Wärmepumpe: Ganzheitlicher Überblick & Vorteile

Jetzt umsteigen, staatliche Förderungen sichern und Heizkosten senken

Wärmepumpen übernehmen einen immer größeren Anteil am Heizungsmix und ersetzen mehr und mehr Öl- und Gasheizungen, weil sie nicht nur für Neu- sondern auch für Bestandsbauten geeignet sind. Richtig interessant wird es, wenn du deine Wärmepumpe mit einer Photovoltaikanlage kombinierst, denn dann kannst du sogar einen Teil der benötigten elektrischen Energie selbst erzeugen. Das ist gut für die Umwelt und für den Geldbeutel.

Und noch ein Vorteil! Du kannst für den Umbau von einer alten fossilen Heizung staatliche Förderungen beantragen.

Wie funktioniert eine Wärmepumpe?

Die Technik einer Wärmepumpe ähnelt dem Betrieb eines Kühlschranks, nur umgekehrt. Beim Kühlschrank wird dem Innenraum Wärme entzogen und bei der Wärmepumpe der Umgebung. Das Kältemittel spielt bei diesem technischen Prinzip eine wichtige Rolle. Hierbei handelt es sich um eine Flüssigkeit, die bereits bei niedrigen Temperaturen verdampft.

Um Wärme für die Heizung zu erzeugen, nimmt das flüssige Kältemittel Umgebungsenergie auf und verdampft. Ein Kompressor erhöht den Druck des Kältemitteldampfs, die Temperatur steigt und der heiße Kältemitteldampf gibt die Wärme an die Heizkreisläufe ab. Durch ein Entspannungsventil sinkt der Druck, das Kältemittel kühlt ab, erreicht die Ausgangstemperatur und der Kreislauf beginnt von vorne.

Wie effizient Wärmepumpen sind, hängt vor allem vom Stromverbrauch und von der vorhandenen Umweltenergie ab. Strom wird benötigt, um den Kompressor zu betreiben und den Kältemittelkreislauf anzutreiben.

Welche Arten von Wärmepumpen gibt es und wie unterscheiden sie sich?

Generell gibt es 3 Arten von Heiz- und Brauchwasser-Wärmepumpen. Zusätzlich gibt es die reine die Brauchwasser-Wärmepumpe, die ausschließlich warmes Wasser erzeugt und bestehende Heizugssysteme, beispielsweise Öl- oder Gasheizungen ergänzt. Alle Wärmepumpen funktionieren nach dem gleichen Prinzip, sie entnehmen der Umgebung Energie und wandeln diese in Wärme um. Wir zeigen dir in diesem Artikel, welche Wärmepumpenheizungen es gibt, für welches Wohngebäude sie sich eignen, ob es eine Förderung gibt und vor allem die jeweiligen Vor- und Nachteile in Bezug auf Effizienz und Installationskosten. Bei der Bezeichnung einer Wärmepumpe gibt der erste Teil Auskunft über die Energiequelle und der zweite Teil auf das Übertragungsmedium.

Die Luftwärmepumpe – Nutz die Umgebungsluft als Energiequelle

Luft/Wasser-Wärmepumpen oder einfach Luftwärmepumpen nutzen die Wärme aus der Umgebungsluft als Energiequelle. Bei den Luftwärmepumpen wird die gesamte Wärmepumpe oder nur das Splitgerät im Außenbereich installiert. In vielen Regionen sind Luft-Wasser-Wärmepumpen aufgrund ihrer einfachen Installation und Flexibilität die am häufigsten verwendeten Wärmepumpentypen. Im Vergleich zu anderen Arten erfordern Luftwärmepumpen keine aufwendigen Erdarbeiten, was die Installation einfacher macht und die Kosten reduziert.

