Wärmepumpe

Eine Wärmepumpe nimmt die Wärme über verschiedene Quellen aus der Umwelt auf, verdichtet sie und gibt sie an das Heizwasser ab. Die Umwelt liefert gratis etwa 75 Prozent der benötigten Energie, und zwar vollkommen unabhängig davon, ob die Sonne scheint. Nur etwa ein Viertel wird durch Strom bereitgestellt.

Inhaltsübersicht

• Allgemein: Was ist eine Wärmepumpe?
• Wie funktioniert eine Wärmepumpe genau?
• Wärmepumpenvergleich: Welche Arten von Wärmepumpen gibt es?
• Was sind die Vor- und Nachteile einer Wärmepumpe?
• Kombinieren: Wärmepumpe und Photovoltaik
• Mit welchen Kosten kann man bei der Anschaffung einer Wärmepumpe rechnen?
• Welches Einsparpotential haben Wärmepumpen?
• Wann ist eine Wärmepumpe sinnvoll?
• Zusammenfassung: Wärmepumpe
• FAQ

Allgemein: Was ist eine Wärmepumpe?

Im Grunde genommen ist eine Wärmepumpe eine Art Heizung, die sich an der zur Verfügung stehenden thermischen Energie der Umwelt bedient, um so Objekte und Gebäude zu erwärmen. Die thermische Energie entzieht die Wärmepumpe sowohl Wasser als auch dem Erdboden und der Luft, je nach dem, um welche Art von Wärmepumpe es sich handelt. Anschließend nutzt die Wärmepumpe die gewonnene Wärme, um sie den jeweiligen Raumheizungen oder der Warmwasserbereitung weiterzuleiten. Dafür ist die Pumpe mit einer speziellen Technik versehen. Anders als bei Holz- oder Gasheizungen handelt es sich hierbei nicht um einen Verbrennungsprozess. Vielmehr wird die thermische Umweltenergie mit zunächst niedrigeren Temperaturen anhand der Wärmepumpe auf ein intensiveres Wärmeniveau angehoben, um so die gewünschten Räumlichkeiten zu heizen. Wärmepumpen gelten zudem als enorm klimafreundlich, weswegen die häusliche Installation vom Staat gefördert wird. Außerdem gibt es sie in diversen Leistungsklassen.

Wie funktioniert eine Wärmepumpe genau?

Eine Wärmepumpe funktioniert quasi wie nach dem Prinzip eines Kühlschrankes, nur eben umgekehrt. So bedient sich die Wärmepumpe der Umweltwärme, um sie als Energiequelle zum Heizen zu nutzen, indem sie sie auf ein entsprechendes Temperaturniveau anhebt. Die Heizkörper und die Warmwasserversorgung werden dadurch schön warm. Ein Teil der Wärmeenergie wird tatsächlich auch im Winter aus der Umwelt gezogen. Dabei werden einige Schritte durchlaufen:

1. Schritt: Das Kältemittel wird verdampft

Zunächst wird das flüssige Kältemittel im Verdampfer der Wärmepumpe verdampft. Dies geschieht bereits bei niedrigen Temperaturen, wie beispielsweise die relative Wärme des Erdbodens im Winter.

2. Schritt: Das Kältemittel wird verdichtet

In der Wärmepumpe befindet sich ein Kompressor, welcher mit Strom betrieben wird. Hier wird das Kältemittel anschließend verdichtet. Dieser Vorgang erhöht den Druck im Kältemittel und bewirkt zugleich ein Ansteigen dessen Temperatur.

3. Schritt: Die Wärme wird abgegeben

Das nun erwärmte Kältemittel wird in den Verflüssiger, auch Kondensator genannt, abgegeben. Das Verflüssigen führt dazu, dass Wärme in das Heizungswasser gelangt.

4. Schritt: Das Kältemittel wird entspannt

Im letzten Schritt wird das Kältemittel entspannt. Das bedeutet, dass das flüssige Kältemittel durch das Entspannungsventil gelangt und auf sein ursprüngliches Druckniveau gesetzt wird. Im Anschluss gelangt das Mittel wieder zum Verdampfer, wo der ganze Prozess von vorne beginnt.

Wärmepumpenvergleich: Welche Arten von Wärmepumpen gibt es?

