Der große Ratgeber zu Wärmepumpen: Modelle, Vorteile, Kosten

Die Entscheidung für ein neues Heizsystem ist oft mit vielen Fragen verbunden. Vor allem fragt man sich, welche Lösung zuverlässig, wirtschaftlich und zugleich umweltfreundlich ist. Immer mehr Menschen finden die Antwort in der Wärmepumpe, die sich durch Energieeffizienz und niedrige Betriebskosten auszeichnet.

Was ist eine Wärmepumpe?

Eine Wärmepumpe ist ein System, das in der Umwelt (Luft, Boden oder Wasser) gespeicherte thermische Energie zur Gebäudeheizung und/oder Brauchwassererwärmung nutzt. Für ihren Betrieb benötigt die Wärmepumpe nur eine geringe Menge elektrischen Strom. Deshalb kann man durch den Umstieg auf eine Wärmepumpenheizung den Energieverbrauch im Haushalt und damit die jährlichen Heizkosten deutlich senken.

Wie funktioniert eine Wärmepumpe?

Eine Wärmepumpe gewinnt Wärme aus der Umwelt (Luft, Boden oder Wasser), hebt sie mithilfe eines elektrisch betriebenen Kompressors auf ein höheres Niveau an und überträgt sie anschließend in ein System mit höherer Temperatur (Heizkreislauf). Die meisten Wärmepumpen sind Niedertemperatursysteme, die je nach Bauart mit etwa 75 bis 80 % erneuerbarer Energie und 20 bis 25 % elektrischer Energie aus dem Stromnetz gespeist werden. Das bedeutet, dass etwa drei Viertel der Energie kostenfrei direkt aus der Natur gewonnen werden.

Je nach Leistungszahl erzeugen Wärmepumpen mit 1 kWh elektrischen Strom, der zum Antrieb des Kompressors eingesetzt wird, 4 kWh Heizenergie oder auch mehr.

Im Gegensatz zu herkömmlichen elektrischen Heizgeräten, die Wärme durch Heizstäbe erzeugen, übertragen Wärmepumpen thermische Energie aus der Umwelt in den Heizkreis. Elektrischer Strom wird lediglich zum Antrieb des Kompressors benötigt, weshalb der Energieverbrauch deutlich niedriger ist als bei gewöhnlichen Elektroheizungen.

Ein Vergleich von Wärmepumpen mit anderen elektrischen Heizsystemen zeigt also, dass Wärmepumpen wesentlich effizienter und sparsamer sind.

Mehr über die Funktionsweise von Wärmepumpen erfahren Sie in den folgenden Abschnitten, in denen die unterschiedlichen Arten von Wärmepumpen vorgestellt werden.

Arten von Wärmepumpen

Je nachdem, aus welcher Quelle die Wärmepumpe ihre Energie bezieht, wird zwischen drei Hauptarten von Wärmepumpen unterschieden: Luft-Wasser-Wärmepumpe (Luftwärmepumpe), Sole-Wasser-Wärmepumpe (Erdwärmepumpe) und Wasser-Wasser-Wärmepumpe (Grundwasserwärmepumpe). Am effizientesten ist das Wasser-Wasser-System.

Luft-Wasser-Wärmepumpe

Diese Wärmepumpenart gewinnt Wärme aus der Umgebungsluft und leitet sie in das Heizsystem. Sie überträgt die der Luft entzogene thermische Energie über den Verdampfer auf ein Kältemittel in gasförmigem Zustand, das mithilfe des Kompressors verdichtet und damit weiter erwärmt wird, bevor die Wärme über den Verflüssiger an das Heizwasser übertragen wird. Durch das Abkühlen kondensiert das Kältemittel wieder und das Verfahren beginnt von Neuem.

Bei den meisten Luft-Wasser-Wärmepumpen handelt es sich um Split-Wärmepumpen, die sich auf zwei Standorte aufteilen: die Außeneinheit und die Inneneinheit. Die lauten Komponenten (Ventilator, Verdampfer und Kompressor) befinden sich in der Außeneinheit, während Verflüssiger und Umwälzpumpe in der Inneneinheit untergebracht sind.

