Wärmepumpe: Alles zu Funktion, Kosten und Förderung

Eine Wärmepumpe in einem Garten eines Familienhauses
Mit einer Wärmepumpe kann man Heizkosten sparen© Shutterstock/Nancy Pauwels

Wärmepumpen, die Luft oder Wasser aus der Umwelt in Wärme umwandeln, gelten als Zukunft des Heizens. Erfahren Sie, welche Arten von Wärmepumpen es gibt, wie sie funktionieren und mit welchen Kosten zu rechnen ist.

  • Wärmepumpen helfen, Kosten zu sparen, sind effizient und umweltfreundlich

  • Investitionskosten hängen von Wärmepumpentyp, Heizbedarf und Gebäudeart ab

  • Die Anschaffung zahlt sich in der Regel nach 15 bis 20 Jahren aus

Funktion der Wärmepumpe

Wärmepumpen nutzen die praktisch unerschöpflichen Wärmeenergien aus der Umwelt – aus dem Erdreich, dem Grundwasser und der Umgebungsluft –, um Gebäude effizient und kostengünstig zu beheizen. Sie arbeiten nach einem ähnlichen Prinzip wie Klimaanlagen und Kühlschränke.

Ob im Sommer oder Winter – die natürliche Umgebung hat fast zu jeder Zeit natürliche Wärme abzugeben. Im tiefen Erdreich herrschen konstant warme Temperaturen, das Grundwasser und sogar die Umgebungsluft haben, selbst wenn es kalt ist, noch nutzbare Wärmeenergie abzugeben. Eine Wärmepumpe leitet diese Umweltwärme mithilfe von Kältemitteln und Pumpentechnologie in die heimische Heizungsanlage.

Funktionsprinzip-Wärmepumpe
Wärmepumpen beziehen die Energie direkt aus der Umwelt, dabei gibt es verschiedene Möglichkeiten© ADAC e.V.

Das flüssige Kühlmittel wird dabei je nach Art der Wärmepumpe über ein Leitungssystem in die Erde, ins Grundwasser oder bei einer Luftwärmepumpe zum Verdampfer gepumpt. Dort heizt die Umweltwärme die Flüssigkeit auf, die aufgrund ihrer chemischen Eigenschaften schnell gasförmig wird. Der Kühlwasserdampf wird dann durch einen Kompressor geführt, der ihn verdichtet und die Temperatur weiter erhöht. Das heiße, verdichtete Gas wird dann zur Heizanlage ins Gebäude geleitet, wo es die Wärme an die Wohnräume abgibt oder das Leitungswasser erhitzt.

Ist die Wärme dort angekommen, wo sie benötigt wird, kühlt das Kältemittel wieder ab, läuft durch einen Verflüssiger und kann dann erneut in den Kreislauf gepumpt werden.

Arten von Wärmepumpen

Die verschiedenen Typen von Wärmepumpen unterscheiden sich darin, aus welcher Quelle sie die Umweltwärme nehmen und in welches Medium sie diese übertragen. Darüber hinaus unterscheidet man zwischen verschiedenen Bauweisen. Zu den gängigen Arten von Wärmepumpen, die für Einfamilien- und Mehrfamilienhäuser relevant sind, zählen:

Grundwasserwärmepumpe

Grundwasser hat selbst im Winter noch eine Temperatur von 7 bis 12 Grad, die sich als Umweltwärme nutzen lässt. Bei der Installation von Grundwasserwärmepumpen werden zwei Brunnen in 5 bis 20 Meter Tiefe gebohrt. Aus dem Saug- beziehungsweise Förderbrunnen wird das Grundwasser dann in einen Plattenwärmetauscher geleitet, wo die Wärme entzogen und in die Heizanlage geführt wird. Das abgekühlte Wasser kommt dann über den Schluck- beziehungsweise Sickerbrunnen wieder ins Grundwasser.

Erdwärmepumpe

Erdwärmepumpen ziehen die Wärme direkt aus dem Erdreich. Hier gibt es zwei verschiedene Bauweisen: Beim Typ Kollektor werden Kunststoff-Rohrschlaufen in etwa 1,5 Meter Tiefe flächig unter der Erde verlegt – ähnlich wie eine Fußbodenheizung. Mithilfe eines Wasser-Glykol-Gemischs, der Sole, ziehen diese Erdwärmekollektoren dann die Wärme aus dem Erdreich und leiten sie komprimiert in die Heizanlage.

