentemperaturen nicht stark unter den Gefrierpunkt fallen.

Leistungskennzahl COP

Die Leistungskennzahl COP steht für "Coefficient of Performance" und gibt an, wie effizient Wärmepumpen arbeiten. Er beschreibt das Verhältnis zwischen der erzeugten Wärmeleistung und der benötigten Antriebsenergie, also dem Strom. Eine höhere COP-Wert bedeutet eine effizientere Wärmepumpe. Wärmepumpen mit einem COP unter 3 gelten als unwirtschaftlich. Um saisonale Schwankungen, insbesondere im Winter, zu berücksichtigen, wurde der SCOP ("Seasonal Coefficient of Performance") eingeführt. Dieser "jahreszeitliche Leistungskoeffizient" berücksichtigt im Gegensatz zum COP mehrere Messpunkte und ist daher genauer. Der SCOP entspricht der europäischen Ökodesign-Richtlinie und hat sich als Standard etabliert. COP und SCOP beziehen sich auf Leistungsmessungen in Laborumgebungen im Gegensatz zur Jahresarbeitszahl, die auf Messungen im realen Betrieb basiert.

Wo sollte man eine Wärmepumpe aufstellen?

Wenn es sich um eine Luftwärmepumpe handelt, kann sie sowohl drinnen als auch draußen aufgestellt werden. Es ist jedoch wichtig, beim Aufstellen des Außengeräts aufgrund der Geräuschentwicklung einen angemessenen Abstand zum Nachbargrundstück einzuhalten. Wenn Du die Wärmepumpe im Haus aufstellen möchtest, stelle sicher, dass ausreichend Platz vorhanden ist. Dies gilt auch für Grundwasser-Wärmepumpen und Sole-Wasser-Wärmepumpen, die größer als ein Kühlschrank sind und entsprechend viel Platz benötigen.

Welche Wärmepumpe ist am besten für mein Haus geeignet?

Das ist wirklich individuell. Insbesondere bei Altbauten muss man beachten, dass jedes Haus einzigartig ist. Der Dämmstatus und der Heizwärmebedarf können bei Bestandsgebäuden stark variieren. Daher sollte man unbedingt einen Fachbetrieb für Heizung zur Bewertung hinzuziehen. Dieser prüft nicht nur die Energieeffizienz des Hauses, sondern auch die vorhandenen Heizkörper. Nach einer solchen umfassenden Überprüfung kann eine Sanierung empfohlen werden. Auch das Grundstück gibt Aufschluss darüber, welche Wärmepumpe nicht nur die beste, sondern auch geeignete ist. Es stellt sich beispielsweise die Frage, ob Bohrungen für Erdwärmepumpen oder Brunnen für Grundwasser-Wärmepumpen möglich sind. Wenn man eine Sole-Wasser-Wärmepumpe mit Flächenkollektoren verwenden möchte, muss das Grundstück entsprechend groß sein.

Funktionieren Wärmepumpen auch in älteren Gebäuden?

Ja, grundsätzlich kann eine Wärmepumpe auch in einem älteren Einfamilienhaus oder Mehrfamilienhaus funktionieren. Die Frage ist jedoch, ob sie wirtschaftlich ist. Wenn ein Altbau umfassend saniert wurde, kann der Wirkungsgrad einer Luftwärmepumpe ausreichen, um das Gebäude wirtschaftlich zu beheizen. Wenn die Modernisierung jedoch ohne umfassende energetische Maßnahmen erfolgt ist, könnte das System möglicherweise nicht ausreichen. Im Allgemeinen empfehlen sich insbesondere Wärmepumpen mit einem höheren COP für den Einbau in einen Altbau. Neue Wärmepumpen erreichen mittlerweile auch eine hohe Vorlauftemperatur, was für viele Altbauten und die dort installierten Heizkörper ausreichend ist. Zudem sind diese neuen Luft-Wasser-Wärmepumpen deutlich weniger von den Außentemperaturen abhängig, was ihre Effizienz im Winter kaum beeinträchtigt.

Verursachen Wärmepumpen Lärm?

Nicht alle Wärmepumpen erzeugen Geräusche. Insbesondere bei Luftwärmepumpen, die Luft mit Hilfe von Ventilatoren ansaugen, kann es zu einer gewissen Lautstärke kommen. Im Durchschnitt beträgt diese etwa 50 Dezibel (dB). Die neueste Generation von Luftwärmepumpen erreicht jedoch Lautstärken von etwa 18 dB, was in etwa einem Flüstern entspricht.

Muss eine Wärmepumpe genehmigt werden?

Ob eine Genehmigung erforderlich ist, hängt von der Art der Wärmepumpe ab. Luftwärmepumpen benötigen in der Regel keine Genehmigung. Anders verhält es sich, wenn Bohrungen erforderlich sind, wie dies bei Sole-Wasser-Wärmepumpen und Grundwasser-Wärmepumpen der Fall ist. Dann muss geklärt werden, wie tief in den Boden gebohrt werden darf und ob sich das Grundstück möglicherweise in einem Wasserschutzgebiet befindet. In Wasserschutzgebieten ist die Nutzung des Grundwassers grundsätzlich nicht gestattet, um Wärme zu gewinnen.

Können Wärmepumpen auch in Mehrfamilienhäusern verwendet werden?

