Wärmepumpen sind mittlerweile im Neubau das beliebteste Heizungssystem. Aber auch im Bestand nimmt ihre Zahl kontinuierlich zu. Und das aus gutem Grund, denn sie versorgen das Haus umweltfreundlich und kostengünstig mit wohligen Temperaturen. Welche Arten von Wärmepumpen es gibt, wie sie funktionieren und für wen sich eine Wärmepumpe lohnt, erfährst du in diesem Ratgeber.
Was ist eine Wärmepumpe?
Eine Wärmepumpe ist ein klimafreundliches Heizungssystem, das Wärme aus der Umwelt gewinnt und zum Heizen bzw. zum Bereitstellen von Warmwasser nutzbar macht. Als Wärmequelle können die Luft, das Erdreich oder das Grundwasser dienen. Einige Wärmepumpenmodelle können die Räume im Sommer auch kühlen.
Wie funktioniert eine Wärmepumpe als Heizung?
Eine Wärmepumpe funktioniert im Prinzip wie ein Kühlschrank – nur in umgekehrter Richtung. Während der Kühlschrank seinem Innenraum Wärme entzieht und diese nach außen hin abgibt, nutzt die Wärmepumpe die Energie der Umwelt, um das Hausinnere zu beheizen. Grundlage ist ein Kreislaufprozess, der sich in vier Schritte aufteilen lässt:
- Wärmegewinnung und Verdampfen: Aus der Umgebung wird Energie in Form von Wärme gewonnen – zum Beispiel, indem ein Ventilator die Außenluft ansaugt und durch die Wärmepumpe leitet. Die Wärmeenergie überträgt sich auf ein flüssiges Kältemittel, das in einer Leitung in der Wärmepumpe zirkuliert. Da dieses Kältemittel einen sehr niedrigen Siedepunkt hat, verdampft es bereits bei Außentemperaturen, die sich für uns eisig kalt anfühlen. Als Wärmequelle können beispielsweise auch das Grundwasser oder das Erdreich dienen – bei solchen Wärmepumpen-Heizungsarten würden Kältemittelleitungen in den Boden verlegt.
- Verdichten: In einem Kompressor wird das gasförmig gewordene Kältemittel verdichtet. Dadurch erhöhen sich der Druck und somit die Temperatur des Gases. Es ist nun sehr heiß und hat eine höhere Temperatur als das Heizwasser.
- Wärmeübertragung und Verflüssigen: Das komprimierte, heiße Gas gelangt in den Kondensator (Verflüssiger) mit einem Wärmetauscher. Dort überträgt sich dessen Wärme auf das Heizwasser. Eine Durchmischung der Stoffe findet nicht statt, denn Wärmepumpen- und Heizwasserkreislauf sind voneinander getrennt. Das nun erhitzte Heizwasser fließt zu den Heizkörpern im Haus. Das Kältemittel hingegen kühlt im Zuge der Wärmeabgabe ab und kondensiert.
- Entspannung und Neubeginn: Im Entspannungs- bzw. Expansionsventil wird der Druck des Kältemittels noch weiter verringert. Dabei kühlt es so weit ab, dass es wieder seine Ausgangstemperatur erreicht und sich vollständig verflüssigt. Das Kältemittel fließt zurück zum Verdampfer und der Kreislauf beginnt von Neuem.
Damit der Wärmepumpenkreislauf in Gang kommt, muss Antriebsenergie zugeführt werden – meist in Form von Strom. Es gibt aber auch Modelle, die Gas nutzen. Wenn du deine Wärmepumpe CO₂-neutral betreiben möchtest, kannst du sie entweder mit Ökostrom speisen oder du verwendest Strom aus einer hauseigenen Photovoltaikanlage.
Welche Vorteile hat eine Wärmepumpe gegenüber anderen Heizungen?
Im Vergleich zu anderen Heizungsarten besitzen Wärmepumpen zahlreiche Vorteile:
- Umweltwärme steht überall und kostenlos zur Verfügung.
