Die Wärmepumpe - alle Arten, Vorteile und Nachteile

Die Wärmepumpe ist eine Heizung, die sich besonders im Neubau immer größerer Beliebheit erfreut. Im Prinzip handelt es sich hier um einen „umgekehrten Kühlschrank“, welcher der Umgebung Wärme entzieht und diese an die Heizkörper des Gebäudes abgibt. Angetrieben wird diese Heizung zwar mit Strom, aber die letztendlich gewonnene Wärme besteht nur zu 25 Prozent aus elektrischer Energie.

Der Strom wird in der Wärmepumpe also nicht wie in der Elektroheizung genutzt, um Wärme zu erzeugen, sondern um der Umgebung Wärme zu entziehen. Darüber hinaus kann in Verbindung mit einem Ökostromanbieter CO₂-neutral geheizt werden.

Kommt eine Wärmepumpe tatsächlich als Heizung für das Eigenheim in Frage, kann man zwischen verschiedenen Arten wählen. Die Unterschiede bestehen primär im Ort der Wärmegewinnung und im Medium der Wärmeweitergabe.

Neben den vier “Standard”-Wärmepumpen unterscheidet man noch anhand des Antriebs der Wärmepumpe. Jede Wärmepumpe nutzt ein Kühlmittel, welches im Kreislauf verdampft und erneut komprimiert wird, um Heizwärme zu generieren. Unterschiedlich ist der Antrieb dieses Vorgangs. Während die meisten Standardmodelle eine elektrische Kompressionswärmepumpe nutzen, bei der das Kühlmittel mechanisch komprimiert wird, gibt es auch Gas- und Sorptionswärmepumpen.

Dabei ersetzen Gaswärmepumpen nur den Antrieb der Kompressionspumpe mit Gasverbrennung statt Elektrizität, während die Sorptionswärmepumpe die gesamte genutzte mechanische Energie durch thermische ersetzt. Die Sorptionswärmepumpe wird dabei zumeist auch mit Gas betrieben.

Luft-Luft-Wärmepumpe

Eine Luft-Luft-Wärmepumpe kommt nur zum Einsatz, wenn eine Lüftungsanlage vorhanden ist. Sie entnimmt der Abluft die Wärmeenergie, um die frische Zuluft aufzuheizen. Diese Form der Wärmepumpe ist auch unter dem Namen „Lüftungswärmepumpe“ bekannt und wird vornehmlich in Passivhäusern eingesetzt, da nur geringe Energiemengen übertragen werden können.

Luft-Wasser-Wärmepumpe

Bei einer Luft-Wasser-Wärmepumpe wird der Umgebungsluft Energie entzogen und dem Heizsystem zugeführt. Dadurch sind diese Anlagen besonders schnell einsetzbar, kostengünstiger und bedürfen keiner umständlichen baulichen Maßnahmen und Genehmigungsverfahren. Allerdings sind diese Systeme weniger effizient als Sole-Wasser- oder Wasser-Wasser-Wärmepumpen und stark von der Außentemperatur abhängig.

Die Behauptung, dass Luft-Wasser-Wärmepumpen übermäßig laut seien, trifft auf die aktuelle Generation der Wärmepumpen nicht mehr zu. Diese sind, egal ob im Innenraum oder außerhalb des Gebäudes aufgestellt, selten lauter als leise Gesprächslautstärke (45 dB).

Sole-Wasser-Wärmepumpe (Erdwärme)

Bei der Sole-Wasser-Wärmepumpe wird die Energie dem Erdreich entzogen, weshalb diese auch als Erdwärmepumpen bezeichnet werden. Dabei wird hauptsächlich zwischen zwei verschiedenen Varianten der Wärmegewinnung unterschieden.

Zum einen können Erdsonden, welche sich 100 Meter tief unter der Erdoberfläche befinden, eingesetzt werden. Dabei gelingt es, große Energiemengen auf einem hohen Temperaturniveau dem Erdreich zu entziehen. Allerdings sind die Bohrungen für die Sonden mit einem hohen Kostenaufwand verbunden.

Zum anderen können auch Flächenkollektoren eingesetzt werden, wobei diese unterhalb der Frostgrenze im Boden (0,5 bis 1,5 Meter tief) verlaufen. Zur Deckung des benötigten Energiebedarfs muss deshalb eine ausreichend große Bodenfläche zur Verfügung stehen.

