Wärmepumpe – Das Heizsystem der Zukunft?

Energetische Sanierung

Die Energiepreise steigen in Zeiten von Rohstoffknappheit und globaler Krisen stellenweise in utopische Höhen. Bereits seit Jahren befinden sich Alternativen zu konventionellen Heizsystemen, die mit Gas oder Öl betrieben werden auf dem Vormarsch. Insbesondere elektrisch betriebene Heizsysteme wie die Wärmepumpe sind im Kommen, da sich diese mit Photovoltaikanlagen nachhaltig und autark betreiben lassen. Staatliche Förderungen machen die Verwendung von Wärmepumpen noch zusätzlich attraktiv für den Endverbraucher. In diesem Ratgeber der Christian Löhr Gruppe erfahren Sie alles Wissenswerte zur Wärmepumpenheizung, ihrer Funktionsweise sowie Einsparmöglichkeiten gegenüber klassischen Gas- und Ölheizungen.

Inhaltsverzeichnis:

Was ist eine Wärmepumpe? – Funktionsweise einfach erklärt

Eine Wärmepumpe ist ein effizientes und vor allem umweltfreundliches Heizsystem, welches es ermöglicht Energie aus der Umgebung für das Heizen der heimischen oder gewerblichen Räumlichkeiten nutzbar zu machen. Anders als bei konventionellen Gas- oder Ölheizungen nutzen Wärmepumpen keine fossilen Brennstoffe als Wärmequelle, sondern umweltschonende Energiequellen wie Wasser, Luft oder Wärme aus dem Erdreich. Da Grundwasser, Umgebungsluft und Erdwärme grundsätzlich kostenlos sind, sparen sich Nutzer an dieser Stelle das teure Beziehen von Gas oder Öl.

Doch wie genau funktioniert eine Wärmepumpe? Der Einfachheit halber bietet sich der Vergleich mit einem Haushaltsgerät an, das wohl jedem geläufig sein dürfte: dem Kühlschrank. Ein Kühlschrank entzieht seinem Innenraum die Wärme und stößt diese nach außen ab, um im Inneren für eine konstante Kühlung zu sorgen. Wärmepumpen funktionieren im Grunde genommen wie ein Kühlschrank, nur in die entgegengesetzte Richtung. Eine Wärmepumpe entzieht der Umgebung, also dem Erdreich, dem Grundwasser oder der Umgebungsluft die Wärme und leitet diese in ein Gebäude. Um Heizwärme zu erzeugen, finden innerhalb der Pumpe vier Schritte statt:

1. Verdampfen

Im ersten Schritt gilt es, die Wärme aus der Umgebung in den Kreislauf der Wärmepumpe zu integrieren. Dies geschieht mittels eines Verdampfers innerhalb der Wärmepumpe. Mit Hilfe eines Kältemittels wird die Umgebungswärme aufgenommen, verflüssigt und transportiert. Der Verdampfer sorgt anschließend dafür, dass die Wärmeenergie verdampft und somit gasförmig wird.

2. Verdichten

Im zweiten Schritt gelangt das gasförmige Kältemittel in den sogenannten Verdichter. Dabei handelt es sich um einen strombetriebenen Kompressor, der das Gas zusammendrückt. Durch den erhöhten Druck kommt es zu einem starken Anstieg der Temperatur. Diesem Schritt verdankt die Wärmpumpe den Bestandteil „Pumpe“, da der Verdichtungsprozess dem einer Luftpumpe ähnelt.

3. Verflüssigen

Im dritten Schritt erfolgt der Transport des komprimierten und erhitzten Kältemittels in den Heizungskreislaufs der Wärmepumpe. Während der Übertragung in den Kreislauf kühlt das Kältemittel wieder ab und erlangt seine ursprüngliche, flüssige Form zurück. Die Wärme innerhalb des Kreislaufes wird nun im Warmwasser- und Pufferspeicher der Pumpe gespeichert.

4. Entspannen

Zum Abschluss wird der Druck des Kältemittels mit Hilfe eines Expansions- bzw. Entspannungsventils noch weiter gesenkt, wodurch es weiter abkühlt und schließlich seine Ausgangstemperatur erreicht. Nun kann der Prozess von Neuem beginnen und weitere Wärme aus der Umwelt zum Heizen nutzbar gemacht werden.

Wie bereits erwähnt, können mit Hilfe einer Wärmepumpe unterschiedliche, natürliche Wärmequellen genutzt werden. Da die Wärmequellen Luft, Wasser und Erde auf ganz unterschiedliche Arten nutzbar gemacht werden, unterscheiden sich dementsprechend auch die Wärmepumpen.