- Eine Wärmepumpe hilft dir dabei, dich ein großes Stück unabhängiger von fossilen Energieträgern zu machen.
- Wärmepumpen punkten mit einer besonders günstigen CO₂-Bilanz und schonen das Klima. Da keine Verbrennung stattfindet, stoßen sie keinen Feinstaub aus.
- Mit einer Wärmepumpe erfüllst du die strengen Vorgaben des Gebäudeenergiegesetzes (GEG).
- Einige Modelle kühlen deine Räume im Sommer auf umweltfreundliche Weise.
Für wen eignet sich eine Wärmepumpe?
Eine Wärmepumpenheizung ist ideal für Neubauten, gut sanierte und gedämmte Einfamilienhäuser sowie alle Menschen, die Energie und Heizkosten sparen möchten. Am effizientesten arbeitet die Wärmepumpe bei niedrigen Vorlauftemperaturen in Gebäuden mit Fußbodenheizung oder großflächigen Heizkörpern (die Vorlauftemperatur bezeichnet das Temperaturniveau des Heizwassers, nachdem es im Wärmeerzeuger erwärmt wurde).
Denn je größer ein Heizkörper ist, desto weniger heiß muss er sein, um Räume ausreichend zu erwärmen. Und je niedriger die Vorlauftemperatur ausfällt, welche die Wärmepumpe bereitstellen muss, desto weniger muss der Kompressor arbeiten. Auch für energetisch sanierte Altbauten sind Wärmepumpen attraktiv, da sie im Vergleich zu fossilen Heizsystemen CO₂-Emissionen reduzieren und langfristig niedrigere Betriebskosten versprechen.
Welche Voraussetzungen müssen für eine Wärmepumpe erfüllt sein?
Ob beziehungsweise ab wann sich eine Wärmepumpe rechnet, sollte im Zweifelsfall eine Fachkraft mit Energieexpertise für dich einschätzen, insbesondere wenn du im schwach gedämmten Altbau wohnst. Generell aber gilt: Wärmepumpen lohnen sich vor allem dann, wenn sie mit niedrigen Vorlauftemperaturen von 30 bis 35 °C betrieben werden. Je niedriger diese bleiben, desto weniger Energie muss eine Wärmepumpe aufwenden, um die Temperaturdifferenz zwischen der Wärmequelle und dem Heizwasser zu überwinden.
Damit eine Wärmepumpe mit geringen Vorlauftemperaturen betrieben werden kann, braucht es zwei wichtige Voraussetzungen: eine gute Dämmung und Heizkörper mit einer großen Oberfläche. In einem ungedämmten Altbau ist der Einsatz einer Wärmepumpe dagegen mitunter nicht sinnvoll.
Ideal ist die Kombination mit einer Fußbodenheizung. Bei einem Neubau kann diese schon während der Planungsphase berücksichtigt werden. Im Altbau ist eine Nachrüstung jedoch nicht immer möglich. Hier können Wand- und Deckenheizungen, große Plattenheizkörper oder spezielle Niedertemperatur-Heizkörper eine Alternative sein.
Wie effektiv ist eine Wärmepumpe?
Je nach Wärmequelle und Zustand des Gebäudes erzeugen Wärmepumpen mit einer Kilowattstunde (kWh) Strom 3 bis 5 kWh Wärme. Moderne Geräte erreichen auch höhere Werte. Das Verhältnis von eingesetzter elektrischer Energie zur abgegebenen Wärme wird in zwei Kennzahlen ausgedrückt: dem COP-Wert (Coefficient of Performance) und der Jahresarbeitszahl (JAZ). Beide spiegeln die Leistungsfähigkeit und Effizienz einer Wärmepumpe unter bestimmten Betrachtungsweisen wider. Für beide gilt aber: Je höher die Zahl, desto effizienter das Gerät.
