Luft – Luft Wärmepumpe

Luft – Wasser Wärmepumpe

Wärmepumpe: Arten, Kosten und Förderungen

Eine Wärmepumpe eignet sich als umweltfreundliche und wartungsarme Heizungsanlage in vielen Gebäuden. Fürs Heizen nutzen sie die gespeicherte Energie aus der Umwelt – entweder aus der Erde, aus Wasser oder aus der Luft. Häuslebauer und Hausbesitzer können mit Wärmepumpen bares Geld sparen.

Wärmepumpen können mit unterschiedlichen Energiequellen betrieben werden, funktionieren aber alle nach demselben Prinzip. Die Funktionsweise einer Wärmepumpe lässt sich mit der eines Kühlschranks vergleichen. Während ein Kühlschrank den Nahrungsmitteln Wärme entzieht und diese nach außen abgibt, entzieht eine Wärmepumpe der Umwelt Wärme und gibt diese an das Haus ab.

Inhaltsübersicht

So funktioniert eine Wärmepumpe
Verschiedene Arten von Wärmepumpen
Was eine Wärmepumpe kostet
Wärmepumpe: Förderungen und Zuschüsse
Wann sich eine Wärmepumpe lohnt

So funktioniert eine Wärmepumpe

Je nach Art der Wärmepumpe wird die Energie dabei aus dem Erdboden, der Luft oder dem Grundwasser gewonnen. Die Wärme wird dabei in der Regel mit Hilfe von Wasser verteilt – dieses nimmt sie auf und transportiert sie in die Flächenheizungen im Haus oder in die Heizkörper. Mit demselben Prinzip kann die gewonnene Wärme auch zum Aufheizen des Warmwasserspeichers verwendet werden. Wenn zu viel Wärme geliefert wird, ist es möglich, das warme Wasser zwischenzulagern. Das passiert meistens mithilfe eines großen, wärmeisolierten Tanks, dem Pufferspeicher. Dieser gibt das Warmwasser erst bei Bedarf wieder ab.

Die Wärmegewinnung erfolgt in drei Schritten:

1. Energie aus der Umwelt gewinnen
Die sogenannte Wärmequellanlage verbindet die Wärmepumpe mit ihrer Energiequelle – Luft, Erde oder Wasser. Diese Energiequelle dient als Wärmelieferant. Hat die Wärmequellanlage die Wärme aufgenommen, wird sie an die Wärmepumpe abgegeben.

2. Energie nutzbar machen
In der Wärmepumpe selbst zirkuliert ein Kältemittel. Dieses nimmt die Energie auf und verdampft dadurch. Der Dampf wiederum wird zu einem Kompressor weitergeleitet und verdichtet, wodurch seine Temperatur steigt. Schließlich wird er wieder verflüssigt und gibt dabei seine Wärme ab.

3. gewonnene Wärme verteilen
Die gewonnene Wärme wird nun über das sogenannte Wärmeverteil- und Speichersystem überall ins Haus geleitet. In den meisten Fällen wird sie mit Hilfe von Wasser verteilt, das die Wärme aufnimmt und sie an die Flächenheizungen oder Heizkörper verteilt. Wird zu viel Wärme geliefert, kann das warme Wasser auch zwischengelagert werden. Das geschieht meistens mithilfe eines großen isolierten Tanks, der das Warmwasser erst bei Bedarf wieder abgibt.
Verschiedene Arten von Wärmepumpen

Während die Wärme im Haus bei verschiedenen Wärmepumpen meist nach dem gleichen Prinzip verteilt wird, unterscheiden sich Wärmepumpen nach Temperaturbereich:

Höchsttemperatur 55 Grad: Niedertemperatur-Wärmepumpe
Höchsttemperatur 65 Grad: Mitteltemperatur-Wärmepumpe
Höchsttemperatur 75 Grad: Hochtemperatur-Wärmepumpe

Dabei gilt: Wenn ein Haus gut gedämmt ist, können Eigentümer Niedertemperatur-Wärmepumpen einsetzen, denn bei ihnen geht über das Haus auch weniger Wärme verloren. Bei eher mittelmäßig gut gedämmten Häusern sollten dagegen eher Höchsttemperatur-Wärmepumpen zum Einsatz kommen.