Wasser-Wasser-Wärmepumpe

Wasser-Wasser-Wärmepumpen stellen die Energie eines Wasserreservoirs dem Heizsystem des Gebäudes zur Verfügung. In den häufigsten Fällen wird dabei auf das Grundwasser zurückgegriffen, da dieses über das gesamte Jahr eine nahezu konstante Temperatur besitzt.

Alternativ kann auch eine sogenannte Eisheizung genutzt werden. Neue fortschrittliche Konzepte ermöglichen ebenfalls die Nutzung des Abwassersystems als Energiequelle, was jedoch mit höheren technischen Anforderungen verbunden ist.

Brauchwasser-Wärmepumpe

Die Brauchwasser-Wärmepumpe nutzt als Wärmequelle die Abwärme einer Verbrennungsheizung, um Warmwasser zur Verfügung zu stellen. Auf diese Weise unterstützt sie die Effizienz einer Gasheizung oder Ölheizung und verbessert deren Ökobilanz. Allerdings ist die Brauchwasser-Wärmepumpe nicht dazu in der Lage, eigenständig das Haus zu beheizen und erfordert immer die Nutzung einer anderen Heizung.

Grundlegend funktioniert eine Wärmepumpe, wie ein Kühlschrank, nach dem Gesetz der Entropie. Dieses besagt, dass zwei Objekte unterschiedlicher Temperatur thermische Energie austauschen werden, bis beide Objekte dieselbe Temperatur erreichen.

Auf diese Weise kann ein Kältemittel, welches durch einen Kreislauf zirkuliert, im sehr kalten Zustand thermische Energie aus der Umgebung aufnehmen und dann in den Heizkreislauf übertragen. Die Nutzbarmachung der Wärme wird dabei durch die Ausnutzung der physikalischen Eigenschaften des Kältemittels (Propan) erreicht. Dieses kann durch mechanische oder thermische Komprimierung dazu gezwungen werden, seinen Aggregatzustand zu wechseln und dabei ein hohes energetisches Niveau zu erreichen.

Wärmequelle und Wärmemedium

Unterschieden werden muss zwischen Wärmequelle und Wärmemedium. Die Wärmequelle ist je nach Typ der Wärmepumpe das Erdreich, das Grundwasser oder die Luft selbst. Das Wärmemedium hingegen bezeichnet die Art und Weise, wie die gewonnene Wärme durch ein Wärmeverteilsystem in die Räume geleitet wird.

In den meisten Fällen findet dieser Vorgang klassisch, wie bei einer Verbrennungsheizung auch, über einen Wasserkreislauf statt, der die Wärme über Heizkörper abgibt. Im Fall der Luft-Luft-Wärmepumpe fehlt dieser Teil der Heizung und stattdessen wird die Wärme direkt über die Zuluft der Lüftungsanlage verteilt.

Funktioniert das wirklich? - Auch im Winter?

Welche Wärmequelle Sie wählen, hängt stark von den örtlichen Gegebenheiten ab. Die Zuführung der Wärme kann über ein Heizkörpersystem oder über eine Raumlüftung realisiert werden. Für den Betrieb von Wärmepumpen werden von einigen Energieversorgern auch gesonderte Stromtarife angeboten. Der Betrieb einer Wärmepumpe ist nur in gut gedämmten Gebäuden sinnvoll, womit dieses Heizsystem vor allem für Besitzer von Niedrigenergie- und Passivhäusern von Interesse ist.

In Verbindung mit einer Photovoltaik-Anlage kann ein stimmiges Gesamtkonzept geschaffen werden, bei dem ein Großteil des benötigten Stroms zu Hause produziert werden kann. Somit funktioniert die Wärmepumpe unter den richtigen Voraussetzungen hervorragend und stellt eine günstige und ökologische Art zu heizen dar. Wer einen Neubau plant und seine Heizkosten zusätzlich senken will, der sollte über die Anschaffung einer Flächenheizung wie z. B. einer  Fußbodenheizung nachdenken. Sie benötigt deutlich niedrigere Vorlauftemperaturen als herkömmliche Heizkörper und steigert dadurch die Effizienz Wärmepumpe, sodass die Heizkosten um 6 bis 12 Prozent jährlich sinken.

Ein Nachteil der Wärmepumpe sind die hohen Kosten bei der Anschaffung. Am richtigen Standort lohnt sich diese Anlage durch die niedrigen Heizkosten aber trotzdem. In der folgenden Tabelle sehen Sie die üblichen Anschaffungskosten für die verschiedenen Arten der Wärmepumpe.