Effizienz und laufende Kosten der Luftwärmepumpe

Luftwärmepumpen sind der ideale Wärmeerzeuger für Neubauten, die keine eigene Brunnen- oder Gewässerquelle haben und gleichzeitig die kostengünstigste Wärmepumpen-Option. Sie versorgen Gebäude bei Temperaturen bis -20°C zuverlässig mit Heiz- und Warmwasser. Die laufenden Betriebskosten sind jedoch etwas höher als bei anderen Arten, da die Lufttemperatur variabler ist und die Wärmepumpe unter extremen Wetterbedingungen mehr Leistung benötigt. Für Luft-Wasser-Wärmepumpen erhält man eine Förderung.

Unterschied zwischen Monoblock- und die Split-Bauweise

Bei den Luft-Wärmepumpen gibt es grundsätzlich zwei unterschiedliche Bauweisen: die Monoblock- und die Split-Bauweise. Die Monoblock-Wärmepumpe vereint die zentralen Komponenten und Funktionen einer Wärmepumpe inkl. Kältemittelkreislauf in einem einzigen Gerät. Bei Außenaufstellung wird die Heizwärme über gut isolierte, zumeist unterirdisch verlegte Leitungen an den Wärmespeicher im Gebäudeinneren abgegeben. Bei der Split-Bauweise werden die wichtigen Komponenten auf zwei Geräte verteilt: Die Außeneinheit umfasst in der Regel den Verdampfer, den Verdichter sowie das Expansionsventil. Die verbleibenden Komponenten sind in die Inneneinheit integriert.

Die Erdwärmepumpe – Holt sich die Energie über Erdkollektoren oder Erdsonden

Die Sole/Wasser- oder Erdwärmepumpe nutzt die Erde als Quelle, indem sie Wärme aus dem Boden für die Heizung gewinnt. Dies erfordert Erdarbeiten zur Installation von Erdkollektoren oder Erdsonden. Diese Heizung ist besonders geeignet für einen Neubau mit ausreichend Platz im Garten. Durch die konstante Temperatur des Erdreichs benötigt sie weniger Energie. Diese Art von Wärmepumpen arbeiten sehr effizient und sind eine gute Wahl für Häuser mit einem größeren Grundstück. Je nach Standort hast du die Auswahl zwischen Erdkollektoren, die im Garten unterhalb der Frostgrenze verlegt werden und Tiefenbohrungen von bis zu 100 Metern. Mit zunehmender Tiefe steigen die Temperaturen an. Durch die Leitungen der Kollektoren fließt Sole, eine frostsichere Flüssigkeit und kein Kältemittel. Diese gibt die Wärme auf das Kältemittel über.

Effizienz und laufende Kosten der Erdwärmepumpe im Vergleich

Allgemein gilt: Je niedriger der Temperaturunterschied zwischen Wärmequelle und Heizungswasser ist, desto weniger Strom verbraucht der Kompressor. Da das Erdreich und das Grundwasser auch im Winter relativ konstant hohe Temperaturen haben, sind Sole-Wasser-Wärmepumpen und Wasser-Wasser-Wärmepumpen tendenziell etwas effizienter als Luft-/Wasser-Wärmepumpen.

Die Installationskosten für Erd-Wärmepumpen können wegen der Erschließung der Wärmequelle höher sein als die der Luft-/Wasser-Wärmepumpen, da sie Erdarbeiten für die Installation von Erd-Kollektoren oder Erd-Sonden erfordern. Die höheren Installationskosten können jedoch durch die höhere Effizienz und die langfristigen Einsparungen kompensiert werden.

Die Grundwasserwärmepumpe – Schöpft die Energie aus dem Grundwasser

Die Wasser/Wasser oder Grundwasserwärmepumpe nutzt Grundwasser oder oberflächennahes Gewässer wie Seen, Flüsse oder Teiche als Energiequelle. Dies erfordert den Zugang zu einem Brunnen oder Wasserlauf in der Nähe des Gebäudes. Aufgrund der konstanten Temperatur des Grundwassers oder Gewässers kann diese Wärmepumpenart äußerst effizient sein. Sie ist besonders empfehlenswert für einen Neubau in der Nähe von Wasserquellen, die die notwendigen Ressourcen bieten. Diese Option ermöglicht eine nachhaltige und effiziente Wärmeversorgung für Gebäude in wasserreichen Regionen.

