Wegweiser Wärmepumpe – Der Energiesparkommissar erklärt

Der Wegweiser Wärmepumpe beantwortet in kompakten Videoclips alle Fragen zur Wärmepumpe. Und mit einem Schnellcheck finden Sie heraus, ob Ihr Haus für eine Wärmepumpe geeignet ist.

 

zum Wegweiser Wärmepumpe

Wärmepumpen sorgen klimafreundlich für beheizte Räume und Warmwasser – sogar kühlen ist möglich. Welche Arten von Wärmepumpen gibt es und wie funktionieren sie? In welchen Gebäuden und bei welchen Rahmenbedingungen lässt sich eine Wärmepumpe heute effizient für Heizung und Warmwasser einsetzen?

Die wichtigsten Informationen rund um das Thema Wärmepumpe finden Sie kompakt zusammengefasst im Merkblatt „Wärmepumpe: Energie aus der Umwelt“.

Das erwartet Sie auf dieser Seite

Drei Arten von Wärmepumpen

Wärmepumpen entziehen ihrer Umwelt Wärme. Als Wärmequelle wird in den meisten Fällen Luft genutzt, aber auch das Erdreich oder Wasser können als Quelle herangezogen werden. Grundlegend werden somit drei Arten von Wärmepumpen unterschieden:

  • Luftwärmepumpen entziehen der Außenluft Wärme. Über ein Außengerät wird dabei mithilfe eines Ventilators Luft angesaugt und dieser – auch bei bei niedrigen Temperaturen im Winter – Wärme entzogen. Eine Sonderform von Luftwärmepumpen sind Klimaanlagen, auch Luft-Luft-Wärmepumpen genannt. Diese können nicht nur im Sommer kühlen, sondern auch effizient, denn diese können im Winter auch effizient heizen.
  • Erdwärmepumpen, auch Sole-Wärmepumpen genannt, nutzen bis über hundert Meter tiefe Erdwärmesonden oder alternativ oberflächennahe Erdkollektoren, also horizontal verlegte Rohrleitungen im Erdreich. Diese senkrechten oder waagerechten Leitungen funktionieren wie ein Wärmetauscher, durch den eine Flüssigkeit gepumpt und erwärmt wird, da das Erdreich eine relativ konstante Temperatur hat.
  • Grundwasserpumpen nutzen Grundwasser als Wärmequelle. Das Grundwasser wird dabei über einen Brunnenkanal angesaugt und die Wärme entzogen.

So funktioniert eine Wärmepumpe

Die Wärme, die der Umgebung entzogen wird, bringt in einem Wärmetauscher ein Kältemittel zum Verdampfen. Dieser Dampf wird in einem Kompressor verdichtet (hierfür braucht die Wärmepumpe Strom) und dadurch erhitzt. Die so erzeugte Wärme gibt die Wärmepumpe in einem zweiten Wärmetauscher an den Heizkreislauf des Gebäudes weiter. Der Dampf wird dabei abgekühlt und wieder flüssig und von neuem in den Kreislauf eingespeist. 

Effizienz der Wärmepumpe

Die Effizienz der Wärmepumpe hängt von verschiedenen Faktoren ab. Maßgeblich sind die Wärmequelle sowie die Vorlauftemperatur im Heizsystem. Auch die Art der Warmwasserbereitung und das Fabrikat selbst haben Einfluss auf die Effizienz. Je geringer die Temperaturdifferenz zwischen der Wärmequelle –, also der Außenluft, dem Erdreich oder dem Grundwasser –, und der erforderlichen Temperatur im Heizsystem, der sogenannten Vorlauftemperatur, desto effizienter läuft die Wärmepumpe.

Wärmepumpen heizen auch im Winter

Auch bei Außentemperaturen um die null Grad und weniger kann die Luftwärmepumpe ihrer Umwelt noch ausreichend Wärme entziehen.

Bei Minusgraden verliert sie jedoch mehr und mehr an Effizienz und funktioniert zunehmend wie eine Elektroheizung. Erd- und Grundwasser-Wärmepumpen haben aufgrund der konstanteren Temperatur der Wärmequelle im Winter Vorteile und sind daher effizienter als Luftwärmepumpen, in der Anschaffung aber auch teurer.