- Coefficient of Performance: bezieht sich nur auf die Wärmepumpe und wird unter Laborbedingungen ermittelt. Er gibt an, wie viele kWh Wärmeenergie eine Wärmepumpe aus einer kWh Strom erzeugen kann – und zwar unter standardisierten, theoretisch angenommenen Idealbedingungen. Der COP-Wert kann darum als Vergleichskriterium bei der Auswahl der passenden Wärmepumpe herangezogen werden. Wärmepumpen lohnen sich ab einem COP-Wert von 3. Modelle mit einem Wert unter 2 gelten dagegen als unwirtschaftlich.
- Jahresarbeitszahl: bezieht sich auf die gesamte Heizungsanlage und wird unter realen Bedingungen über einen längeren Zeitraum gemessen. Das heißt: Die Messung findet über die Dauer einer gesamten Heizperiode statt, in einem echten Haus und unter Berücksichtigung des gesamten Wärmeverteilsystems. Die JAZ ist damit für konkrete Wohnsituationen aussagekräftiger als der COP-Wert. Denn eine Wärmepumpe mit einem hohen COP kann in einem schlecht gedämmten Altbau trotzdem eine niedrige JAZ erreichen. Effiziente Wärmepumpen erreichen in ordentlich gedämmten Häusern Jahresarbeitszahlen zwischen 3 und 5.
Welche Arten von Wärmepumpen gibt es?
Je nachdem, welche Wärmequelle sie nutzen, unterscheidet man drei verschiedene Wärmepumpenarten: Luftwärmepumpen, Erdwärmepumpen und Grundwasserwärmepumpen. Neben den Wärmepumpen zum Heizen gibt es noch Warmwasserwärmepumpen, die entkoppelt vom eigentlichen Heizsystem sind und lediglich der Warmwasserbereitung dienen. Ihre Wärme beziehen sie über die Umgebungsluft oder über die Abluft.
Luft-Wasser-Wärmepumpen
Luft-Wasser-Wärmepumpen gewinnen Wärme aus der Luft. Sie lassen sich einfach und kostengünstig installieren, da die Wärmequelle überall zur Verfügung steht und nicht erst aufwendig erschlossen werden muss. Bei der Standortwahl bist du flexibel: Luftwärmepumpen können sowohl innen als auch außen aufgestellt werden.
Im Neubau fällt die Wahl aufgrund der möglichen Schallemission meist auf die Innenaufstellung. In dem Fall solltest du bedenken, dass Luftkanäle nach außen nötig sind, denn eine innen aufgestellte Luftwärmepumpe kann nicht einfach die Innenraumluft nutzen. Luftwärmepumpen sind nicht nur als Monoblock, sondern auch als Splitgeräte erhältlich. Letztere bestehen – neben dem Steuer- und Hydraulikgerät, das sich immer innen befindet – aus einer Außen- und einer Inneneinheit.
Luftwärmepumpen haben einen Nachteil: Gerade in der kalten Jahreszeit, wenn der Wärmebedarf am größten ist, ist die Wärmequelle am kältesten. Der Kompressor muss dann besonders oft arbeiten, was den Stromverbrauch erhöht. Das funktioniert bei bis zu –20 °C. Ist es zu kalt bzw. ist der Wärmebedarf sehr hoch, springt ein zusätzlicher Wärmeerzeuger ein. Das ist meist ein elektrischer Heizstab. Deshalb sind sie im Vergleich zu anderen Wärmepumpenarten weniger effizient. Vor der Anschaffung kannst du darum prüfen, ob nicht eine Sole-Wasser-Wärmepumpe oder eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe installierbar ist.
Sole-Wasser-Wärmepumpen
Das sind Erdwärmepumpen. Sie entziehen dem Erdreich mithilfe einer frostgeschützten Flüssigkeit – einer Sole – Wärme. Sie zirkuliert in Leitungen, die unterirdisch verlegt werden und bis hinein ins Haus zur Wärmepumpe führen. Daher auch die Bezeichnung Sole-Wasser-Wärmepumpen. Sie nutzen entweder Erdkollektoren oder Erdsonden. Erdkollektoren werden oberflächennah und schlangen- oder spiralförmig verlegt. Sie brauchen also ausreichend Platz auf dem Grundstück. Das Areal darf später nicht versiegelt oder mit tiefwurzelnden Gewächsen bepflanzt werden.