Luft-Wärmepumpe

Die Luft Wärmepumpe nutzt die Umgebungsluft als natürliche Energiequelle. Die Nutzung der Außenluft stellt in der Regel die Variante mit dem geringsten Aufwand dar, da die Luft für die Umwandlung leicht zu erreichen ist. Wärmepumpen, die sich im Außenbereich befinden, sind stets von der Wärmequelle umgeben und können diese sofort nutzen. Wird eine Luft-Wärmepumpe im Inneren eines Gebäudes aufgestellt, genügen Kanäle oder Zuleitungen zu Lüftungsgittern, um an die Umgebungsluft zu gelangen. Da sich der Aufwand bei dieser Pumpe im Rahmen hält, fallen zumeist vergleichsweise geringe Investitionskosten an.

Da weder Erdreich noch Grundwasser genutzt werden müssen, sind zur Nutzung der Luft-Wärmepumpe üblicherweise auch keine Genehmigungen nötig. Zu beachten gilt es jedoch, dass die Pumpe im Betrieb Luftgeräusche erzeugt, deren Schallpegel zum Nachbargrundstück bestimmte Grenzwerte nicht überschreiten darf. Die Regelungen für diese Grenzwerte unterscheiden sich je nach Bundesland. Darüber hinaus ist eine ganzjährige Nutzung nicht garantiert, da bei zu niedrigen Lufttemperaturen eine Umwandlung nur schlecht oder gar nicht möglich ist.

Luft-Wärmepumpe

Die Luft Wärmepumpe nutzt die Umgebungsluft als natürliche Energiequelle. Die Nutzung der Außenluft stellt in der Regel die Variante mit dem geringsten Aufwand dar, da die Luft für die Umwandlung leicht zu erreichen ist. Wärmepumpen, die sich im Außenbereich befinden, sind stets von der Wärmequelle umgeben und können diese sofort nutzen. Wird eine Luft-Wärmepumpe im Inneren eines Gebäudes aufgestellt, genügen Kanäle oder Zuleitungen zu Lüftungsgittern, um an die Umgebungsluft zu gelangen. Da sich der Aufwand bei dieser Pumpe im Rahmen hält, fallen zumeist vergleichsweise geringe Investitionskosten an.

Da weder Erdreich noch Grundwasser genutzt werden müssen, sind zur Nutzung der Luft-Wärmepumpe üblicherweise auch keine Genehmigungen nötig. Zu beachten gilt es jedoch, dass die Pumpe im Betrieb Luftgeräusche erzeugt, deren Schallpegel zum Nachbargrundstück bestimmte Grenzwerte nicht überschreiten darf. Die Regelungen für diese Grenzwerte unterscheiden sich je nach Bundesland. Darüber hinaus ist eine ganzjährige Nutzung nicht garantiert, da bei zu niedrigen Lufttemperaturen eine Umwandlung nur schlecht oder gar nicht möglich ist.

Erd-Wärmepumpe

Eine Erd-Wärmepumpe nutzt die thermische Energie in der Erde zur Umwandlung in Heizwärme. Es gibt unterschiedliche Arten, wie eine Wärmepumpe diese Wärme aus dem Erdreich gewinnen kann. So unterscheidet man z.B. zwischen Sole-Wärmepumpen und Flächenkollektoren.

Eine Sole-Wärmepumpe nutzt eine Frostschutzflüssigkeit als Trägermittel, um die Erdwärme über einen Wärmetauscher in den Kreislauf der Wärmepumpe zu transportieren. Die Flüssigkeit zirkuliert durch Rohre, die in der Erde verlegt werden.

Eine andere Methode der Energiegewinnung stellt die Nutzung eines Flächenkollektors dar. Bei dieser Methode werden Rohrschlangen im Erdreich verlegt, über die die Erdwärme aufgenommen und in den Pumpenkreislauf transportiert wird. In der Regel werden diese Rohre in einer Tiefe von 1 bis 1,5 Metern installiert. Um für genügend Energie zu sorgen, sollten sie auf einer Fläche verlegt werden, die ungefähr dem 2- bis 2,5-fachen der zu beheizenden Fläche entspricht. Dabei gilt es zu beachten, dass die Leitungen nicht überbaut werden – also z.B. mit Gartenhäusern, tiefwurzelnden Bäumen oder ähnlichem.

Anders als bei der Luft-Wärmepumpe, können für die Nutzung einer Erd-Wärmepumpe Genehmigungen eine Rolle spielen. Insbesondere dann, wenn eine Tiefenbohrung notwendig wird, bedarf es häufig einer offiziellen Genehmigung.

Erd-Wärmepumpe

Eine Erd-Wärmepumpe nutzt die thermische Energie in der Erde zur Umwandlung in Heizwärme. Es gibt unterschiedliche Arten, wie eine Wärmepumpe diese Wärme aus dem Erdreich gewinnen kann. So unterscheidet man z.B. zwischen Sole-Wärmepumpen und Flächenkollektoren.

Eine Sole-Wärmepumpe nutzt eine Frostschutzflüssigkeit als Trägermittel, um die Erdwärme über einen Wärmetauscher in den Kreislauf der Wärmepumpe zu transportieren. Die Flüssigkeit zirkuliert durch Rohre, die in der Erde verlegt werden.