Die Erdwärmepumpe mit Sonde bezieht die Wärme aus tieferen Bodenregionen. Hier wird zunächst eine Tiefenbohrung vorgenommen und in das entstandene Bohrloch die Rohrleitungen verlegt, die das Kühlmittel in die Tiefe leiten. Von dort nimmt es die Wärme auf und transportiert sie nach oben. Wie tief die Bohrung geht, ist abhängig von den lokalen Gegebenheiten. Durchschnittlich kann man etwa mit 20 Metern pro Kilowatt Heizleistung rechnen.

Luftwärmepumpe

Luftwärmepumpen entnehmen die Wärme aus der Umgebungsluft. Dabei wird die Luft mit Ventilatoren angesaugt und Wärmetauschern zugeführt. Das Prinzip funktioniert sogar im Winter, allerdings sind die meisten Luftwärmepumpen noch mit einem Elektroheizstab als Absicherung ausgestattet. Dieser Pumpentyp kann als Monoblock-Variante installiert werden, wobei alle Bestandteile in einem wetterfesten Außengehäuse stecken. Bei der Variante mit Split-Gerät sind bestimmte Teile wie der Ventilator außen angebracht und über Kältemittelleitungen mit der Steuertechnik im Gebäude verbunden.

Luftwärmepumpen haben die niedrigsten Anschaffungskosten von allen Wärmepumpen-Typen, da hierfür keine Erdarbeiten und Bohrungen nötig sind. Allerdings sind Erdwärme- und Grundwasserwärmepumpen effizienter. Luftwärmepumpen sind die am häufigsten in Privathäusern verbauten Wärmepumpen.

Weitere Arten von Wärmepumpen

Neben diesen drei häufigsten Arten von Wärmepumpen gibt es noch weitere Varianten:

  • Brauchwasserwärmepumpen,
    die Umweltwärme in Warmwasser umwandeln

  • Luft-Luft-Wärmepumpen,
    die die Wärme direkt über ein Lüftungssystem in den Innenraum abgeben

  • Hochtemperatur- und Großwärmepumpen,
    die vornehmlich im Gewerbe- und Industriebereich eingesetzt werden

  • Diverse Hybridmodelle,
    bei denen Technologien unterschiedlich kombiniert werden

Was kostet eine Wärmepumpe?

Die digitale Anzeige einer Heizung
Nach 15 bis 20 Jahren amortisiert sich eine Wärmepumpe© iStock.com/Daniel Balakov

Wärmepumpen sind in der Anschaffung und Installation generell teurer als fossil betriebene Heizsysteme. Allerdings sind Wartungs- und Betriebskosten deutlich geringer, es fallen nur vergleichsweise geringe Stromkosten an, und durch den umweltfreundlichen Betrieb müssen Wärmepumpenbesitzer auch keine CO₂-Abgaben zahlen. Die Anschaffungskosten amortisieren sich also nach einer gewissen Zeit.

Wie viel man für eine Wärmepumpe am Ende zahlen muss, ist von vielen Faktoren abhängig: unter anderem vom Bundesland, den lokalen Begebenheiten, dem energetischen Zustand des Gebäudes und dem Nutzerverhalten. Zudem gibt es ständige Entwicklungen bei den Kosten für Roh- und Baustoffe sowie für Montage- und Wartungsarbeiten.

Diese Kosten fallen insgesamt bei einer Wärmepumpe an:

  • Anschaffungskosten der Pumpentechnik

  • Kosten für die Installation aller Geräte

  • Kosten für die Erschließung der Wärmequelle (z.B. Tiefenbohrung)

  • Wartungskosten (in der Regel einmal jährlich)

  • Betriebskosten (hauptsächlich Stromkosten)

  • Kosten für Tausch der Heizkörper und Installation von Flächen- und Fußbodenheizungen

Die laufenden Betriebskosten von Wärmepumpen sind individuell abhängig von Gebäudetyp, Dämmung, Wunschtemperaturen, Strompreisen und der Effizienz des jeweiligen Wärmepumpenmodells. Um die konkreten Betriebskosten einer Wärmepumpe zu ermitteln, teilt man den Heizbedarf in Kilowattstunden durch die Jahresarbeitszahl (JAZ) der Wärmepumpe und erhält so den Jahresstromverbrauch in kWh, den man mit dem Stromtarif (ct/kWh) multipliziert.