Unabhängig von ihrem Temperaturbereich unterscheiden sich Wärmepumpen nach der Art der Energiequelle, die für die Erzeugung der Heizwärme genutzt wird. Insgesamt lassen sich Wärmepumpenanlagen in vier verschiedene Systeme untergliedern:
Sole-Wasser-Wärmepumpe mit Erdkollektoren
Erdwärmekollektoren nutzen die im Erdboden gespeicherte Wärme. Grafik: Bundesverband Wärmepumpe e.V. (BWP)

Die Sole-Wasser-Wärmepumpe nutzt als Wärmequelle das Erdreich und entzieht diesem über Erdkollektoren Wärmeenergie. Damit dieses System genutzt werden kann, muss das Grundstück über ausreichend Freifläche verfügen. Faustregel: Hausbesitzer sollten etwa das 1,5 bis zweifache der zu beheizenden Fläche einplanen. Bei einer Wohnfläche von 200 Quadratmetern wären das beispielsweise 300 bis 400 Quadratmeter. Ebenfalls entscheidend ist die Bodenqualität. Grundsätzlich gibt es zwei Möglichkeiten, der Erde Wärme zu entziehen: Für die waagrecht im Erdreich verlegten Erdkollektoren ist wassergesättigter Sand oder Kies ideal. Denn in feuchtem Erdreich hält sich die Temperatur am besten.
Sole-Wasser-Wärmepumpe mit Erdsonden
Bei Erdwärmesonden fließt das Mittel, das dem Erdboden Wärme entzieht, durch Kunststoffrohre in einem senkrechten Bohrloch.

Auch mit Erdsonden lässt sich Wärme aus dem Erdreich entziehen. Diese verlaufen senkrecht und benötigen Gneis oder Granit und in den tieferen Schichten Sandstein, Kalkstein und Ton. Über die zirkulierende Sole wird dem Erdreich Wärme entzogen und in der Wärmepumpe in Heizenergie umgewandelt. Vorteil: Ein deutlich geringerer Platzbedarf. Nachteil: Weil für die Erdsonden tief gebohrt werden muss, sind die Erschließungskosten auch höher.
Wasser-Wasser-Wärmepumpe
Mit einer Wasser-Wasser-Wärmepumpe können Hausbesitzer Grundwasser sehr wirtschaftlich nutzen. Grafik: Bundesverband Wärmepumpe e.V. (BWP)

Das Grundwasser als Energiequelle nutzt die Wasser-Wasser-Wärmepumpe. Für diese Art der Wärmepumpe müssen zwei Brunnen gebohrt werden. Über einen wird das Grundwasser nach oben in die Wärmepumpe gefördert (Förderbrunnen), über den anderen, den Schluckbrunnen, wird das Wasser in den Grundwasserpool zurückgegeben. Wasser-Wasser-Wärmepumpen dürfen nicht innerhalb von Trinkwasserschutzgebieten errichtet werden. Der Grund: Bei Schäden an der Wärmepumpe könnte es zu einer Verunreinigung des Trinkwassers kommen. Für den reibungslosen Betrieb ist darüber hinaus ein stabiler Grundwasserspiegel erforderlich. Der Wirkungsgrad der Anlagen ist gleichbleibend hoch, die Installation durch die beiden erforderlichen Brunnen jedoch sehr aufwendig.
Luft-Wärmepumpen
Nur wenn das Gebäude besonders gut isoliert ist, kann die Luftwärmepumpe effizient arbeiten. Grafik: Bundesverband Wärmepumpe e.V. (BWP)

Die Luft-Wärmepumpe bezieht die Wärmeenergie aus der Außen- oder Raumluft. Generell gilt: je besser das Gebäude energetisch saniert ist, desto effektiver kann die Luft-Wärmepumpe arbeiten. Es gibt sie als Luft-Wasser- oder als Luft-Luft-Wärmepumpen. Während eine Luft-Wasser-Wärmepumpe mit der Wärme der Luft zunächst Wasser erhitzt, wird bei einer Luft-Luft-Wärmepumpe direkt die Temperatur der Luft erhöht. Allerdings: Luft- Wärmepumpen haben in der Regel einen relativ geringen Wirkungsgrad und eignen sich daher am ehesten für Passiv- oder Niedrigenergiehäuser. Damit eine Luft-Luft-Wärmepumpe reibungslos arbeiten kann, muss das Gebäude absolut luftdicht sein. Die Heizlast des Gebäudes darf maximal zehn W/m² betragen. Ansonsten ist gegebenenfalls ein paralleles Heizsystem nötig.
Was eine Wärmepumpe kostet
Die Erdwärmesonden einer Sole-Wasser-Wärmepumpe: Hier sind die Erschließungskosten relativ hoch. Foto: Bundesverband Wärmepumpe e.V. (BWP)

Je nach Typ der Wärmepumpe können die Kosten sehr unterschiedlich ausfallen. Soll beispielsweise die Erdwärme als Energiequelle erschlossen werden, müssen die Tiefen- oder Erdsonden bis zu 100 Meter ins Erdreich getrieben werden. Die Aushub- und Bohrarbeiten übernehmen Spezialunternehmen – pro Meter kostet dies mindestens 50 bis 70 Euro. Unerwartete Gesteinsschichten können den Preis zusätzlich in die Höhe schrauben. Als Alternative bieten sich Erdkollektoren an. Diese werden in etwa 1,5 Meter Tiefe im Erdreich rund ums Haus verlegt. Samt Verlegung kostet dieses Unterfangen in der Regel um die 4.000 Euro. Günstiger ist die Installation einer Luft-Wärmepumpe. Zu den Erschließungskosten kommt der Anschaffungspreis für die Wärmepumpe selbst. Für ein durchschnittliches Einfamilienhaus sollten Bauherren hier mit mindestens 9.000 Euro rechnen.