Auf dem Markt gibt es aktuell drei Arten von Wärmepumpen, die sich dadurch unterscheiden, woher sie ihre Wärmeenergie nehmen und wie sie installiert werden müssen.

1. Die Luft-Wasser-Wärmepumpe

Eine Luft-Wasser-Wärmepumpe saugt die Luft aus der Umgebung an und führt diese in einen Wärmetauscher. Dort wird die Wärme dann in das Kältemittel übertragen und mit dem Kompressor verdichtet, bis die gewünschte Temperatur erreicht wird. Bei der Energiequelle Luft ist zu berücksichtigen, dass die Lautstärke des Kompressors und Ventilators circa auf dem Level von Gesprächslautstärke angesiedelt ist. Außerdem können im Winter, der Zeit des meisten Heizens, nur Temperaturen um den Gefrierpunkt genutzt werden. Somit müssen die Wärmeüberträger, über welche die kalte Außenluft gelangt, immer von Frost befreit werden, sonst sinkt die Effizienz der Wärmepumpe.

2. Die Wasser-Wasser-Wärmepumpe

Eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe funktioniert nach dem gleichen Prinzip wie die Luft-Wasser-Wärmepumpe, außer, dass sie die Wärmeenergie aus dem Grundwasser zieht. Da die Temperatur des Grundwassers fast ganzjährig bei konstanten 8-12 Grad Celsius liegt, stellt diese Art der thermischen Energiegewinnung die effizienteste für Wärmepumpen dar. Allerdings ist die Nutzung einer solchen Pumpe genehmigungspflichtig und nicht überall erlaubt. Es müssen nämlich für die Installation der Wasser-Wasser-Wärmepumpe zwei sogenannte Förder- und Schluckbrunnen mit 4-15 Meter Tiefe angelegt werden, um an das Grundwasser heranzukommen.

3. Die Sole-Wasser-Wärmepumpe

Die Sole-Wasser-Wärmepumpe oder auch Erdwärmepumpe bezieht ihre Wärmeenergie aus dem Erdboden. Im Vergleich zur Luft-Wasser-Wärmepumpe kann die thermische Energie des Erdreichs ganzjährig für höhere Temperaturen genutzt werden. Somit steigt die Effizienz dieser Wärmepumpen-Art. Auch anfallende Heizkosten können dadurch gesenkt werden. Allerdings ist für die Installation einer Sole-Wasser-Wärmepumpe ebenfalls eine Bohrung notwendig. Wie bei der Wasser-Wasser-Wärmepumpe ist hierfür eine Genehmigung erforderlich, da es sich um eine Tiefenbohrung handelt. In der Regel muss dafür nämlich Bohrungen von bis zu 100 Meter tief durchführen, um die entsprechenden Erdsonden und Erdkollektoren einzulassen.

Was sind die Vor- und Nachteile einer Wärmepumpe?

Es gibt viele gute Vorteile, die für die Anschaffung und Installation einer Wärmepumpe sprechen:

• Sie ist umwelt- und klimafreundlich, da unter anderem fossile Ressourcen geschont werden
• Die Umweltwärme ist immer kostenlos verfügbar und muss nur erschlossen werden
• Sie ist komplett CO2-frei durch den Ökostrom oder eigenem Solarstrom
• Es entsteht eine hohe Unabhängigkeit fossiler Energieträger, da sie lediglich auf Betriebsstrom angewiesen ist
• Es gibt eine hohe staatliche Förderung und Finanzierungshilfe
• Sie kann im Sommer auch verwendet werden, um zu kühlen und spart die Zulegung einer weiteren Klimaanlage
• Sie ist das ideale Heizsystem bei vorhandener Photovoltaik-Anlage
• Sie hat eine einfache Handhabung durch die Bedienung am Gerät, entweder per Fernbedienung oder per App
• Sie ist Smart-Home fähig
• Sie ist wartungsarm mit geringen Wartungskosten
• · Es entstehen insgesamt geringere Heizkosten

Folgende Nachteile sprechen gegen die Anschaffung und Installation einer Wärmepumpe:

• Es handelt sich um ein sensitives Heizsystem, das je nach Gebäudeart individuell angepasst werden muss
• Es entstehen vergleichsweise hohe Investitionskosten und eine aufwendige Planung
• Es entstehen zusätzliche Erschließungskosten und Erdarbeiten bei der Installation einer Erd- oder Grundwasser-Wärmepumpe
• Für eventuelle Nachrüstungen im Altbau ist eine gute Bausubstanz notwendig
• Die Strompreise für Wärmepumpenstrom sind von den allgemeinen Preisschwankungen nicht ausgenommen
• Eine Sanierung der Heizkörper ist häufig vor Installation notwendig
• Die Photovoltaik-Anlage zur Eigenstromversorgung kostet zusätzlich
• Luftwärmepumpen können evtl. akustisch als störend empfunden werden, sofern sie nicht schallisoliert sind

Kombinieren: Wärmepumpe und Photovoltaik

Die Umwandlung von Lichtenergie, wie dem Sonnenlicht, in elektrische Energie anhand von Solarzellen, nennt man Photovoltaik. Aufgrund ihrer Umweltfreundlichkeit ist eine Photovoltaikanlage daher die optimale Ergänzung zu einer Wärmepumpe für das moderne Wohnen. Der Strom, der für die Wärmepumpe benötigt wird, kann mit einer Photovoltaikanlage größtenteils selbst hergestellt werden. So hat man außerdem die Möglichkeit, die eigenen Stromkosten langfristig zu senken und weitestgehend unabhängig von Energieversorgern zu sein. Solarstrom ist zudem ein effektiver Weg, das eigene Zuhause mit Strom zu versorgen. Damit die Photovoltaikanlage und die Wärmepumpe im Einklang funktionieren, muss der Solarstrom im Haus gezielt verteilt werden. Dies regelt meistens ein extra Stromspeicher. In Kombination mit Photovoltaik eignen sich besonders Hybridpumpen, welche die Vorzüge zweier Heiztechnologien optimal verbinden.

Mit welchen Kosten kann man bei der Anschaffung einer Wärmepumpe rechnen?

Die Kosten für die Anschaffung, Wartung und den Betrieb einer Wärmepumpe variieren je nach Wärmepumpenart und Wohnsituation. Die kostenintensivsten Wärmepumpen sind Sole-Wasser-Wärmepumpen, da hier ein tiefes Eindringen in den Erdboden erforderlich ist. Allerdings erzielen diese Geräte auch die beste Leistung. Wasser-Wasser-Wärmepumpen sind etwas günstiger in der Anschaffung und Installation als Sole-Wasser-Wärmepumpen. Die kostengünstigste Variante sind Luft-Wasser-Wärmepumpen, da hier keine Bohrung erforderlich ist. Allerdings ist die Wärmepumpenart nicht ganz so leistungsstark wie ihre Mitstreiter, weswegen sie sich am besten zur Installation in einem Neubau eignet. Hier können Luft-Wasser-Wärmepumpen am energieeffizientesten eingesetzt werden und der Anschluss an das allgemeine Stromnetz reicht komplett aus. Zusätzlich zu den Anschaffungs- und Installationskosten einer Wärmepumpe kann man mit 50 Euro Wartungskosten jährlich rechnen, was im Vergleich zu anderen Heizsystemen günstig ist. Auch gibt es Einsparmöglichkeiten, wie beispielsweise die Förderung des Staates.

Werden Wärmepumpen vom Staat gefördert?

Wärmepumpen werden im Deutschland aktuell vom Staat gefördert, dabei gibt es einige Förderungsoptionen. So vergibt die Bundesförderung für effiziente Gebäude für Einzelmaßnahmen, kurz BEG EM, einen Zuschuss für die Erweiterung einer bestehenden Heizung oder gar der völlige Austausch dieser. Das Ganze muss jedoch vor der Installation der Wärmepumpe über das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) beantragt werden, damit der Zuschuss rechtzeitig ausgestellt werden kann. Jedoch kann auch im Nachhinein auf einen alternativen Steuerbonus für die Förderung einer Wärmepumpe zurückgegriffen werden. Bei der Installation einer Wärmepumpe im Neubau, stellt die Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) ein Darlehen aus, welches mit einem Tilgungszuschuss versehen ist, sodass der zurückzuzahlende Betrag sich verringert. Manche Bundesländer stellen sogar regionale Fördertöpfe für Wärmepumpen zur Verfügung.

Welches Einsparpotential haben Wärmepumpen?