Effizienz und Kosten der Wasser-Wasser-Wärmepumpe im Vergleich

Die Installationskosten für Wasser/Wasser-Wärmepumpen bzw. Grundwasser Wärmepumpen können je nach Zugang zu Wasserquellen variieren. Der Zugang zu einem Brunnen oder Wasserlauf kann zusätzliche Kosten für die Bohrung oder den Bau eines Brunnens bedeuten. Die Grundwasser Wärmepumpe kann jedoch sehr effizient sein, was langfristig zu Energieeinsparungen und niedrigeren Betriebskosten führt. Für diese Wärmepumpe erhältst du eine Förderung.

Die Brauchwasserwärmepumpe – Liefert warmes Wasser und ergänzt bestehende Heizungssysteme

Die Brauchwasserwärmepumpe oder Warmwasser-Wärmepumpe erzeugt „nur“ warmes Wasser und keine Raumwärme. Die dafür benötigte thermische Energie bezieht die Brauchwasserwärmepumpe vor allem aus der direkten Umgebungsluft. 

Brauchwasserwärmepumpen werden gerne zur Ergänzung bestehender Öl- oder Gasheizungen installiert, weil diese Heizungssysteme während der Sommermonate mit einem vergleichsweise schlechten Wirkungsgrad arbeiten, da sie nur kurzfristig Wasser erhitzen. Deutlich kostengünstiger lässt sich das Brauchwasser dagegen mit einer Brauchwasserwärmepumpe erzeugen, wenn zudem die Photovoltaikanlage den Strom erzeugt. In dieser Kombination schaltet man das primäre Heizungssystem in den sonnigen Monaten komplett aus.

Was sind die Voraussetzungen für die Installation einer Wärmepumpe?

Die Installation einer Wärmepumpe erfordert eine sorgfältige Planung und Beachtung verschiedener Voraussetzungen. Hier sind die wichtigsten Voraussetzungen im Überblick für dich:

1. Geeignete Wärmequelle

Wärmepumpen ziehen Wärme aus der Umgebung (Luft, Wasser, Erde) und heben sie auf ein höheres Temperaturniveau an. Es ist wichtig, eine geeignete Wärmequelle zu haben, die ausreichend Wärme liefern kann, um den Heizbedarf des Gebäudes zu decken.

2. Wärmedämmung des Gebäudes

Eine effiziente Wärmedämmung des Gebäudes ist entscheidend, um den Wärmeverlust zu minimieren. Gut isolierte Häuser erfordern weniger Heizenergie und helfen der Wärmepumpe, effizienter zu arbeiten. Mit der Bundes-Förderung für effiziente Gebäude (BEG) erhältst du Unterstützung bei der Sanierung von Gebäuden, die dauerhaft Energiekosten einsparen.

3. Heizlastberechnung

Es ist wichtig, die genaue Heizlast des Gebäudes zu berechnen, um die richtige Größe der Wärmepumpe zu bestimmen. Eine zu kleine Wärmepumpe kann den Wärmebedarf nicht decken, während eine zu große Wärmepumpe ineffizient sein kann.

4. Installationsspezifikationen

Die Installation der Wärmepumpe erfordert spezielle technische Kenntnisse. Ein erfahrener Fachbetrieb sollte diese durchführen um sicherzustellen, dass alle Komponenten korrekt angeschlossen sind und das System einwandfrei funktioniert.

5. Ort und Platzbedarf

Je nach Art der Wärmepumpe benötigt das System einen angemessenen Platz für die Installation der Innen- und Außeneinheiten sowie gegebenenfalls des Wärmespeichers.

6. Kosten und Finanzierung

Die Installation einer Wärmepumpe kann mit zunächst mit höheren Kosten verbunden sein, die sich aber durch die hohe Kostenersparnis langfristig wieder rechnen.

Was bedeutet die Leistungszahl bei Wärmepumpen?