Erdsonden werden dagegen über Tiefenbohrungen in das Erdreich gebracht. Sie sparen nicht nur Platz, sondern arbeiten auch noch etwas effizienter als Erdkollektoren. Für die Bohrung benötigen Hausbesitzer jedoch eine Genehmigung. Zudem ist die Installation einer Wärmepumpe mit Erdsonden teurer, da die Bohrungen etwa 40 bis 70 Meter tief gehen.
Wasser-Wasser-Wärmepumpen
Die besten Effizienzwerte erreichen Wasser-Wasser-Wärmepumpen, da die Temperaturen des Grundwassers auch im Winter konstant bei etwa 10 °C liegen. Sie können aber nur dann eingebaut werden, wenn das Grundwasser in ausreichender Menge und Qualität vorhanden ist. Die Installation ist mit einem hohen Planungsaufwand verbunden und im Vergleich zu anderen Wärmepumpenarten teurer. Um die Wärmequelle nutzen zu können, müssen zwei Brunnen gebohrt werden. Einer dient zur Entnahme des Wassers, der andere zur Rückführung.
Die Brunnenbohrung ist genehmigungspflichtig und nicht überall erlaubt. Der hohe Aufwand und die Mehrkosten einer Grundwasser-Wärmepumpe lohnen sich vor allem bei größeren Gebäuden mit einem entsprechend hohen Wärmebedarf.
Luft-Luft-Wärmepumpen
Luft-Luft-Wärmepumpen gewinnen die Wärme der Umgebungsluft oder der Abluft. Die Wärme wird anschließend über das Lüftungssystem an die Räume abgegeben. Zum Heizen werden also keine Heizwasserrohre, Heizkörper oder Flächenheizungen benötigt. Voraussetzung ist ein sehr geringer Wärmebedarf. Sie werden vorwiegend in Passivhäusern installiert, die ohne konventionellen Heizkessel auskommen. Aber auch Neubauten mit sehr hohem Dämmstandard kommen infrage. Für die Altbausanierung sind Luft-Luft-Wärmepumpen dagegen nicht zu empfehlen.
| Wärmepumpenart | Vorteile | Nachteile | Einsatzgebiet | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Wärmepumpenart | Luft-Wasser-Wärmepumpe | Vorteile | • vergleichsweise geringe Investitionskosten • genehmigungsfrei • einfach zu installieren, keine Erdarbeiten notwendig • flexibel in der Aufstellung • platzsparend | Nachteile | • Effizienz abhängig von der Außentemperatur • mögliche Schallemissionen bei Außenaufstellung • weniger effizient als andere Wärmepumpenarten | Einsatzgebiet | • Neubau und Sanierung • dort, wo der Einsatz anderer Wärmepumpen aus Platzgründen oder wegen fehlender Genehmigungen nicht möglich ist |
| Wärmepumpenart | Sole-Wasser-Wärmepumpe | Vorteile | • sehr effizient • lange Lebensdauer | Nachteile | • Erdkollektoren haben einen hohen Platzbedarf • Tiefenbohrung für Erdsonden ist genehmigungspflichtig • höhere Kosten als für Luftwärmepumpen | Einsatzgebiet | • Neubau und Sanierung • Gebäude mit großer Grundstücksfläche (Erdkollektoren) • Gebäude mit gut zugänglichen Grundstücken für schwere Baumaschinen (Erdsonde) |
| Wärmepumpenart | Wasser-Wasser-Wärmepumpe | Vorteile | • effizienteste Wärmepumpenart • sehr langlebig und zuverlässig | Nachteile | • hohe Anschaffungs- und Installationskosten • Einsatz ist nicht überall erlaubt • komplexes und zeitintensives Genehmigungsverfahren | Einsatzgebiet | • Neubau und Sanierung • Gebäude mit einem hohen Wärmebedarf, z. B. Zwei- und Mehrfamilienhäuser • Gebäude mit gut zugänglichen Grundstücken für schwere Baumaschinen |
| Wärmepumpenart | Luft-Luft-Wärmepumpe | Vorteile | • geringe Anschaffungs- und Installationskosten | Nachteile | • nicht überall einsetzbar • geringere Effizienz als die anderen Techniken | Einsatzgebiet | • Passivhäuser oder Gebäude mit einem sehr geringen Energiebedarf • Gebäude mit dem entsprechenden |
Was kostet eine Heizung mit Wärmepumpe?