Maßgeblich für die Effizienz: Niedrige Vorlauftemperaturen

Herkömmliche Heizsysteme können beim Verbrennen von (fossilen) Brennstoffen hohe Temperaturen von 60 bis 90 Grad ins Heizsystem einspeisen. Wärmepumpen erzeugen mit 35 bis 60 Grad Celsius deutlich niedrigere Vorlauftemperaturen. Je niedriger diese Temperatur ist, desto effizienter arbeitet die Wärmepumpe. Um mit niedrigen Temperaturen trotzdem eine angenehme Wärme zu erzeugen, muss der energetische Zustand eines Gebäudes ein Mindestmaß an Effizienz erfüllen – es muss fit für den Einsatz erneuerbarer Energien sein (EE-fit).

Mit der Dämmung von Dach, Fassade oder Kellerdecke und ggf. einem Fenstertausch sinken die Wärmeverluste des Gebäudes und damit das erforderliche Temperaturniveau der Heizung. Manchmal reicht bereits der Austausch einzelner Heizkörper, denn: Je größer die Heizfläche, desto weniger Vorlauftemperatur ist nötig.

Bei gleichen Ausgangsbedingungen sind Flächenheizungen wie beispielweise Fußbodenheizungen etwa 14 Prozent effizienter. In jedem Fall muss ein Fachhandwerksbetrieb das Heizungssystem optimal einstellen (hydraulischer Abgleich).

Was die Vorlauftemperatur beeinflusst

Maßgeblich für die Vorlauftemperatur ist die erforderliche Heizleistung im Raum, die Wärmeübergabe des Heizsystems und die Außentemperatur. 

  • Heizleistung: Die erforderliche Heizleistung im Raum ergibt sich aus den Wärmeverlusten sowohl durchs Lüften als auch durch die Außenbauteile (Fenster, Außenwand, Dach, Kellerdecke oder Bodenplatte). Je besser ein Gebäude gedämmt ist, desto niedriger ist die erforderliche Heizleistung. Aber auch eine Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung senkt die Heizleistung.
  • Übergabe: Je größer die Fläche ist, die Wärme an den Raum abgibt, desto niedriger kann die Temperatur im Heizsystem sein. Flächenheizungen haben einen klaren Vorteil. Fußbodenheizungen können aufgrund der Fußbodenhöhe oft nicht oder nur mit sehr hohem Aufwand nachgerüstet werden. Eine Wärmepumpe funktioniert nicht nur mit Fußbodenheizung, sondern auch mit klassischen Heizkörpern und auch in einem Einrohrsystem. Dann sind allerdings eine noch genauere Balance zwischen der Heizlast der einzelnen Räume und der Wärmeversorgung über die Heizkörper nötig. Wenn die Heizkörper nicht ausreichen, können sie durch größere oder dickere mit mehr Lamellen ersetzt werden. Manchmal reicht bereits der Austausch einzelner Heizkörper, um die Vorlauftemperatur im gesamten Haus zu senken. Wer bereits eine Fußbodenheizung besitzt oder nachrüsten möchte,  profitiert bei gleichen Ausgangsbedingungen von einem 14 Prozent effizienteren System als bei Heizkörpern. Zum Nachrüsten von Flächenheizungen eignen sich im Bestand besonders gut Wandheizungen, aber auch Deckenheizungen. Diese sind in manchen Fällen leichter nachrüstbar und weniger träge als Fußbodenheizungen im Estrich. Bei Luft-Luft-Wärmepumpen, besser bekannt als Klimaanlagen, erfolgt die Wärmeübergabe nicht über Heizkörper und Fußbodenheizung, also Wasser, sondern über die Luft. Über die Inneneinheit der Luft-Luft-Wärmepumpe wird die Luft umgewälzt und dabei erwärmt.
  • Außentemperatur: Auch der Standort und somit die Auslegungstemperatur haben einen Einfluss. Die milden Temperaturen im Oberrheingraben begünstigen den effizienten Betrieb der Wärmepumpe im Vergleich zu den im Durchschnitt kühleren Temperaturen im Schwarzwald.  

Ob die Vorlauftemperatur ausreichend gesenkt werden kann, ermitteln Energieberaterinnen und Energieberater mit einer sogenannten raumweisen Heizlastberechnung.

Eignet sich eine Wärmepumpe für Ihr Haus?

Stellen Sie die Vorlauftemperatur des Heizkessels auf max. 55 Grad Celsius ein und heizen Sie wie gewohnt. Werden Ihre Räume auch an den kältesten Tagen des Jahres ausreichend warm, kann ihr Haus mit einer Wärmepumpe beheizt werden.

