Die Wärmepumpe - alle Arten, Vorteile und Nachteile

Was ist eine Wärmepumpe? Hört sich nach einem Bauteil einer Heizung an. Tatsächlich ist die Wärmepumpe jedoch eine eigenständige Heizung. 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 ca. 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.

Als Heizung für das Eigenheim kommen verschiedene Wärmepumpe Arten in Frage. Dabei hat jede Wärmepumpe Vorteile und Nachteile. Meist hängt es vom Dämmstandard des Gebäudes ab, welche Bauart geeignet ist und ob sich ihr Einsatz rentiert. 

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 (Ausnahme: Luft-Luft-Wärmepumpe).

Unterschiedlich ist der Antrieb dieses Vorgangs. Während die meisten Standardmodelle eine elektrische Wärmepumpe 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, kostengünstig in der Anschaffung und bedürfen keiner umständlichen baulichen Maßnahmen und Genehmigungsverfahren. Allerdings sind diese Systeme weniger effizient als Erd-Wärmepumpen 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 Erd-Wärmepumpen bezeichnet werden. Dabei wird hauptsächlich zwischen zwei verschiedenen Varianten der Wärmegewinnung unterschieden.

Zum einen können Erdsonden, welche sich bis zu 100 Meter (meist eher 10 bis 15 Meter) tief unter der Erdoberfläche befinden, eingesetzt werden. Dabei gelingt es, dem Erdreich große Energiemengen auf einem hohen Temperaturniveau zu entziehen. Der Vorteil ist die hohe Effizenz dieser Bauart. Allerdings hat die Erd-Wärmepumpe auch Nachteile, denn die Bohrungen für die Sonden sind mit einem hohen Kostenaufwand verbunden und zudem genehmigungspflichtig.

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. Da Bauland auch teuer ist, muss von Fall zu Fall entschieden werden, welche Wärmepumpe die Günstigere ist. In jedem Fall handelt es sich aber um eine Hocheffizienz Wärmepumpe.

Wasser-Wasser-Wärmepumpe

Wasser-Wasser-Wärmepumpen stellen dem Heizsystem des Gebäudes die Energie eines Grundwasserreservoirs zur Verfügung. Dabei eignet sich das Grundwasser besonders gut als Wärmequelle, da dieses über das gesamte Jahr eine nahezu konstante Temperatur besitzt.

Durch den daraus resultierenden Wirkungsgrad ist die Wasser-Wasser-Wärmempmumpe eine Hocheffizienz Wärmepumpe. 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. Diese werden dann auf 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.

Ein Nachteil der Wärmepumpe sind die hohen Kosten bei der Anschaffung. Für eine Wärmepumpe müssen Sie inklusive Einbau - je nach Bauart und ausgehend von einem 140 Quadratmeter großem Einfamilienhaus mit 4-Personen-Haushalt - mit Kosten zwischen 15.000 und 30.000 Euro rechnen.

Die stark unterschiedlichen Preise begründen sich durch die verschieden schwierig zu erschließenden Wärmequellen. Während Sie eine Luft-Wasser-Wärmepumpe im Endeffekt überall installiert werden kann, ist die Erschließung der Wärmequelle bei Sole-Wasser- und Wasser-Wasser-Wärmepumpen technisch sehr aufwendig sowie genehmigungspflichtig.

Daher sind sie in der Anschaffung teurer als Luft-Wasser-Wärmepumpen. Die Mehrkosten dieser Anlagen amortisieren sich jedoch durch ihre höhere Effizenz im Bertieb deutlich. In der folgenden Tabelle sehen Sie die üblichen Kosten für Anschaffung und Betrieb der verschiedenen Arten der Wärmepumpe über einen Zeitraum von 30 Jahren. Dabei haben wir einen jährlichen Wärmebedarf von 28.000 Kilowattstunden und eine jährliche Vetreuerung von 3 Prozent vorausgesetzt.

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 und erhöht. Durch die Einführung neuer Boni kann sich die Förderung für die Installation einer Wärmepumpe als Einzelmaßnahme in einem Bestandsbau nun auf bis zu 50 Prozent der förderfähigen Kosten bzw. 30.000 Euro belaufen.

Sie erhalten aber nach wie vor immer mindestens 35 Prozent der förderfähigen Kosten als Förderung. Eine weitere Neuerung: Luft-Luft-Wärmepumpen werden seit Beginn 2021 ebenfalls gefördert. Träger für die Heizungsmodernisierung als Einzelmaßnahme nach BEG (BEG EM) ist das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA). Eine Förderung von Einzelmaßnahmen im Neubau gibt es dagegen nicht mehr.

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.