Wie teuer eine Wärmepumpe für ein Einfamilienhaus ist, richtet sich nach ihrer Leistungsklasse, der Größe, dem Hersteller und der genutzten Wärmequelle. Die Anschaffungspreise können stark variieren. Folgende Richtwerte kannst du hinsichtlich der Investitionskosten erwarten:
- Luft-Wasser-Wärmepumpe: 15.000 bis 20.000 €
- Luft-Luft-Wärmepumpe: 15.000 bis 30.000 €
- Sole-Wasser-Wärmepumpe mit Erdkollektoren: 15.000 bis 25.000 €
- Sole-Wasser-Wärmepumpe mit Erdsonden: 20.000 bis 35.000 €
- Wasser-Wasser-Wärmepumpe: 25.000 bis 40.000 €
Zusätzlich zu den reinen Anschaffungskosten fallen auch weitere Kosten für das Installieren der Wärmepumpe sowie gegebenenfalls für notwendige Genehmigungen und Erdarbeiten an.
Beispielrechnung: Betriebskosten der Wärmepumpenarten im Vergleich
Mit Wärmepumpe zu heizen ist kostengünstig und energieeffizient. Wir zeigen dir den Vergleich der Betriebskosten für die verschiedenen Pumpenarten am Beispiel eines 150 qm großen Einfamilienhauses mit einem durchschnittlichen Wärmebedarf von 15.000 kWh pro Jahr. Der Strompreis beträgt 0,35 € pro kWh. Bei den Wärmepumpen nehmen wir folgende Jahresarbeitszahl an:
- Luft-Wasser-Wärmepumpe: 3,0
- Sole-Wasser-Wärmepumpe (Erdkollektor): 4,0
- Sole-Wasser-Wärmepumpe (Erdsonde): 4,5
- Wasser-Wasser-Wärmepumpe: 5,0
- Luft-Luft-Wärmepumpe: 2,5
| Wärmepumpenart | Stromverbrauch (kWh/Jahr) | Betriebskosten (€/Jahr) | |||
|---|---|---|---|---|---|
| Wärmepumpenart | Luft-Wasser-Wärmepumpe | Stromverbrauch (kWh/Jahr) | 5.000 | Betriebskosten (€/Jahr) | 1.750 |
| Wärmepumpenart | Sole-Wasser-Wärmepumpe (Erdkollektor) | Stromverbrauch (kWh/Jahr) | 3.750 | Betriebskosten (€/Jahr) | 1.312,50 |
| Wärmepumpenart | Sole-Wasser-Wasserwärmepumpe (Erdsonde) | Stromverbrauch (kWh/Jahr) | 3.333 | Betriebskosten (€/Jahr) | 1.166,55 |
| Wärmepumpenart | Wasser-Wasser-Wärmepumpe | Stromverbrauch (kWh/Jahr) | 3.000 | Betriebskosten (€/Jahr) | 1.050 |
| Wärmepumpenart | Luft-Luft-Wärmepumpe | Stromverbrauch (kWh/Jahr) | 6.000 | Betriebskosten (€/Jahr) | 2.100 |
Hinzu kommen jährliche Wartungskosten im niedrigen dreistelligen Bereich. Die Anschaffungs- und Betriebskosten solltest du für deine Entscheidung gegeneinander abwägen.
Gibt es eine Förderung für Wärmepumpen?