Achtung: Falls Sie eine Absenkung der Heiztemperatur während der Nachtstunden voreingestellt haben, müssen Sie diese gegebenenfalls aussetzen. Wenn die 55 Grad nicht reichen, hat man zahlreiche kleine und große Optimierungsmöglichkeiten, um das Haus fit zu machen. 

Wie die Effizienz beschrieben wird: Kennzahlen

Die Effizienz wird über verschiedenste Kennzahlen beschrieben. In den meisten Fällen wird die nutzbare Wärmemenge ins Verhältnis zur eingesetzten Strommenge gesetzt. Eine Kennzahl von 3,0 bedeutet beispielsweise, dass aus einer Kilowattstunde Strom mithilfe der Energie aus der Umwelt drei Kilowattstunden Wärme gewonnen werden. Zur Beurteilung der Effizienz von Wärmepumpen gibt es verschiedene Kennwerte mit verschiedenen Rahmenbedingungen. Die bekannteste ist hierbei die Jahresarbeitszahl (JAZ). Hersteller geben jedoch Angaben wie den COP oder SCOP in ihren Broschüren und Datenblättern an. 

COP (Coefficient Of Performance): wird unter Laborbedingungen gemessen, z.B. um Beispiel 2 °C Außentemperatur und 35 °C Heizwassertemperatur. Eine Herstellerangabe kann beispielsweise wie folgt lauten: A2/W35 = 4,2. Im ersten Teil wird die Art der Wärmepumpe beschrieben, also welche Wärmequelle genutzt wird (A für Air: Luft-Wärmepumpe, B für Brine (Sole): Erd-Wärmepumpe und W für Water: Wasser-Wärmepumpe) und die Temperatur der Wärmequelle (z.B.um Beispiel 2° Celsius Außentemperatur). Im zweiten Teil wird das Übergabemedium beschrieben, in der Regel handelt es sich um Wasser (W für Water) oder Luft (A für Air) und die Vorlauftemperatur des Heizkreislaufs (z.B.um Beispiel 35° Celsius). 

SCOP (Seasonal Coefficient Of Performance): wird aus mehreren COP-Werten ermittelt und bezieht saisonale Unterschiede mit ein. 

JAZ (Jahresarbeitszahl): Die bekannteste Kennzahl beschreibt das Verhältnis der nutzbaren Wärmemenge zur eingesetzten Strommenge. Eine JAZ von 3,0 bedeutet, dass in einem Jahr im Durchschnitt aus einer Kilowattstunde Strom drei Kilowattstunden Wärme gewonnen werden. Die JAZ bezieht neben der Technik der Wärmepumpe selbst auch Größen wie die energetische Qualität des Gebäudes, das Klima vor Ort, die Heizungsregelung (Vorlauftemperatur) sowie das Verhalten der Bewohnerinnen und Bewohner mit ein. An die Jahresarbeitszahl werden auch für die Förderung Anforderungen gestellt.

Vorlauftemperatur noch zu hoch: Übergangslösung Hybrid

Kann die Vorlauftemperatur aus Kosten- oder Zeitgründen nicht ausreichend gesenkt werden oder sprechen denkmalschutztechnische Belange dagegen, kann die Wärmepumpe zusammen mit einem Gas- oder Ölkessel als sogenannte Hybridheizung eingebaut werden. Hier stellt die Wärmepumpe größtenteils die Wärme bereit und nur an besonders kalten Tagen unterstützt oder übernimmt ein Heizkessel.

Hybridsysteme sind auch immer dann eine Option, wenn das Gebäude noch nicht ausreichend saniert wurde, also das Gebäude noch nicht EE-fit ist. Hier kann der bestehende Kessel ergänzt werden oder auch direkt ein Hybridsystem neu installiert werden. Anschließend kann das Gebäude saniert werden und der Wärmebedarf gesenkt werden, sodass letztendlich der Gaskessel stillgelegt werden kann.  

Statt einem Gas- oder Ölkessel kann als zweite Heizung auch ein Holzpelletkessel zum Einsatz kommen. Durch den begrenzten Einsatz der sogenannten Spitzenlast sind hier auch keine aufwendigen Lagerflächen erforderlich, da nur geringe Mengen an Pellets benötigt werden.

Die Wärmepumpe selbst: Immer effizienter

Keine Wärmepumpe ohne Kältemittel

Wie in Kühlschränken kommen in Wärmepumpen Kältemittel zum Einsatz. Viele von ihnen greifen beim Entweichen die Ozonschicht an, sind klimaschädlich oder leicht entflammbar.  

