Wärmepumpe – die Heizung der Zukunft

Alles über die Wärmepumpe

Effizient, sauber, ökologisch: Mit diesen hervorragenden Eigenschaften hat sich die Wärmepumpe den Spitzenplatz bei den Heizsystemen im Neubau erobert.

Mit einem Anteil von rund 46 Prozent bei den Heizungen aller 2019 genehmigten Wohngebäude setzt sich der Aufwärtstrend fort. Gas vs. Wärmepumpe: Ihren Vorsprung  gegenüber der Gasheizung (38,7Prozent) konnte sie weiter ausbauen. Über 80 Prozent der Neubau-Wärmepumpen nutzen als Wärmequelle die Luft der Umgebung, die übrigen beziehen indes Wärme aus dem Erdreich oder Grundwasser.

Auch in den kommenden Jahren werden Wärmepumpen weiter zulegen. Für diese Voraussage muss man gar nicht in die Glaskugel schauen – die Vorteile einer Heizung in Form einer Wärmepumpe sprechen für sich.

Vorteile einer Wärmepumpe

• Ökologisch: Wärmepumpen heizen sauber: ohne Verbrennung, Abfall oder Schadstoffausstoß.
• Klimafreundlich: Wärmepumpe mit Photovoltaik. Der Stromverbrauch der Wärmepumpe ist nahezu CO2-neutral, wenn sie mit Ökostrom – am besten aus der Solaranlage auf dem eigenen Hausdach – betrieben wird.
• Hocheffizient: Moderne Wärmepumpen sind technisch ausgereift. Die Invertertechnologie neuerer Modelle sorgt dafür, dass ihre Leistung optimal auf den Wärmebedarf abgestimmt ist.
• Platzsparend: Weder Brennstoff für Lagerraum noch Schornstein erforderlich.
• Pflegeleicht: Wärmepumpen haben nur geringen Wartungsaufwand.
• Temperierend: Die Wärmepumpe als Klimaanlage: Manche Wärmepumpen können nicht nur heizen, sondern im Sommer auch kühlen.
• Wettbewerbsfähig: Ölheizungen sind ab 2026 nur noch in Ausnahmefällen oder als Hybridheizung erlaubt. Die im Rahmen des Klimaschutzpakets eingeführte CO2-Besteuerung wird fossile Brennstoffe, auch Gas, verteuern. Eine Wärmepumpe im Haus wird im Vergleich noch wirtschaftlicher sein.
• Förderfähig: Für besonders effiziente Wärmepumpen gibt es auch im Neubau Zuschüsse vom Staat. (BAFA-Förderung für Wärmepumpe und Co.).

Wie funktioniert eine Wärmepumpe?

Eine Wärmepumpe ist ein Apparat, der aus Umgebungstemperatur (etwa 75 Prozent) und Antriebsenergie (etwa 25 Prozent) Nutzwärme herstellt.

1. In der Wärmequellenanlage wird der Umgebung (Luft, Erde, Grundwasser) Wärme entzogen. Als Wärmeenergie gilt alles oberhalb von -273°C; selbst bei -20°C kann eine Wärmepumpe noch wirtschaftlich arbeiten.
2. In der eigentlichen Wärmepumpe wird die gewonnene Umweltwärme auf ein Kältemittel übertragen und in einem Verdichter auf ein höheres Temperaturniveau gebracht. In einem Verflüssiger gibt das heiße Kältemittel die Wärme wieder ab.
3. Im Wärmeverteil- und Speichersystem des Hauses zirkuliert Wasser. Dieses nimmt die im Verflüssiger abgegebene Wärme auf und leitet sie zu den Wärmeverteilern (Heizkörper, Wand- oder Fußbodenheizung) oder zu den Heizungspuffer- und Warmwasserspeichern.

Zwar wird der Begriff Wärmepumpe nur für das Heizaggregat verwendet, die Wärmepumpe-Funktionsweise wird jedoch auch beim Kühlschrank genutzt. Dort ist die Umgebungsenergie die im Inneren des Kühlschranks vom Kühlmittel aufgenommene geringe Wärme, die durch die Antriebsenergie der Pumpe und die Kompression mit sehr viel höherer Temperatur an die Umgebung abgegeben wird.