Die wichtigste Kennzahl von Wärmepumpen ist die Leistungszahl oder Coefficient of Performance, kurz COP. Wird Strom beispielsweise über einen Nachtspeicherofen, Durchlauferhitzer oder einem Heizstab direkt in Wärme gewandelt, beträgt die Leistungszahl 1. Aus einer elektrischen wird eine thermische Kilowattstunde hergestellt.

Bei Wärmepumpen dagegen werden unter Nutzung der kostenlosen Umweltwärme, je nach Wärmepumpenkonzept, bis zu fünf Kilowattstunden Wärme gewonnen. Für die Wärmequelle Luft liegt der COP in der Regel zwischen 3 und 4, bei Erdwärme über 4 und bei Grundwasser sogar über 5.

Förderung, Kosten und Einsparung beim Umstieg auf eine Wärmepumpe

Übersicht staatlicher Förderung von Wärmepumpen – 2024 investieren lohnt sich!

Ab 2024 soll das Gebäudeenergiegesetz (GEG) in Deutschland gelten, das den Einbau von Heizungen vorsieht, die zu mindestens 65 Prozent mit erneuerbaren Energien betrieben werden (Stand August 2023). Die Förderung für Wärmepumpen soll im Rahmen der “Bundesförderung für effiziente Gebäude – Einzelmaßnahmen” fortgesetzt werden.

Was bedeutet das für dich und die Förderung deiner Wärmepumpe?

“Förderfähige Investitionskosten” bezeichnet im Prinzip einfach die Kosten deiner Wärmepumpe, also sowohl Anschaffungskosten als auch Installationskosten. In diesem Kontext bezieht sich “förderfähig” darauf, dass diese Kosten für die Gewährung staatlicher Förderung oder Zuschüsse in Betracht gezogen werden können.

Wie hoch ist die staatliche Förderung für deine Wärmepumpe?

Wie hoch ist die staatliche Förderung für deine Wärmepumpe?
Der Zuschuss, den du vom Staat bekommst, wird ab 2024 auf maximal 30.000 Euro begrenzt und zudem einkommensabhängig gestaltet: Haushalte mit einem zu versteuernden Jahreseinkommen von unter 40.000 Euro können weitere 30 Prozent Förderung beantragen. Zusätzliche 20 Prozent Zuschuss gibt es bei Austausch vor 2028, danach sinkt der Bonus alle zwei Jahre um drei Prozentpunkte ab, insgesamt bis zu 70 Prozent Förderung. (Stand: August 2024)

Wie hoch sind die Kosten für die Anschaffung und Installation einer Wärmepumpe?

Du fragst dich sicherlich, was eine Wärmepumpe inklusive Einbau kostet? Die Investition in eine Wärmepumpe ist eine bedeutende Entscheidung für die energetische Modernisierung eines Hauses.

Die Kosten für die Wärmepumpe variieren je nach Hausgröße, Wärmepumpentyp, Effizienz und individuellen Anforderungen. Hierbei spielt auch die Art der Erschließung der Wärmequelle eine Rolle, sei es aus der Umgebungsluft, dem Erdreich oder dem Grundwasser. Im Folgenden geben wir dir zwei Beispiele, damit du ein Gefühl dafür bekommst, was die Anschaffung von Wärmepumpen in etwa kostet:

Bevor du dich für die Anschaffung einer Wärmepumpe entscheidest, empfiehlt es sich, ein professionelles Angebot einzuholen und eine genaue Einschätzung der Kosten basierend auf deinen spezifischen Anforderungen und Gegebenheiten zu erhalten. Die Investition in eine Wärmepumpe kann langfristige Einsparungen und Komfortgewinne bringen, aber es ist wichtig, die finanzielle Seite sorgfältig zu planen und alle Aspekte der Kosten zu berücksichtigen.

Wie viele Kosten kann ich mit einer Wärmepumpe einsparen?