Derzeit wird bei Wärmepumpen am häufigsten das synthetische Kältemittel R32 (Difluormethan) eingesetzt, das keine Gefahr für die Ozonschicht darstellt und nicht besonders klimaschädlich ist. Wegen seiner Flüchtigkeit entweicht es jedoch leichter. Das natürliche Kältemittel Propan (R290) ist besser für die Umwelt als die bislang verwendeten Kältemittel (zum Beispiel R32).  

Bei der Wartung darf nur das ursprünglich verwendete Kältemittel nachgefüllt werden. Diese Aufgabe sollte man Fachleuten überlassen. Bei der Entsorgung alter Geräte können die Kältemittel recycelt werden.

Monoblock- oder Split-Wärmepumpe

Bei Monoblock-Wärmepumpen sind alle Komponenten in einem Gerät verbaut. Sie stehen meist im Außenbereich und leiten das erwärmte Wasser in den Heizungskeller. Auch bei Split-Geräten ist die eigentliche Wärmepumpe im Außenbereich angesiedelt, die Wärmeübergabe an den Heizkreislauf findet jedoch in einem separaten Gerät im Innenbereich statt. Der Monoblock im Außenbereich benötigt am wenigsten Platz, verursacht im Gebäude keine Geräusche und ist einfach in der Installation. Je länger jedoch die wasserführenden Leitungen in den Heizungskeller sind, desto größer sind auch die Wärmeverluste. Wichtig ist, dass diese Leitungen sehr gut gedämmt sind.

Invertertechnologie: Effizient und schonend

Einfache Wärmepumpen ohne Inverter kennen nur zwei Leistungszustände: an oder aus. Im Betrieb wird Wasser erwärmt, bis die gewünschte Vorlauftemperatur erreicht ist, dann schaltet die Wärmepumpe automatisch ab und setzt erst wieder ein, wenn die Temperatur gesunken ist. Wärmepumpen mit Inverter – auch modulierend genannt – passen ihre Leistung stetig an und sorgen so für eine konstante Vorlauftemperatur. Dieses Verfahren ist meist effizienter, spart Strom und schont das Gerät, da es weniger Ein- und Ausschaltvorgänge gibt. Auch die Lautstärke reduziert sich durch den gleichmäßigeren Betrieb auf ein niedrigeres Niveau.

Klimaanlage für den Sommer

Die Wärmepumpentechnologie steckt auch in Klimaanlagen und kommt bislang meist im Sommer zum Einsatz. Nun werden diese Geräte zunehmend auch als Heizung im Winter genutzt. Im Unterschied zu Luft-Wasser-Wärmepumpen wird bei diesen Luft-Luft-Wärmepumpen kein Wasser für die Heizkörper erhitzt, sondern die Raumluft umgewälzt und dabei erwärmt.

Weit verbreitet sind Split-Klimaanlagen: Ihre Außeneinheit erwärmt die Außenluft, die Inneneinheit gibt warme Luft in den Raum ab. Bei Multi-Splitanlagen versorgt eine Außeneinheit mehrere Inneneinheiten. Single-Splitanlagen haben nur eine Inneneinheit. Je nach Größe der Wohnung werden mehrere Außeneinheiten benötigt. Klimaanlagen sind als in sich geschlossene Systeme sehr effizient und nicht auf Heizungsleitungen angewiesen. Die Installation durch Fachleute ist vergleichsweise einfach und günstig. Besonders eignen sie sich für Wohnungen, die bislang mit dezentralen Gas-Etagenheizungen beheizt wurden. Im Vergleich zu Zentralheizungen ist die Wartung mehrerer erforderlicher Geräte allerdings aufwändiger und die Verteilung der Warmluft im Raum muss gut geplant sein, um eine gleichmäßige Wärmeverteilung zu gewährleisten. Da die Wärme über die Luft in den Raum gelangt, können außerdem Strömungsgeräusche hörbar sein. Zudem braucht man eine separate Lösung für die Warmwasserzubereitung.

Kombination mit Photovoltaik-Anlage

Da Wärmepumpen mit Strom betrieben werden, ist eine eigene Photovoltaik-Anlage sehr sinnvoll. Sie reduziert einerseits die Strombezugsmenge aus dem Netz und steigert auf der anderen Seite die Eigenverbrauchsmenge des erzeugten Stroms, was ihre Wirtschaftlichkeit positiv beeinflusst. In den warmen Monaten kann der selbsterzeugte Strom genutzt werden, um Warmwasser über einen elektrischen Heizstab im Wasserspeicher aufzubereiten. So kann die Wärmepumpe in dieser Zeit ausgeschaltet bleiben, was ihre Lebensdauer verlängert.