Anbieter von Wärmepumpen

Wärmepumpen werden eigentlich von allen bekannten größeren Herstellern von Heizungen angeboten. Daneben gibt es aber auch zahlreiche Anbieter von vermeintlich preiswerten „No-Name-Produkten”. Diese sind nicht zwingend schlecht. Wer als Heizung eine Wärmepumpe installieren lassen will, sollte dennoch sehr genau prüfen (lassen), ob das Produkt auch hält, was es verspricht. Meist kostet Qualität in diesem Bereich einfach mehr Geld, während billige Angebote häufig irgendeinen Haken haben.

Mit der Anschaffung einer Wärmepumpe eines etablierten Herstellers machen Sie in der Regel keinen Fehler, wenn die Rahmenbedingungen stimmen. Sollten Sie hierzu dennoch Fragen haben, kann Ihnen einer unserer zertifierten Energieberater weiterhelfen. Nutzen Sie hierzu das Kontaktformular. Wir beraten Sie kostenlos und unverbindlich. In der folgenden Tabelle finden Sie eine grobe aber unvollständige Übersicht bekannter Hersteller und ihrer Produkte (eine vollständige Auflistung würde hier den Rahmen sprengen).

Welche Wärmepumpe die Beste ist, lässt sich nicht pauschal sagen. Faktisch hat jede Wärmepumpe Vorteile und Nachteile, die über ihre jeweilige Eignung als Heizung entscheiden. Auch ist die Wärmepumpe an sich nicht jeder anderen Heizung immer überlegen, da sie nicht für jedes Gebäude geeignet ist.

Je nach Anwendungsbereich treten also unterschiedliche Vorteile und Nachteile in Erscheinung. Zu den Nachteilen der Wärmepumpe zählen definitiv die hohen Kosten bei der Anschaffung und der erhöhte Stromverbrauch. In der richtigen Umgebung und bei der Verwendung von Ökostrom werden diese Nachteile aber durch die übrigen Vorteile ausgeglichen. In der untenstehenden Tabelle sehen Sie eine kleine Gegenüberstellung der jeweiligen Eigenschaften.

Wärmepumpen haben neben ihrer hohen Effizienz weitere Vorteile. So lässt sich die Effizienz durch verschiedene Maßnahmen noch weiter erhöhen. Außerdem kann man die Bandbreite möglicher Funktionen erweitern.

So kann man z. B. die Wärmepumpe mit einer Photovoltaik-Anlage und oder einer Fußbodenheizung kombinieren um die Heizkosten zu senken. Außerdem gibt es die Möglichkeit, die eigenen vier Wände im Sommer mit Hilfe der Wärmepumpe zu kühlen.

Wärmepumpen und Photovoltaik

Kombiniert man eine Wärmepumpe mit einer Photovoltaik-Anlage, lassen sich die Stromkosten für ihren Betrieb senken. Die Kosten für die Anschaffung der Photovoltaik-Anlage amortisieren sich dadurch schon nach wenigen Jahren und man spart langfristig viel Geld für Strom.

Eine weitere Möglichkeit die Kosten zu senken besteht darin, die Wärmepumpe mit einer Fußbodenheizung zu kombinieren. Sie kommt mit deutlich niedrigeren Vorlauftemperaturen aus als wandhängende Heizkörper und spart so jährlich 6 bis 12 Prozent der Heizkosten. Dadurch amortisieren sich die Kosten für die Fußbodenheizung recht schnell.

Wärmepumpe als Klimaanlage

Neuere Wärmepumpen werden häufig optional - manchmal auch serienmäßig - mit Kühlfunktion angeboten. Unterschieden wird dabei zwischen aktiver und passiver Kühlung. Letztere ist nur mit Erd-Wärmepumpen und Wasser-Wasser-Wärmepumpen möglich. Dabei übertragen sich die angenehm kühlen Temperaturen des Erdreiches bzw. des Grundwassers auf die Wärmepumpe die diese dann an den Heizkreislauf abgibt und somit die Wohnräume kühlt. Vorteil: Die passive Kühlung verbraucht kaum Strom da der Verdichter umgangen wird.

Bei der aktiven Kühlung wird der Prozess der üblicherweise zum Heizen genutzt wird einfach umgekehrt. Man spricht in diesem Zusammenhang auch von reversiblen Wärmepumpen. Die Wärmepumpe funktioniert dann prinzipiell wie ein Kühlschrank und entzieht dem Raum die Wärme und gibt gleichzeitig Kälte aus dem Erdreich an den Raum ab. Dadurch kühlt die Wärmepumpe effektiver - ähnlich einer Klimaanlage. Es wird aber auch mehr Strom verbraucht. Hier ist die Kombination mit einer Photovoltaik-Anlage besonders sinnvoll, da der Strom der tagsüber produziert wird auch gleich verbraucht wird. So sind die Einsparungen am höchsten.