Mögen die Kosten für die Installation einer Wärmepumpe erst einmal hoch erscheinen, solltest du jedoch beachten, wie hoch umgekehrt die Kosten sind, die du langfristig mit Wärmeenergie einsparen kannst. Wir schauen uns die Einsparung der Kosten fürs Heizen am Beispiel eines 120 m² großen Hauses mit einer Wärmepumpe an:

• Luft/Wasser-Wärmepumpe: Bei einer Luft/Wasser-Wärmepumpe kannst je nach Effizienz und Größe der Anlage zwischen30 % und 50 % der Kosten im Vergleich zu konventionellen Heizsystemen einsparen.
• Sole/Wasser-Wärmepumpe (Erdwärmepumpe): Erdwärmepumpen gelten als besonders effizient und könnten Einsparungen von 40 % bis 60 % oder sogar mehr im Vergleich zu herkömmlichen Heizsystemen ermöglichen.
• Wasser/Wasser-Wärmepumpe: Aufgrund ihrer Effizienz könnten Grundwasserwärmepumpen Einsparungen von etwa 50% bis 70% oder sogar mehr im Vergleich zu herkömmlichen Heizsystemen ermöglichen.

Wärmepumpen im Altbau und Neubau: Wann lohnt sich ein Einbau?

Der Einbau und Betrieb einer Wärmepumpe kann sich je nach den individuellen Gegebenheiten eines Gebäudes lohnen oder auch nicht. In einem Altbau ohne ausreichende Außendämmung ist eine Wärmepumpe in der Regel weniger sinnvoll, denn ältere Häuser verfügen oft über geringere Dämmstandards, was zu einem höheren Wärmeverlust führt und somit die Effizienz der Wärmepumpe verringern kann.

Für einen Neubau hingegen bieten Wärmepumpen eine attraktive Lösung. In modernen Neubauten mit guter Dämmung und effizienten Fenstern kann die Wärmepumpe ihre volle Effizienz entfalten. Die hohen Anfangsinvestitionen könnten durch langfristige Energieeinsparungen und eine geringere Umweltbelastung ausgeglichen werden.

Warum ist die Kombination einer Wärmepumpe und Photovoltaikanlage sinnvoll?

Die Kombination einer Wärmepumpe mit einer PV-Anlage bietet dir mehrere sinnvolle Vorteile, die sowohl ökonomisch als auch ökologisch von Bedeutung sind. Die Vorteile dieser Kombination im Überblick:

1. Du nutzt gleich zwei erneuerbare Energiequellen: Die PV-Anlage erzeugt sauberen Strom aus Sonnenlicht. Mit diesem Strom kann die Wärmepumpe versorgt werden. Dadurch reduziert sich der Bedarf an konventionellem Strom aus nicht-erneuerbaren Energien wie Öl und Gas.
2. Du sparst massiv Kosten für Strom und Heizung: Die Kombination aus Wärmepumpe und Photovoltaikanlage kann dazu führen, dass die Heizkosten erheblich sinken. Die selbst erzeugte Solarenergie wird direkt für den Betrieb der Wärmepumpe genutzt. In Zeiten, in denen die Photovoltaikanlage mehr Strom produziert, als benötigt wird, kann der überschüssige Strom ins Stromnetz eingespeist und vergütet werden. Ein Blick auf deine Stromrechnung wird dich erfreuen.
3. Du bist energieunabhängig und umweltfreundlich: Die Kombination von Wärmepumpe und Photovoltaikanlage verringert die Abhängigkeit von externen Heizquellen und ermöglicht die Erzeugung von eigenem Strom für die Wärmepumpe, was zu weniger CO2-Emissionen und einem reduzierten ökologischen Fußabdruck des Gebäudes führt.
4. Ganzjährige Effizienz: Da die Photovoltaikanlage im Sommer oft mehr Strom produziert als im Winter benötigt wird, kann dieser Überschuss an Strom für andere Zwecke genutzt werden, wie zum Beispiel die Warmwasserbereitung oder die Stromversorgung anderer Haushaltsgeräte.