Geräuschpegel beachten und reduzieren

Wie die allermeisten technischen Geräte machen auch Wärmepumpen im Betrieb Geräusche. Das gilt vor allem für den Ventilator der Luft-Wasser-Wärmepumpe, der meist draußen steht. Deshalb gibt es Regeln zu beachten, um die Nachbarschaft, aber auch sich selbst, vor Lärmbelästigungen zu schützen – insbesondere nachts. Im Normalbetrieb ist eine Wärmepumpe so laut wie ein Flüstern (40 dB) bis hin zu einer normalen Unterhaltung (60 dB). Diese Lautstärke (Schalleistungspegel) wird im Labor bestimmt und für jedes Gerät verpflichtend anzugeben. Die Grenzwerte für Lärmschutz unterscheiden sich nach Gebiet und Uhrzeit (siehe Tabelle) und beschreiben den schutzbedürftigen Ort (Schalldruckpegel).

Mit zunehmender Entfernung der Wärmepumpe zum Nachbargebäude reduziert sich der Schall. Zudem kommt es darauf an, ob der Schall nur in eine oder in viele Richtungen abstrahlt. Mithilfe von Schallrechnern kann man vorab zumindest ansatzweise berechnen, ob ausgehend von dem bekannten Laborwert der Wärmepumpe die Grenzwerte an den schutzbedürftigen Orten überschritten werden könnten. 

Ist dies der Fall, lohnt es sich, eine möglichst geräuscharme Wärmepumpe anzuschaffen und den entstehenden Schall weiter zu reduzieren, zum Beispiel durch ein Gehäuse oder eine Hecke. Bei Bedarf lassen sich Wärmepumpen auch so einstellen, dass sie im Nachtbetrieb weniger Lärm verursachen. Dadurch ist allerdings auch ihre Leitungsfähigkeit geringfügig eingeschränkt. 

Bei der Förderung wird der Lärmschutz ebenfalls berücksichtigt, denn förderfähige Wärmepumpen müssen zukünftig Grenzwerte zunehmend unterschreiten.

Förderung von mehreren tausend Euro

Der Einbau einer Wärmepumpe wird vom Staat massiv gefördert. Die Förderung schließt beispielsweise die Installation, Inbetriebnahme und erforderliche begleitende Maßnahmen mit ein. Weiterhin gibt es vielerorts zusätzliche regionale und kommunale Förderprogramme oder zinsgünstige Kredite. Wie hoch genau die Investitionskosten sind, variiert je nach Typ und Heizleistung. Wann sich die Investition amortisiert hat, hängt sowohl davon als auch von der Förderung, der Entwicklung der Energiepreise und der CO2-Bepreisung ab.

Unser Merkblatt zum Heizungstausch informiert über die Auswirkungen der CO2-Bepreisung sowie die aktuellen Förderbedingungen und zeigt moderne Heizungsalternativen zu Öl und Gas auf.

Eine Übersicht über Fördermöglichkeiten für den Bau einer Wärmepumpe finden Sie auf der Seite Vor der Sanierung: Zuschüsse und Darlehen nutzen.

Wegweiser Wärmepumpe: Wie komme ich zur Wärmepumpe in meinem Haus?

Mitschnitt der Online-Veranstaltung mit Carsten Herbert, bei Youtube „Energiesparkommissar“, im Rahmen der „Woche der Wärmepumpe“ am 5. November 2024

Mythen rund um die Wärmepumpe

Zahlreiche gängige Irrtümer rund um Wärmepumpen lassen sich mit wissenschaftlichen Untersuchungen und stichhaltigen Argumenten leicht entkräften.

Mythos 1: Wärmepumpen eignen sich nur für Neubauten oder komplettsanierte Gebäude

Mythos 2: Wärmepumpen funktionieren nur mit einer Fußbodenheizung

Mythos 3: Wärmepumpen funktionieren nicht bei kalten Temperaturen

Mythos 4: Wärmepumpen sind Stromfresser und belasten das Stromnetz vor Ort

Mythos 5: Mit Wärmepumpen zu heizen ist viel zu teuer

Mythos 6: Wärmepumpen sind viel zu laut

Mythos 7: Wärmepumpen bringen nichts für das Klima