Die Luft-Wasser-Wärmepumpe überträgt die Wärme aus der Luft auf das Heizwasser, mit dem die Fußbodenheizung betrieben wird.

Luft-Wasser-Wärmepumpen sind unter allen Wärmepumpenarten am wenigsten effizient, Ihr COP-Wert (Coefficient of Performance / Leistungskoeffizient oder Leistungszahl) liegt typischerweise bei 3,4 bis 4 und ist damit niedriger als bei Wasser-Wasser- und Sole-Wasser-Wärmepumpen. Dennoch ist die Luft-Wasser-Wärmepumpe die meistgewählte Wärmepumpenart, da sie keine Wärmeerschließung erfordert (Luft ist direkt und überall verfügbar) und das System einfach zu installieren ist. Daher sind sowohl die Geräte als auch die Installation kostengünstig: Die Gesamtkosten der Wärmepumpe betragen je nach Leistung zwischen 12.000 und 23.000 €.

Wärmepumpenheizungen mit Luft-Wasser-Wärmepumpe sind vor allem für kleinere Gebäude oder gut gedämmte Neubauten geeignet. Luft-Wasser-Wärmepumpen sind zwar weniger effizient als andere Wärmepumpenarten, doch bei Gebäuden mit niedrigem Heizwärmebedarf ist ihre Leistung ausreichend, sodass aufwändigere oder teurere Systeme nicht notwendig sind.

Ein möglicher Nachteil gegenüber Wasser-Wasser- und Sole-Wasser-Wärmepumpen liegt in der Ästhetik: Die Außeneinheit wird sichtbar an der Hauswand oder im Garten platziert, was die Außenansicht des Gebäudes beeinträchtigen kann.

Wasser-Wasser-Wärmepumpe

Diese Wärmepumpenart nutzt das relativ konstante Temperaturniveau des Grundwassers (meist zwischen 12 und 15 °C), um Wärme auf den Heizkreislauf zu übertragen. Das Kältemittel nimmt wie im Luft-Wasser-System Energie auf, die bei der Wasser-Wasser-Wärmepumpe jedoch aus dem Grundwasser stammt (daher auch die Bezeichnung Grundwasserwärmepumpe). Das abgekühlte Wasser wird anschließend wieder in den Untergrund zurückgeleitet.

Ein großer Vorteil der Wasser-Wasser-Wärmepumpe liegt darin, dass sie in den wärmeren Monaten auch zur passiven Kühlung verwendet werden kann, wodurch die Energieeffizienz und der Wohnkomfort weiter gesteigert werden.

Für die Installation einer Wasser-Wasser-Wärmepumpe ist eine Erschließung in Form aufwändiger Erdarbeiten erforderlich. Außerdem muss eine geeignete Grundwasserquelle vorhanden sein. Deshalb ist sie deutlich teurer als die Luft-Wasser-Wärmepumpe. Die Gesamtkosten liegen bei 15.000 bis 22.000 € (bei besonders teuren Wärmepumpenmodellen können sie auch höher sein).

Dafür ist die Wasser-Wasser-Wärmepumpe aber besonders energieeffizient. Der COP-Wert liegt bei 5,2 bis 6,2, was die Grundwasserwärmepumpe zur effizientesten Wärmepumpenart macht. Überdies ist die Temperatur des Grundwassers viel konstanter als die der Außenluft.

Sole-Wasser-Wärmepumpe

Bei dieser Wärmepumpenart wird Wärme aus dem Erdreich gewonnen und in den Heizkreislauf eingespeist. Voraussetzung ist eine ausreichend große freie Fläche auf dem Grundstück, auf der Erdwärmekollektoren horizontal verlegt werden können. Alternativ kommen Erdwärmesonden zum Einsatz, die in den Boden eingelassen werden, um Wärme aus tieferen Bodenschichten zu gewinnen. Flächenkollektoren nutzen dagegen die Sonnenenergie, die sich in Schichten knapp unter der Erdoberfläche (einige Meter tief) ansammelt.

Ähnlich wie das Grundwasser hält auch der Boden das ganze Jahr über eine relativ konstante Temperatur aufrecht. Deshalb ist er im Winter wärmer, im Sommer hingegen kühler als die Luft, sodass auch passives Kühlen in der warmen Jahreszeit möglich ist.