Eine Wärmepumpe ist das optimale Heizsystem, um einen schonenden Umgang mit der Umwelt zu ermöglichen und zudem nachhaltig Kosten zu sparen. Das Einsparpotential bezieht sich dabei nicht nur auf die jährlichen Energiekosten, sondern auch auf den Gas- und Co2-Verbrauch. So spart man beispielsweise circa 100% Gas bei der Installation einer Luft-Wasser-Wärmepumpe. In Kombination mit Photovoltaik spart man mit der gleichen Pumpe zudem 100% des Co2-Verbrauchs ein. Ein vierköpfiger Standardhaushalt könnte dadurch im Jahr bis zu 4000 Euro sparen.

Wann ist eine Wärmepumpe sinnvoll?

Ob sich eine Wärmepumpe lohnt und für welchen Haushalt sie überhaupt sinnvoll ist, ist zunächst von dem Gebäude abhängig, welches man bewohnt. Wärmepumpen lohnen sich dann, wenn man auf Dauer mit ihnen die Heizkosten und den Gas- bzw. Co2-Verbrauch senkt, erst dann gelten sie als effizient. Somit sollte man am besten eine Energieberatung in Anspruch nehmen, wenn man in einem unsanierten Altbau wohnt, wo zuvor noch mit Gas oder Öl geheizt wurde. Eine optimale Wirtschaftlichkeit der Wärmepumpe kann vor allem in Neubauten erreicht werden. So kann man beispielsweise durch die Ergänzung einer Fußbodenheizung oder Photovoltaik dafür sorgen, dass die Wärmepumpe ihre Effizienz vollkommen ausspielt. Somit ist es neben den Gebäudedaten und der Umgebung auch von Bedeutung, was man bereit ist zu investieren.

Zusammenfassung: Wärmepumpe

• Die Wärmepumpe heizt, produziert Warmwasser und kühlt Häuser mit kostenloser Umweltenergie ohne den Einsatz von fossilen Brennstoffen
• Eine Wärmepumpe eignet sich besonders für Neubauten
• Unsanierter Altbau muss in einem guten energetischen Zustand sein und bedarf gegebenenfalls einer Energieberatung im Voraus
• Eine Wärmepumpe für ein Einfamilienhaus kostet rund 8.000 bis 24.000 Euro, je nach Wärmepumpenart
• Der notwendige Betriebsstrom lässt sich mit einer eigenen Photovoltaikanlage deutlich reduzieren
• Für eine Wärmepumpe erhält man in Deutschland aktuell eine hohe staatliche Förderung bis 45 % beim Austausch einer alten Heizung
• Die Wirtschaftlichkeit einer Wärmepumpe hängt von ihrer Effizienz ab
• Eine Wärmepumpe funktioniert quasi wie ein Kühlschrank, nur umgekehrt mittels Verdampfens, Verdichten, Verflüssigen und Entspannen eines Kältemittels
• Die Wärmepumpe gibt es vorrangig in drei Arten als Luft-Wasser-Wärmepumpe, Wasser—Wasser-Wärmepumpe und Sole-Wasser-Wärmepumpe, mit jeweils eigenen Vor- und Nachteilen
• Die Installation einer Wasser-Wasser-Wärmepumpe und einer Sole-Wasser-Wärmepumpe erfordert Bohrungen und gegebenenfalls eine Genehmigung
• Auf lange Sicht haben Wärmepumpen ein enormes Einsparpotential, und zwar nicht nur an Kosten, sondern auch an Gas- und Co2-Verbrauch

FAQs

Wie lange hält eigentlich eine Wärmepumpe?

Aktuelle Wärmepumpen haben eine Lebenserwartung von mindestens 20 Jahren, meistens aber auch länger. Insbesondere die hocheffizienten Sole-Wasser-Wärmepumpen haben eine lange Lebensdauer, da hier die Erdkollektoren und Erdsonden sogar im Anschluss mit einem neuen Wärmepumpengerät verbunden werden können.

Erhält eine Wärmepumpe mit Photovoltaik zusätzliche Förderung vom Staat?

Der Staat hat aktuell kein eigenes Förderprogramm für Wärmepumpen mit einer zusätzlichen Photovoltaikanlage. Allerdings bieten einige Bundesländer eine Förderung für den Stromspeicher an. Zudem wird die Verwendung von Solarstrom im öffentlichen Netz mit ein paar Cent pro Kilowattstunde vergütet. Eine Wärmepumpe an sich bekommt aber immer die volle staatliche Förderung via der Bundesförderung für effiziente Gebäude.