Als ungefähren Richtwert lässt sich sagen, dass die Strom- beziehungsweise Betriebskosten von Wärmepumpen in Einfamilienhäusern bei circa 700 bis 1700 Euro jährlich liegen. Luftwärmepumpen verbrauchen mehr Strom als Erd- und Wasserwärmepumpen.

Die folgende Tabelle zeigt eine ungefähre Größenordnung von Investitions- und Betriebskosten von Wärmepumpen ohne Fördergelder. Erdwärmepumpen mit Kollektoren sind in der Installation und Erschließung generell günstiger als Erdwärmepumpen ohne Kollektoren. Für eine genauere Einschätzung können Fachbetriebe detailliertere Kostenvoranschläge machen.

Art der Wärmepumpe

Investitionskosten: Anschaffung, Erschließung, Installation

Wartungskosten pro Jahr

Betriebskosten pro Jahr

Luftwärmepumpe (Luft-Wasser-Wärmepumpe)

18.000 – 40.000 €

100 – 250 €

1000 – 1700 €

Erdwärmepumpe (Sole-Wasser-Wärmepume)

25.000 – 50.000 €

250 – 400 €

800 – 1200 €

Grundwasserwärmepumpe (Wasser-Wasser-Wärmepumpe)

30.000 – 55.000 €

250 – 400 €

700 – 1100 €

Wie werden Wärmepumpen gefördert?

Für die Anschaffung von Wärmepumpen gibt es staatliche Zuschüsse. Das gilt für Neubauten und beim Austausch eines alten Heizsystems. Beides läuft über die Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG). Der Bund übernimmt in der Basisförderung bei Heizungen, die mit erneuerbaren Energien betrieben werden, einheitlich 30 Prozent der Investitionskosten.

Die förderfähigen Kosten beinhalten Anschaffungskosten für die Geräte, Planungs- und Investitionskosten, Ausbau- und Entsorgungskosten alter Heizgeräte. Inspektionen und Wartungen sind ebenfalls für maximal zwei Jahre förderfähig, wenn sie im Voraus beglichen worden sind und ein Verwendungsnachweis eingereicht worden ist.

Maximal sind für selbstnutzende Eigentümer 70 Prozent Förderung und für Vermieter 55 Prozent Förderung möglich. Wichtig ist es in jedem Fall, den Förderantrag beim Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (Bafa)* vor der Auftragsvergabe zu stellen.

Wann rechnet sich eine Wärmepumpe?

In der Regel dauert es 15 bis 20 Jahre, bis sich eine Wärmepumpe amortisiert. Wann sich die Anschaffung einer Wärmepumpe rechnet, hängt von folgenden Faktoren ab:

  • Investitionskosten

  • Fördergelder

  • Wirkungsgrad und Effizienz der Wärmepumpe

  • Individueller Wärmebedarf

  • Strompreis

Sind diese Faktoren bekannt, lässt sich die Amortisationsrate berechnen. Dafür werden die Investitionskosten abzüglich der Fördersumme durch die Differenz der Heizkosten vor und nach dem Austausch geteilt: Investition / (alte Jahresheizkosten – neue Jahresheizkosten) = Amortisationszeit in Jahren.

Dazu ein Beispiel:

Wenn eine Erdwärmepumpe zum Preis von 35.000 Euro installiert wird und es für den Austausch einer Ölheizung eine 50-Prozent-Förderung nach BEG gibt, beträgt die Investition 17.500 Euro. Die Heizkosten für die alte Ölheizung haben im Einfamilienhaus jährlich 3000 Euro betragen. Die neue Wärmepumpe mit einer Jahresarbeitszahl von 3 wird bei einem Strompreis von 30 Cent pro Kilowattstunde voraussichtlich 1800 Euro pro Jahr an Betriebskosten verursachen.

Die Rechnung ist also: 17.500 / (3000 – 1800) = 14,58. Das bedeutet: Es dauert in diesem Beispiel knapp 15 Jahre, bis sich die Kosten für die Wärmepumpe amortisieren.

Wann ist eine Wärmepumpe sinnvoll?