Ungefähre Kosten für Installation und Anschaffung im Überblick
Wärmegewinnung Tiefensonde Horizontal-Kollektor Grundwasser Luft
Kosten für Installation und Erschließung in Euro 4.000 bis 8.000 3.000 bis 4.000 4.000 bis 5.000 300 bis 500
Kosten der Wärmepumpe selbst in Euro 9.000 bis 12.000 9.000 bis 12.000 9.000 bis 12.000 5.000 bis 12.000
Gesamt in Euro
13.000 bis 20.000
12.000 bis 16.000
13.000 bis 17.000
5.300 bis 12.500

Schließlich sind noch laufende Unterhaltskosten zu tragen: einerseits die Aufwendungen für Wartung und Reparatur, andererseits Stromkosten. Denn Wärmepumpen arbeiten mit Verdichtern und Umwälzpumpen, die von kräftigen Elektromotoren angetrieben werden. Es liegt auf der Hand, dass die Stromkosten umso geringer ausfallen, je effektiver die Geräte arbeiten. Für Strom und Wartung sollten Häuslebauer und Besitzer zusätzlich etwa 1.000 bis 1.600 Euro pro Jahr einplanen.

Wer eine alte Heizung durch eine Wärmepumpe ersetzen will, bekommt in vielen Fällen eine Förderung. Eine Liste der förderfähigen Geräte nebst Höhe der Basisförderung gibt es beim „Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle“ (BAFA). Zusätzlich gibt es für Wärmepumpen zinsgünstige Kredite bei der KfW.

Das BAFA fördert dabei die Errichtung von Wärmepumpen bis einschließlich 100 Kilowatt Nennwertleistung zur:

kombinierten Warmwasserbereitung und Raumheizung von Gebäuden
ausschließlichen Raumheizung von Gebäuden – aber nur, wenn die Warmwasserbereitung des Gebäudes zu einem wesentlichen Teil durch andere erneuerbare Energien erfolgt
ausschließlichen Raumheizung von Nichtwohngebäuden
Bereitstellung von Prozesswärme
Bereitstellung von Wärme für Wärmenetze

Generell vom BAFA nicht gefördert werden dagegen:

Luft-Luft-Wärmepumpen
Wärmepumpen, die die erzeugte Wärme direkt an die Luft übertragen
Wärmepumpen zur ausschließlichen Warmwasserbereitung

Link-Tipp

Ob eine bestimmte Wärmepumpe von der BAFA gefördert werden kann und in welcher Höhe, erfahren Hausbesitzer und Häuslebauer auf den Seiten des BAFA. Weitere Informationen zur KfW-Förderung gibt es direkt auf der Webseite der KfW.

Neben dem BAFA bietet auch die KfW Förderprogramme an. Zinsgünstige Kredite gibt es dabei sowohl für Wärmepumpen in Neubauten als auch in älteren Gebäuden. Die KfW fördert dabei Großwärmepumpen mit mehr als 100 Kilowatt Nennwertleistung mit Darlehen zu besonders günstigen Konditionen sowie einem Tilgungszuschuss von 80 Euro pro Kilowatt Wärmeleistung. Zusätzlich gewährt die KfW zinsgünstige Kredite und Investitionszuschüsse für Wärmepumpen im Rahmen ihres Programms „Energieeffizient sanieren“.
Link-Tipp

Wissenswertes zu Förderungen für Neubau und energieeffizientes Sanieren finden Sie hier.
Wann sich eine Wärmepumpe lohnt
Für einen privaten Haushalt mag eine Wärmepumpe zunächst teuer erscheinen. Allerdings greift der Staat dem Verbraucher bei vielen Wärmepumpen finanziell unter die Arme. Foto: STIEBEL ELTRON

Egal, für welche Wärmepumpe sich ein Hausbesitzer oder -bauer entscheidet: Am Ende stellt sich immer die Frage: Lohnt sich so eine Wärmepumpe überhaupt? Bei richtiger Installation lohnt sich die Anschaffung gerade für Häuslebauer fast immer. Aber: Wer sich für eine Wärmepumpe interessiert, tut gut daran, sich zuvor unabhängig beraten zu lassen, beispielsweise bei einer Verbraucherzentrale. Als Faustregel gilt: Je weniger mit einer zusätzlichen Wärmequelle nachgeheizt werden muss, desto besser ist die Energieeffizienz. Natürlich spielt dabei nicht nur die Wärmepumpe eine Rolle, sondern auch die Dämmung des Hauses selbst. Welche Wärmepumpe sich für welche Immobilie am besten eignet, sollte im Idealfall immer ein Experte vor Ort beurteilen – beispielsweise ein Energieberater.