Die stark unterschiedlichen Preise begründen sich durch die verschieden schwierig zu erschließenden Wärmequellen. Während Sie eine Luft-Wasser-Wärmepumpe im Endeffekt überall ohne allzu viel Aufwand installieren können, sieht das bei Sole-Wasser- und Wasser-Wasser-Wärmepumpen anders aus.

Diese Geräte erfordern aufwendige und somit kostenintensive Verlegungsarbeiten der Kollektoren und Sonden im Erdreich beziehungsweise Grundwasser. Der Vorteil ist die noch höhere Effizienz dieser Geräte, sodass sie sich tatsächlich auch den günstigeren Wärmepumpen gegenüber nach genügend Laufzeit amortisieren.

Wirtschaftlichkeit und Amortisation

Die wenigsten Menschen investieren einfach nur aus Spaß oder gutem Willen in erneuerbare Energien. Der größte Ansporn für eine Investition ist eine wirtschaftliche Amortisation und die Aussicht auf finanziellen Gewinn. Deswegen ist es wichtig zu bemerken, dass eine Wärmepumpe in der Anschaffung zwar teurer ist als herkömmliche Heizungen, die Geräte sich aber durch niedrigere Betriebskosten nach einigen Jahren amortisieren.

Wärmepumpenstrom ist günstiger

Bis 2007 gab es eine Verpflichtung für Stromversorger, günstigere Stromtarife für Wärmepumpen anzubieten. Diese Regelung ist inzwischen erloschen und Wärmepumpen-Betreiber zahlen im schlechtesten Fall genauso viel für ihren Strom wie alle anderen.

Trotz des Wegfalls der Pflicht gibt es immer noch Anbieter, die günstigere Tarife für Wärmepumpen-Betreiber anbieten. Dies soll den Ausbau erneuerbarer Wärme förden und gleichzeitig den eigenen Marktanteil vergrößern. Am Ende profitieren alle Seiten von günstigen Wärmepumpen-Tarifen.

2021 wurde die bereits zu Beginn 2020 novellierte Förderung für Wärmepumpen im Rahmen der „Bundesförderung für effiziente Gebäude” (BEG) erneut geändert. Ziel war es, die Anschaffung von Heizungen auf Basis erneuerbarer Energien noch attraktiver zu machen und so die CO2-Emissionen im Gebäudesektor zu senken.

Dabei wurden auch neue Boni eingeführt. Dadurch kann die Förderung auf bis zu 50 Prozent der förderfähigen Kosten steigen. Außerdem kann man jetzt auch für Luft-Luft-Wärmepumpen Förderung erhalten. Träger für die Heizungsmodernisierung als Einzelmaßnahme nach BEG (BEG EM) ist das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA).

Eine Wärmepumpe ist technisch und ökologisch gesehen die wohl beste Heizung, die aktuell auf dem Markt zu erhalten ist. Gleichzeitig handelt es sich aber auch um die höchste Investition, die man beim Kauf einer Heizung tätigen kann. Wenn aber das Budget stimmt und das Gebäude für eine Wärmepumpe geeignet ist, spricht wenig gegen den Kauf.

An diesem Punkt müssen Sie sich nur noch für eine der verschiedenen Varianten entscheiden. Die Erdwärmepumpe und die Grundwasserwärmepumpe sind die effizientesten Wärmepumpen, erfordern aber Genehmigungen und sind teurer als die Luftwärmepumpe. Diese wiederum stellt eine Allround-Lösung dar und kann eigentlich immer genutzt werden.

Kann eine Wärmepumpe eingebaut werden?

Im Neubau kann eine Wärmepumpe bedenkenlos eingebaut werden. Je nach den Bedingungen der Umgebung eignen sich die verschiedenen Arten der Wärmepumpe mehr oder weniger. Im Altbau hängt die Nutzbarkeit der Wärmepumpe von der Dämmung und dem Wärmeverteilsystem ab.

Ist das Gebäude gut gedämmt und mit einem flächigen Wärmeverteilsystem (Fußbodenheizung, Wandheizung) ausgestattet, spricht eher wenig gegen die Installation einer Wärmepumpe. Bei fehlender oder schlechter Dämmung sollte von einer Wärmepumpe abgesehen werden.