Mit einem COP-Wert von 4,4 bis 5 sind Sole-Wasser-Wärmepumpen sehr energieeffizient und ihre Kosten sind ähnlich hoch wie die von Wasser-Wasser-Wärmepumpen. Die Gesamtkosten betragen meist zwischen 14.000 und 26.000 €. Dabei ist anzumerken, dass Flächenkollektoren in der Regel etwas günstiger sind als Sonden (bei besonders tiefen Bohrungen können die Kosten auch auf 30.000 € ansteigen).

Auswahl und Installation einer Wärmepumpe

Welche Wärmepumpenart für Ihr Haus geeignet ist, hängt von den örtlichen Gegebenheiten, dem Energiebedarf Ihres Haushalts, der Gebäudegröße sowie dem verfügbaren Budget ab.

Neben der Wärmepumpenart bzw. der Energiequelle (Luft, Wasser oder Boden) sind noch einige weitere Faktoren zu beachten. Zu den wichtigsten zählt die Dimensionierung der Anlage. Die erforderliche Heizleistung sollte von einem qualifizierten Fachbetrieb anhand der beheizten Fläche, der Qualität der Wärmedämmung und Fenster sowie der klimatischen Bedingungen der Region berechnet werden.

Eine zu leistungsstarke Wärmepumpe kann ähnliche Probleme verursachen wie eine Klimaanlage mit zu hoher Kühlleistung. Zwar wird das Heizwasser schneller erwärmt, doch Fußbodenheizungen benötigen unabhängig davon eine gewisse Zeit, um Räume angenehm zu temperieren (Fußbodenheizungen sind träge Systeme). Deshalb sind bei einer zu leistungsstarken Wärmepumpe die Ein- und Ausschaltzyklen der Pumpe sehr kurz (die Anzahl der Ein- und Ausschaltvorgänge einer Wärmepumpe innerhalb eines bestimmten Zeitraums wird als Taktung bezeichnet). Wenn die Heizlast des Gebäudes unter der minimalen Leistungsabgabe der Wärmepumpe liegt, schaltet sich das System ständig an und aus. Dies verringert die Energieeffizienz, da der Kompressor beim Anlaufen besonders viel Strom verbraucht. Gleichzeitig steigt der Verschleiß der Bauteile und das Risiko für Defekte.

Andererseits kann eine zu schwache Wärmepumpe weder Energieeffizienz noch Heizkomfort gewährleisten.

Die benötigte Leistung der Wärmepumpe hängt daher stark von der Qualität der Wärmedämmung ab. Ist diese fachgerecht und in ausreichender Dicke ausgeführt, verringern sich die Wärmeverluste erheblich. Bei dem hierzulande üblichen Wärmedämmverbundsystem (WDVS) kommen meistens EPS (Styropor) oder Steinwolle zum Einsatz, wobei Steinwolle zusätzliche Vorteile wie höhere Dampfdiffusionsoffenheit und besseren Brandschutz bietet.

Um Ihr Zuhause wirklich energieeffizient zu machen, müssen Sie mehrere Maßnahmen kombinieren, sodass zu einem effizienten Heizsystem auch eine gute Fassadendämmung gehört, die den Heizwärmeverlust minimiert.

Wenn Sie eine Fassadensanierung planen, müssen Sie für eine ausreichende Dämmstoffdicke sorgen. Für ausreichende Wärmedämmung sollte die Schichtstärke mindestens 12 cm betragen. Die Dämmung der Außenwände und andere Maßnahmen zur thermischen Gebäudesanierung werden bundesweit von der KfW und vom BAFA gefördert und die Förderungen lassen sich teilweise mit Landesprogrammen und kommunalen Förderungen kombinieren.

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Auch die Qualität der Fenster und Türen hat großen Einfluss auf den Heizwärmebedarf Ihres Zuhauses. Über veraltete Fenster und Türen können bis zu 40 % der Heizenergie verloren gehen. Deshalb ist auch der Fenstertausch eine sinnvolle und förderungsfähige Maßnahme. Typische Anzeichen für undichte Fenster und Türen sind Zugluft im Winter, Schwierigkeiten beim Öffnen und Schließen, Schimmelbildung im Fensterbereich, Tauwasserausfall, Wassereintritt oder verschlechterte Schalldämmung.