Nachteile Wärmepumpe

Viele Bauherren fragen: Hat eine Wärmepumpe auch Nachteile? Tatsächlich halten diese sich sehr in Grenzen. Für die Technik sollte ausreichend Platz vorhanden sein. Die Installation von Erd- und Grundwasserpumpen hängen indes von den örtlichen Gegebenheiten ab. Bei einer Wasser-Wärmepumpe sollte der Grundwasserstand ausreichend hoch sein. Ab einer Tiefe von 100 Metern wird zudem eine Genehmigung erforderlich. Bei Sole-Wasser-Wärmepumpen muss die Bodenbeschaffenheit stimmen, damit sie effizient arbeiten. Darüber hinaus muss hier eine Genehmigung bei der Unteren Wasserbehörde und der Bergbehörde eingeholt werden. Luft-Wasser-Wärmepumpen und Luft-Luft-Wärmepumpen brauchen hingegen wenig Platz und kommen ohne Genehmigung aus.

Erd- und Grundwasser-Wärmpepumpe: Funktion und Nutzen

Erdreich oder Grundwasser sind sehr effektive Wärmequellen. Um sie für die Wärmepumpenheizung zu nutzen, ist allerdings ein höherer Aufwand erforderlich.

Wärmepumpen erreichen ihre optimale Leistungszahl bei möglichst niedriger Vorlauftemperatur. In der Tiefe ab etwa 30 Metern im Erdreich beträgt die Temperatur das ganze Jahr über um die zwölf Grad. Das gilt ebenfalls für das Grundwasser. Beide Wärmequellen bieten mit ihren konstanten Temperaturen gute Voraussetzungen für die Wärmepumpe: Der Temperatursprung, den die Pumpe durch Verdichtung überwinden muss, ist nicht so groß wie etwa bei der Nutzung von winterlicher Außenluft. Dadurch können die Geräte sehr effizient, das heißt, unter relativ geringem Stromeinsatz, arbeiten. Die Gewinnung der Boden- oder Grundwasserwärme ist dagegen mit einigem Aufwand verbunden: So sind Bohrungen notwendig, um eine Sonde zu versenken beziehungsweise einen Brunnen anzulegen. Erdwärme kann außerdem auch über Flächenkollektoren, ein Rohrsystem in etwa ein bis drei Metern Tiefe, gewonnen werden. Dafür ist allerdings eine größere Fläche notwendig; zudem schwanken hier die Erdtemperaturen im Jahresverlauf.

Mit Erd- und Grundwasserwärmepumpen ist im Sommer eine sanfte, energiesparende Kühlung (passive Kühlung) möglich: Die niedrigen Temperaturen des Grundwassers oder Erdreichs werden einfach auf das Heizungswasser übertragen, das Wärmeverteilungssystem wird zum Kühlsystem. Der Verdichter bleibt indes ausgeschaltet.

So funktioniert eine Grundwasser-Wärmepumpe

1. Wärmepumpe
2. Pufferspeicher
3. Trinkwarmwasserspeicher
4. Radiator
5. Flächenheizung
6. Warmwasserleitung
7. Entnahmebrunnen mit Brunnenkopf
8. Schluckbrunnen mit Brunnenkopf
9. Photovoltaik-Anlage mit Wechselrichter
10. > Umwälz-/Tauchpumpe

Wärmepumpe mit Erdwärmesonden

1. Wärmepumpe
2. Pufferspeicher
3. Trinkwarmwasserspeicher
4. Verteil-/Sammelstation
5. Radiator
6. Flächenheizung
7. Warmwasserleitung
8. Erdwärmesonden
9. Photovoltaik-Anlage mit Wechselrichter
10. >Umwälzpumpe

Luft-Wärmepumpen: Wärme aus der Luft gegriffen

Luft als Wärmequelle ist überall verfügbar. Wärmepumpen, die sie nutzen sind zudem einfach zu installieren und ein sehr effizientes Heizsystem für gut gedämmte Häuser.

Wärme aus der Luft zu gewinnen ist einfach. Statt aufwendiger Installationen im Boden reicht ein Ventilator, um die Außenluft anzusaugen. Der Nachteil des Systems: Die Temperatur der Umgebungsluft schwankt im Jahresverlauf und ist im Winter am niedrigsten, gerade dann, wenn der Heizbedarf am größten ist. Das bedeutet für die Wärmepumpe einen höheren Energieaufwand, um die erwünschte Heiztemperatur zu erreichen. Für Altbauten ist die Luft-Wärmepumpe daher nur geeignet, wenn sie kräftig nachträglich gedämmt worden sind. Neubauten, insbesondere auf Effizienzhausniveau, haben dagegen von vornherein einen sehr hohen Dämmstandard und brauchen wenig Heizwärme. Idealerweise kommt der Wärmepumpenstrom dann auch noch aus der hauseigenen Photovoltaikanlage. Wer den erzeugten Strom speichert und sich für ein smartes Energiemanagement entscheidet, macht das klimafreundliche System perfekt.