Selbstverständlich können Wärmepumpen genauso effektiv in Mehrfamilienhäusern eingesetzt werden wie in Einfamilienhäusern. Das wurde beispielsweise durch das umfangreiche "LowEx-Bestand" Projekt unter der Leitung des Fraunhofer ISE gezeigt. Dabei wurde insbesondere der Einsatz von Wärmepumpenheizungen in sanierten Mehrfamilienhäusern untersucht. Auch für Neubauten sind Wärmepumpenheizungen bestens geeignet. In jedem Fall wird empfohlen, eine leistungsstarke Erdwärmepumpe als Heizung in einem Mehrfamilienhaus einzubauen. Eine Luft-Wasser-Wärmepumpe ist jedoch auch eine Option.

Wie hoch ist der Energieverbrauch einer Wärmepumpe?

Der Energieverbrauch wird von verschiedenen Faktoren beeinflusst, wobei der größte Verbrauch beim Komprimieren, also beim Verdichter, Verdampfer und Verflüssiger, auftritt. Die Wärmepumpe überwindet dabei den Temperaturunterschied zwischen der Umweltwärme und der gewünschten Heizungstemperatur. Je geringer die Differenz ist, desto weniger Energie wird verbraucht. Auch die Heizlast des Gebäudes spielt eine wichtige Rolle. Diese steigt normalerweise mit dem Alter des Gebäudes, kann aber durch bessere Dämmung verringert werden. Zudem haben die Anzahl der Personen im Gebäude, das Lüftungsverhalten und der Warmwasserverbrauch Einfluss auf den Stromverbrauch. Eine grobe Berechnung des Stromverbrauchs von Wärmepumpen kann mit folgender Faustformel erfolgen: (Heizleistung in kW/JAZ) x Heizstunden = jährlicher Stromverbrauch in kWh. Um den günstigeren Wärmepumpenstrom genau abzurechnen, wird ein Doppeltarifzähler benötigt. Mit dieser Maßnahme können Sie den speziellen Wärmepumpentarif vom teureren Haushaltsstrom trennen. Die einmalige Kosten für die Installation des Zählers betragen etwa 200 Euro, aber es lohnt sich. Der Haushaltsstrom kostet derzeit etwa 36 Cent pro Kilowattstunde, während der Wärmepumpenstromtarif gesetzlich auf 28 Cent pro Kilowattstunde begrenzt ist.

Effizienz einer Wärmepumpe wirkt sich auf die Stromkosten aus

Die Effizienz, auch als JAZ bezeichnet, ist ein entscheidender Faktor bei der Berechnung des Stromverbrauchs. Je höher die JAZ, desto geringer ist die benötigte Heizleistung, die mit den Heizstunden multipliziert wird. Das bedeutet, dass Wärmepumpen mit einer höheren JAZ, wie beispielsweise Grundwasser- (JAZ 5) und Erdwärmepumpen (JAZ 4), niedrigere Stromkosten verursachen als Luft-Wärmepumpen (JAZ 3).

Wärmepumpe mit Photovoltaik

Eine clevere und umweltfreundliche Möglichkeit ist es, eine Wärmepumpe mit Photovoltaik zu kombinieren. Der Betrieb ist rentabel und der erzeugte Strom stammt aus erneuerbaren Quellen, da er von Deiner eigenen PV-Anlage stammt. Dadurch werden keine fossilen Brennstoffe benötigt. Ein weiterer Vorteil ist der finanzielle Aspekt. Der selbst erzeugte Strom kostet nur etwa 8 Cent pro Kilowattstunde, was im Vergleich zu anderen Stromquellen sehr günstig ist. Natürlich müssen die anfänglichen Investitionskosten für die Solaranlage und den Speicher berücksichtigt werden, die sich auf etwa 20.000 Euro belaufen können. Es gibt jedoch günstige KfW-Kredite und manchmal auch Zuschüsse der Bundesländer, die als Förderung dienen. Zu den relevanten Fördermöglichkeiten für Dich beraten unsere Experten gern innerhalb eines unverbindlichen Gesprächs.

Hybrid-Wärmepumpe: Kombination mit einem anderen Heizsystem

Eine Wärmepumpe kann zusammen mit anderen Heizsystemen kombiniert werden. Das nennt man dann eine Hybrid-Wärmepumpe. Diese Kombination wird oft bei der Modernisierung eingesetzt, wenn ein fossiles System mit einer Wärmepumpe ergänzt wird. Ein Beispiel dafür ist die Ergänzung einer bestehenden Ölheizung in einem Altbau mit einer Luft-Wasser-Wärmepumpe. Die Ölheizung springt ein, wenn die Wärmepumpe bei sehr niedrigen Temperaturen nicht genug Heizleistung liefern kann. Die Kosten für ein solches Hybridsystem können durch Förderungen nur für den erneuerbaren Teil gesenkt werden. Ein System, das mit fossilen Brennstoffen betrieben wird, wird nicht gefördert und muss komplett selbst finanziert werden.

Fazit: Welche Wärmepumpe ist die beste? Wo macht eine Wärmepumpe Sinn?

Die beste Wärmepumpe ist diejenige, die dir über einen Zeitraum von 20 Jahren die größte Ersparnis bringt und sich am besten amortisiert. Je nach Gebäude, Investitionsbereitschaft und Umgebung findest du die perfekte Wärmepumpe. Es ist wichtig, dass möglichst viele Effizienzfaktoren erfüllt sind, damit du das Beste aus deiner Wärmepumpe herausholen kannst. Wärmepumpen arbeiten zum Beispiel hervorragend mit Flächenheizungen zusammen. Hier hast Du die Möglichkeit, ihre Effektivität in vollem Umfang auszuschöpfen. Wenn Du eine neue Heizung in einem unsanierten Altbau mit alten Heizkörpern installieren möchtest, die zuvor mit Gas oder Öl betrieben wurden, ist es ratsam einen Experten hinzuzuziehen. Gerne helfen Dir unsere Partner.

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