Im Rahmen der Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG) übernimmt der Staat einen Teil der Anschaffungskosten. Derzeit wird der Einbau einer Wärmepumpe mit bis zu 70 % bezuschusst. Die Förderung setzt sich aus folgenden Bausteinen zusammen:
- Grundförderung von 30 % für alle, die eine Wärmepumpe erwerben und installieren lassen.
- Geschwindigkeitsbonus von 25 %, wenn bis Ende 2028 eine fossile Heizung durch eine Wärmepumpe ausgetauscht wird. Ab dem 01.01.2029 verringert sich der Bonus um 3 % (und dann alle zwei Jahre jeweils um weitere 3 %).
- Effizienzbonus von 5 % für den Kauf von besonders effizienten Wärmepumpenmodellen oder von Wärmepumpen mit natürlichen Kältemitteln (z. B. Propan).
- Einkommensbonus von 30 % bei einem Haushaltseinkommen unter 40.000 € pro Jahr.
Die Förderung ist auf maximal 70 % begrenzt. Die Investitionskosten sind bei 30.000 € gedeckelt. Das bedeutet konkret: Hast du Investitionskosten von 30.000 € oder mehr und bist zu allen Förderbausteinen berechtigt, erhältst du eine Fördersumme von 21.000 €. Erhältst du hingegen nur die Grundförderung, den Geschwindigkeitsbonus und den Effizienzbonus (insgesamt 60 %), erhältst du in dem Fall 18.000 €.
Worauf achten, bevor du dich für eine Heizung mit Wärmepumpe entscheidest?
Prüfe zunächst, welche baulichen Voraussetzungen gegeben sind: Wie gut ist das Haus gedämmt? Wie viel Platz ist auf dem Grundstück vorhanden und reicht er aus, um Erdkollektoren oder -sonden zu verlegen? Informiere dich auch darüber, ob du eine Genehmigung für deren Installation benötigst.
Bei Luft-Wasser-Wärmepumpen solltest du beachten, dass sie zwar sehr leise laufen, du sie aber trotzdem so aufstellen solltest, dass es keine schallverstärkenden Effekte gibt (das kann zwischen Mauern der Fall sein). Bei Wasser-Wasser-Wärmepumpen wird zudem ein Zugang zum Grundwasser benötigt. Schließlich ist die Stromversorgung und -kapazität von Bedeutung, insbesondere wenn Ökostrom oder eine Photovoltaikanlage vorgesehen sind.
Tipp: Auf welche Weisen du deine Wärmepumpe einbauen lassen kannst, erfährst du in unserem Ratgeber.
Muss eine Wärmepumpe angemeldet werden?
Ja, in einigen Fällen muss die Installation einer Wärmepumpe angemeldet oder genehmigt werden. Erdwärmepumpen, die mit Erdsonden arbeiten, erfordern in der Regel eine wasserrechtliche Genehmigung, da Bohrungen vorgenommen werden müssen. Ebenso brauchst du für Grundwasser-Wärmepumpen eine Genehmigung und musst die Wasserqualität prüfen lassen. Für eine Luft-Wasser-Wärmepumpe benötigst du keine spezielle Genehmigung, solltest sie jedoch bei der Gemeinde anmelden, wenn sie im Außenbereich installiert werden soll, da in einigen Bundesländern bestimmte Abstands- und Lärmschutzvorschriften gelten können.
Ist eine Wärmepumpenförderung trotz Kamin möglich?
Auch Haushalte mit einem Kamin können eine Förderung für Wärmepumpen erhalten. Wird der Kamin nur gelegentlich genutzt, steht dem grundsätzlich nichts im Weg. Wichtig ist, dass die Wärmepumpe als primäre Heizquelle dient und die gesetzlichen Anforderungen des Gebäudeenergiegesetzes (GEG) erfüllt werden. Wenn der Kamin als unterstützende Heizquelle genutzt wird, kann dies unter Umständen sogar die Effizienz der Wärmepumpe erhöhen, da an besonders kalten Tagen die Wärmepumpe entlastet wird. Auf jeden Fall musst du im Förderantrag angeben, ob du einen Kamin hast.