Es gibt drei Formen von Außenluftwärmepumpen:

• Außenaufstellung: Das gesamte Gerät befindet sich im Garten, die erzeugte Wärme wird indes über unterirdisch verlegte Leitungen ins Haus transportiert.
• Wärmepumpe-Innenaufstellung: Die Luftwärmepumpe steht im Keller oder Technikraum, für den Lufteinlass und -auslass ist ein Durchbruch nötig. Folglich eine Lösung für sehr kleine Grundstücke.
• Split-Gerät: Ein Teil des Gerätes steht draußen, der andere drinnen. Die Aufstellungsweise ist einfach und kostengünstig, bei effizientem Betrieb.

Luft-Wärmepumpen können außerdem zur Raumkühlung im Sommer genutzt werden. Weil die Außenluft im Sommer warm ist, muss sie allerdings mit Hilfe des Verdichters auf ein niedrigeres Temperaturniveau gebracht werden (aktive Kühlung). Das heißt, die Pumpe funktioniert nach umgekehrtem Prinzip als beim Heizen.

Neben Luft-Wasser-Wärmepumpen, die die erzeugte Wärme über das Heizwasser verteilen, gibt es darüber hinaus noch das Modell Luft-Luft-Pumpe. In diesem Fall werden die Wohnräume über das Verteilsystem der Lüftungsanlage direkt mit warmer Luft beheizt. Auch die warme Abluft der Lüftungsanlage wird zur Raumheizung genutzt. In den sogenannten Integralgeräten sind sowohl Be- und Entlüftung al auch Wärmerückgewinnung und Wärmpumpe für Warmwasser und Heizung vereint.

Luft-Wärmepumpe Splitaufstellung

1. 1a Split-Wärmepumpe Außengerät und 1bSplit-Wärmepumpe Innengerät
2. Pufferspeicher
3. Trinkwarmwasserspeicher
4. Radiator
5. Flächenheizung
6. Warmwasserleitung
7. Photovoltaik-Anlage mit Wechselrichter
8. >Umwälzpumpe

Was kostet eine Wärmepumpe?

Eine Wärmepumpe kostet zwischen 8.000 und 25.000 Euro, je nach System, Modell und Hersteller. Die hohen Anschaffungskosten amortisieren sich jedoch schnell durch die niedrigen laufenden Kosten und die hohe staatliche Förderung.

Zuschüsse vom Staat: BAFA-Förderung und KfW-Programm

Seit Januar 2020 gelten neue Bedingungen für die Förderung von Heizungsanlagen. Das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (kurz: BAFA) hat sein Programm „Heizen mit erneuerbaren Energien“ vereinfacht. Es werden nun keine pauschalen Zuschüsse mehr ausgezahlt, stattdessen bekommen Bauherren einen Anteil ihrer Kosten zurückerstattet. Entscheiden sie sich für den Einbau einer Wärmepumpe, können sie sich über eine attraktive staatliche Förderung freuen. Das BAFA übernimmt 35 Prozent der förderfähigen Kosten, wenn sie die technischen Mindestanforderungen erfüllt. Voraussetzung dafür sind unter anderem die Cop Werte und die Jahresarbeitszahl JAZ. 45 Prozent der Kosten fördert der Staat, wenn eine alte Ölheizung ausgetauscht wird. Ergänzend dazu gibt es eine KfW-Förderung in Form eines zinsgünstigen Darlehens.

Stromtarife für die Wärmepumpe

Weitere Kosten sparen Verbraucher beim Betrieb der Pumpe, denn hier kann ein spezieller Tarif gewählt werden. Für Wärmepumpen gibt es spezielle Stromtarife, die um einiges günstiger sind als der normale Haushaltsstrom. Der Verbrauch wird mit einem eigenen Zähler gemessen. Um aus den vielen Tarifen für Wärmepumpen den besten zu finden, sollten Sie nicht nur nach Tarifen mit Preisgarantie suchen, da sonst womöglich die Auswahl zu klein ist. Haben Sie einen günstigen Tarif gefunden, achten Sie erstens auf die Laufzeit und zweitens auf die Kündigungsfristen. Beide sollten möglichst kurz sein.