SG Ready: Kommunikationsschnittstelle zwischen Wärmepumpe und PV-Anlage

Die Wirtschaftlichkeit von Wärmepumpen steigt mit sinkenden Strompreisen. Besonders günstigste Energie produziert man selbst mit der Photovoltaikanlage. Damit die Wärmepumpe weiß, wann überschüssiger Solarstrom zu Verfügung steht, muss die Wärmepumpe mit der Photovoltaikanlage kommunizieren. Diese Kommunikation ermöglicht die SG-Ready Schnittstelle. SG Ready steht für Smart Grid Ready und bedeutet so viel wie „kompatibel mit intelligenten Stromnetzen“. Produziert eine Solaranlage mehr Strom als gerade im Haus benötigt wird, wird dieser Überschuss nicht ins öffentliche Netz eingespeist sondern an die Wärmepumpe. 

Die SG-Ready Schnittstelle bietet aber auch die Kommunikationsmöglichkeit mit intelligenten Stromnetzen, sogenannten Smart-Grids, denn auch in Stromnetzen kommt es immer wieder zu Überkapazitäten die man in der Wärmepumpe effizient und günstig nutzen kann. Damit Sie künftig diese Vorteile nutzen können, sollten Sie bei der Auswahl der Ihrer Wärmepumpe auf das SG-Ready achten.

Ist der Umbau von einer Gas- oder Ölheizung auf eine Wärmepumpe im Bestand sinnvoll?

Der Umbau von einer Gas- oder Ölheizung auf eine Wärmepumpe im Bestand ist sinnvoll, wenn das Haus einen niedrigen Wärmebedarf hat. Ältere Gas- oder Ölheizungen arbeiten mit höheren Vorlauftemperaturen, was den Betrieb einer Wärmepumpe weniger wirtschaftlich macht.

Der 50-Grad Temperatur-Test

Neubauten oder jüngere Wohngebäude können mit niedrigeren Vorlauftemperaturen vom 50 bis 55 Grad heizen, was für den effizienten Betrieb einer Wärmepumpe gut geeignet ist. Besonders gut funktioniert dies mit Heizsystemen wie Fußbodenheizungen, die noch niedrigere Temperaturen von 30 bis 35 Grad verwenden.

Mit einem einfachen Test kann man herausfinden, ob das eigene Haus für den Umbau auf eine Wärmepumpe geeignet ist. Dazu muss man im ersten Schritt die Heizung so einzustellen, dass die Vorlauftemperatur maximal 50 bis 55 Grad beträgt. Im zweiten Schritt wird dann geprüft, ob sich das Haus bei voll aufgedrehten Thermostatventilen an mehreren kalten Tagen hintereinander und mit einer Außentemperaturen von möglichst unter von 0 Grad, mit dieser Einstellung ausreichend heizen lässt.

Verläuft der Test erfolgreich, ist dies ein gutes Zeichen, dass eine Wärmepumpe effizient betrieben werden kann. Positiver Nebeneffekt: nach bestandenem Test kann die Einstellung der Heizung so bleiben. Das spart schon jetzt Energiekosten

Was tun, wenn der 50 Grad Test im Haus fehlschlägt?

Reicht die Heizleistung mit 50 Grad Vorlauftemperatur nicht aus, gilt es, die Temperatur Schritt für Schritt zu erhöhen, bis die Heizleistung ausreicht. Dabei sollte die Heizkurve so wenig wie möglich und so viel wie nötig erhöht werden. Ein negativer Test schließt die Inbetriebnahme einer Wärmepumpe aber nicht zwangsläufig aus. Er ist aber ein wichtiger Indikator dafür, ob die geplante Wärmepumpe ökonomisch und ökologisch effizient betrieben werden kann oder weitere Optimierungsarbeiten notwendig sind.

Sind beispielsweise nur einzelne Räume zu kalt, solltest du Raumweise eine Heizlastberechnung durchführen. Es kann schon ausreichen, einzelne Heizkörper gegen größere auszutauschen, um die Vorlauftemperaturen abzusenken.