In den letzten Jahren erfreuen sich vor allem Kunststofffenster großer Beliebtheit. Sie bieten hervorragende Wärmedämmung zu einem attraktiven Preis-Leistungs-Verhältnis. Standardmäßige Kunststofffenster mit Zweifachverglasung kosten zwischen 300 und 400 €/m². Damit sind Kunststofffenster günstiger als Holz- oder Aluminiumfenster. Der genaue Preis hängt jedoch von etlichen Faktoren ab: Fensterform und -größe, Bauweise des Profils (Mehrkammersystem), Verglasung sowie Öffnungsmechanismus (Festverglasung, Drehkippfenster oder Schiebefenster). Daher ist es wichtig, einen erfahrenen Anbieter zu wählen, der ein individuelles Angebot erstellen kann.

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Damit die Wärmepumpe effizient arbeiten kann, muss sie zunächst fachgerecht installiert werden. Ein erfahrener Fachbetrieb kann den optimalen Aufstellort ermitteln und Sie bei der Auswahl des passenden Modells beraten.

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Vorteile der Wärmepumpe

Wärmepumpen zeichnen sich durch eine hohe Lebensdauer von über 25 Jahren und sehr niedrige Betriebskosten aus. Obwohl die Anfangsinvestition relativ hoch ist (was manche Interessenten zunächst abschreckt), amortisiert sich die Anlage in überraschend kurzer Zeit. Die Amortisationszeit einer Wärmepumpe hängt von den Investitionskosten, der Effizienz und den Betriebskosten sowie der Höhe der Förderung ab, doch in den meisten Fällen amortisiert sich die Wärmepumpe in etwa 10 Jahren.

Unter den zahlreichen Vorteilen der Wärmepumpe ist auch der extrem niedrige Wartungsaufwand zu nennen. Und da kein Schornstein benötigt wird, entfallen auch die Kosten für den Schornsteinfeger. Den geringsten Wartungsaufwand verursachen Luft-Wasser-Wärmepumpen.

Im Vergleich dazu bringen andere Heizsysteme deutlich mehr Aufwand mit sich, sei es das Nachfüllen von Pellets, Holzhacken, manuelles Beschicken der Anlage oder regelmäßige Ofenreinigung.

Neben der hohen Energieeffizienz und dem niedrigen Stromverbrauch überzeugt die Wärmepumpe auch durch ihre komfortable Bedienung.

Hersteller oder Installateure bieten im Garantiezeitraum kostenlose Wartung und Instandhaltung an. Durch regelmäßige Wartung wird der optimale Betrieb der Wärmepumpe sichergestellt und durch frühzeitige Fehlererkennung lassen sich teure Reparaturen vermeiden.

Nachteile der Wärmepumpe

Anders als manche befürchten, sind Wärmepumpen nicht besonders laut. Am lautesten ist die Luft-Wasser-Wärmepumpe, da hier ein Ventilator zum Einsatz kommt. Dennoch überschreitet der Geräuschpegel selbst bei dieser Wärmepumpenart selten 60 dB. Moderne Wärmepumpen sind in der Regel nahezu geräuschlos.

Dennoch wird empfohlen, die Außeneinheit nicht direkt am Schlaf- oder Kinderzimmerfenster aufzustellen. Bereits wenige Meter Abstand genügen, um die Geräusche auf ein nicht mehr wahrnehmbares Maß zu reduzieren.

Ein weiterer Nachteil betrifft die aufwändige Erschließung bei Wasser-Wasser- und Sole-Wasser-Wärmepumpen. So benötigt etwa eine Erdwärmepumpe mit Flächenkollektoren auf dem Grundstück eine Freifläche, die mindestens doppelt so groß ist wie der Grundriss des zu beheizenden Gebäudes.

Wärmepumpe und Fußbodenheizung: Ein starkes Team

Herkömmliche Wärmepumpen sind Niedertemperatursysteme, was bedeutet, dass sie am effizientesten arbeiten, wenn sie mit möglichst niedrigen Vorlauftemperaturen betrieben werden. Deshalb werden sie am besten mit Niedertemperatur-Heizsystemen wie Flächenheizungen (Wand- und Fußbodenheizungen) oder Niedertemperatur-Heizkörpern kombiniert.