Ein Heizungsintallateur überprüft die Heizung
Maximal sind für selbstnutzende Eigentümer 70 Prozent Förderung möglich© Shutterstock/Skylines

Wärmepumpen gelten zu Recht als Heizsysteme der Zukunft. Sie erzeugen angenehme Wärme in Gebäuden, ohne CO₂ auszustoßen und ohne auf importierte fossile Brennstoffe wie Öl und Gas angewiesen zu sein. Wärmepumpen sind die umweltfreundlichsten Heizungen, effizient und günstig im Gebrauch.

Die Anschaffung einer Wärmepumpe ist besonders sinnvoll, wenn sie eine hohe Jahresarbeitszahl von mindestens 3 (JAZ) aufweist. Damit ist garantiert, dass sie das Dreifache der zugeführten elektrischen Energie in Wärmeenergie umwandeln kann.

Vorteile einer Wärmepumpe

Wärmepumpen gelten als die Heiztechnologie der Zukunft. Sie sind eine effektive und umweltfreundliche Lösung für das Heizen und Kühlen von Gebäuden. Das sind die wichtigsten Vorteile von Wärmepumpen:

Energieeffizienz

Die Wärmeenergie, die durch Wärmepumpen erzeugt wird, übersteigt deutlich die investierte Stromenergie. Wird eine Kilowattstunde Strom in die Heizanlage gesteckt, kann eine Wärmepumpe das Äquivalent von bis zu vier Kilowatt an Wärmeenergie produzieren. Dies wird als JAZ 4 ausgedrückt. Mit diesem Kennwert lassen sich vor allem Wärmepumpenmodelle untereinander vergleichen.

Wärmepumpen können Wirkungsgrade im Bereich von 300 bis 500 Prozent erreichen. Fossil betriebene Heizungen haben hingegen nur Wirkungsgrade von 80 bis 90 Prozent. Heizungen, die mit Wärmepumpe betrieben werden, können also drei- bis viermal energieeffizienter als Öl- und Gasheizungen sein.

Nachhaltigkeit

Wärmepumpen benötigen keinerlei fossile Energieträger. Sie kommen ganz ohne die Verbrennung von Erdgas oder Erdöl aus und heizen somit ohne CO₂-Emissionen. Es wird lediglich mit geringem Energieaufwand die bereits vorhandene Umweltwärme aus dem Erdreich, dem Grundwasser oder der Umgebungsluft angezapft, die praktisch in unbegrenzten Mengen verfügbar ist. Kommt die Stromzufuhr darüber hinaus aus erneuerbaren Quellen wie Photovoltaik, hat eine Wärmepumpe null Treibhausgasemissionen.

Betriebskosten

Im Vergleich zu Gas-, Biomasse- oder Ölheizungen sind die Betriebskosten von Wärmepumpen signifikant niedriger. Wärmepumpen benötigen keine externen Energieträger wie Öl, Gas oder Holz. Das macht sie unabhängiger von Preissprüngen auf dem Energiemarkt und von politischen und wirtschaftlichen Entwicklungen. Häuser mit Wärmepumpen haben einen hohen Autarkiegrad, der durch die Kombination mit Photovoltaikanlagen noch gesteigert werden kann. Wärmepumpen haben geringere Wartungskosten als fossile Heizungsanlagen. Dazu kommt, dass von ihnen praktisch keine Sicherheitsrisiken wie Kohlenmonoxid-Lecks ausgehen.

Nachteile einer Wärmepumpe

Vor allem die hohen Anfangsinvestitionen und die erforderlichen Umbaumaßnahmen schrecken manchen ab. Bei Wasser- und Erdwärmepumpen sind beispielsweise aufwendige Erschließungsarbeiten in Form von Tiefbaumaßnahmen erforderlich. Viele entscheiden sich daher für eine Luft-Wasser-Wärmepumpe, wofür keine Arbeiten im Erdreich nötig sind.

Bei den Überlegungen für und wider eine Wärmepumpe ist zu bedenken, dass Öl und Gas mittelfristig immer unrentabler werden, während erneuerbare Energien verstärkt gefördert werden. Wer zudem die Wärmepumpe mit einer Photovoltaikanlage im Haus paart, spart nicht nur langfristig Kosten und schont das Klima, sondern ist auch unabhängig vom Energiemarkt.

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