Wassergeführte Fußbodenheizungen arbeiten mit niedrigen Vorlauftemperaturen - meist zwischen 21 und 28 °C, maximal jedoch 40 °C. Daher kann die Wärmepumpe das Heizwasser immer ausreichend erwärmen, um das Heizsystem effizient zu betreiben.

Herkömmliche Heizkörper sind für die Kombination mit einer Wärmepumpe weniger geeignet, da sie mit höheren Temperaturen arbeiten. Mittlerweile gibt es jedoch Hochtemperatur-Wärmepumpen, die Vorlauftemperaturen über 60 oder sogar 70 °C erreichen können. Allerdings sind diese teurer und oft weniger effizient als herkömmliche Wärmepumpen.

Die Fußbodenheizung bietet neben hoher Effizienz noch weitere Vorteile: Die Heizungsrohre sind unsichtbar verlegt, die Wärme wird gleichmäßig im Raum verteilt, und weil die Heizung mit niedrigen Vorlauftemperaturen arbeitet, trocknet sie die Raumluft nicht zu sehr aus. Zwar sind die Anschaffungskosten höher als bei gewöhnlichen Heizkörpern, doch die Fußbodenheizung amortisiert sich langfristig (vor allem in Kombination mit einer Wärmepumpe).

Was kostet eine Fußbodenheizung? Die Kosten einer wassergeführten Fußbodenheizung (Material, Verlegung, Anschluss an den Heizkreisverteiler und Druckprüfung) als Nasssystem (mit Nassestrich) liegen bei 55 bis 100 €/m². Bei einem Trockensystem (Fußbodenheizung mit Trockenestrich) müssen Sie mit Kosten von 90 bis 125 €/m² rechnen.

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Andere Varianten der Flächenheizung sind die Wandheizung und die Deckenheizung, die genau wie die Fußbodenheizung ein gleichbleibendes und behagliches Raumklima sicherstellen. Auch hierbei handelt es sich um Niedertemperatursysteme, die mit Vorlauftemperaturen von 28 bis 40 °C arbeiten. Die Heizrohre sind auch bei diesen Heizungen unsichtbar verbaut und nehmen keinen Platz im Raum ein.

Da die Temperaturdifferenz zwischen Heizfläche und Raumluft geringer ist als bei Heizkörpern, entsteht weniger Luftzirkulation, sodass weniger Staub aufgewirbelt wird, was wiederum zu einer höheren Raumluftqualität beiträgt. Zudem kann die Wandheizung in Kombination mit einer Wärmepumpe in den Sommermonaten auch zur Gebäudekühlung genutzt werden.

Und was kostet eine Wandheizung? Wandheizungen sind vergleichsweise kostengünstig, der Energieverbrauch ist gering, ebenso der Wartungsaufwand. Die Kosten hängen von der Art der Wandheizung (wassergeführt oder elektrisch), der Heizfläche, dem Systemtyp (Heizen, Kühlen oder beides) sowie dem gewählten Fachbetrieb ab. Wassergeführte Systeme kosten zwischen 75 und 250 €/m².

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Pool Wärmepumpe

Zum Schluss widmen wir uns noch einer besonderen Kategorie von Wärmepumpen - den Geräten, die speziell zur Beheizung von Poolwasser konzipiert sind.

Mit einer Pool Wärmepumpe lässt sich die Badesaison von Frühjahr bis in den Spätherbst verlängern.

Pool Wärmepumpen nutzen die Wärme der Umgebungsluft und übertragen sie mit minimalem Stromverbrauch auf das Poolwasser. Das Funktionsprinzip entspricht dem anderer Wärmepumpen: Das System entzieht der Umgebung Wärme und überträgt sie auf Wasser (in diesem Fall kein Heiz-, sondern Poolwasser). Pool-Wärmepumpen gelten als hoch energieeffizient.

Einziger Nachteil: Ihr Betrieb ist etwas lauter und von einem brummenden Geräusch gekennzeichnet.

Die Kosten für Pool Wärmepumpen betragen je nach Leistung und Ausstattung zwischen 1.500 € und 7.000 €.