Eine andere Methode der Energiegewinnung stellt die Nutzung eines Flächenkollektors dar. Bei dieser Methode werden Rohrschlangen im Erdreich verlegt, über die die Erdwärme aufgenommen und in den Pumpenkreislauf transportiert wird. In der Regel werden diese Rohre in einer Tiefe von 1 bis 1,5 Metern installiert. Um für genügend Energie zu sorgen, sollten sie auf einer Fläche verlegt werden, die ungefähr dem 2- bis 2,5-fachen der zu beheizenden Fläche entspricht. Dabei gilt es zu beachten, dass die Leitungen nicht überbaut werden – also z.B. mit Gartenhäusern, tiefwurzelnden Bäumen oder ähnlichem.

Anders als bei der Luft-Wärmepumpe, können für die Nutzung einer Erd-Wärmepumpe Genehmigungen eine Rolle spielen. Insbesondere dann, wenn eine Tiefenbohrung notwendig wird, bedarf es häufig einer offiziellen Genehmigung.

Grundwasser-Wärmepumpe

Eine Wasser Wärmepumpe nutzt das Grundwasser als natürliche Energiequelle. Dies hat gegenüber den Luft- und Erd-Wärmepumpen den großen Vorteil, dass das Grundwasser eine Quelle darstellt, die ganzjährig konstante Temperaturen aufweist und dementsprechend auch konstant nutzbar ist. Mittels Verdichtung über einen Kompressor wird das Grundwasser erhitzt und in verdampfter Form dem Heizungskreislauf zugeführt.

Für die Nutzung der Wasser Wärmepumpe werden grundsätzlich, neben erreichbarem Grundwasser, zwei Brunnen benötigt – ein Saug- und ein Sickerbrinnen. Mit Hilfe des Saugbrunnens wird das Wasser für den Wärmepumpen-Prozess gewonnen, mittels des Sickerbrunnens wird das genutzte Wasser am Ende des Heizkreislaufs wieder zurückgeführt.

Bei dieser Art der Pumpe ist eine wasserrechtliche Genehmigung für die Nutzung des Grundwassers zwingend notwendig.

Grundwasser-Wärmepumpe

Eine Wasser Wärmepumpe nutzt das Grundwasser als natürliche Energiequelle. Dies hat gegenüber den Luft- und Erd-Wärmepumpen den großen Vorteil, dass das Grundwasser eine Quelle darstellt, die ganzjährig konstante Temperaturen aufweist und dementsprechend auch konstant nutzbar ist. Mittels Verdichtung über einen Kompressor wird das Grundwasser erhitzt und in verdampfter Form dem Heizungskreislauf zugeführt.

Für die Nutzung der Wasser Wärmepumpe werden grundsätzlich, neben erreichbarem Grundwasser, zwei Brunnen benötigt – ein Saug- und ein Sickerbrinnen. Mit Hilfe des Saugbrunnens wird das Wasser für den Wärmepumpen-Prozess gewonnen, mittels des Sickerbrunnens wird das genutzte Wasser am Ende des Heizkreislaufs wieder zurückgeführt.

Bei dieser Art der Pumpe ist eine wasserrechtliche Genehmigung für die Nutzung des Grundwassers zwingend notwendig.

Wärmepumpe Kosten – Rechnet sich das moderne Heizsystem?

Die Wärmepumpe Kosten setzen sich aus verschiedenen Faktoren zusammen. Neben der Art der Pumpe (Luft-, Erd- oder Grundwasser-Wärmepumpe) spielen auch die örtlichen Gegebenheiten eine große Rolle. Grundsätzlich müssen somit Anschaffungskosten für die eigentliche Wärmepumpe und sonstige Investitionskosten für die Erschließung der Wärmequelle berücksichtigt werden. Entscheiden Sie sich für eine Luft-Wärmepumpe und wollen diese im Außenbereich aufstellen, fallen in der Regel nur Kosten für die Anschaffung an. Diese sind meist etwas höher als bei den anderen Pumpenarten, doch Sie müssen keine zusätzlichen Investitionen für die Inbetriebnahme tätigen. Erd- und Grundwasser-Wärmepumpen sind in der Anschaffung günstiger, bedürfen aber zusätzlichen Arbeiten am Erdreich oder dem Kauf von Brunnen zum Betreiben. Je nach Beschaffenheit des Erdreiches und des Grundstücks können die Investitionskosten stark variieren. An dieser Stelle möchten wir Ihnen aber zumindest grobe Richtwerte für die unterschiedlichen Pumpenarten an die Hand geben:

Luft-Wärmepumpe

Investitionskosten zwischen 15.700 und 23.600 Euro

Erd-Wärmepumpe

Investitionskosten zwischen 17.600 und 26.500 Euro

Grundwasser-Wärmepumpe

Investitionskosten zwischen 17.600 und 35.000 Euro

Einen Teil dieser Kosten können Sie z.B. mit Hilfe einer staatlichen Förderung einsparen.

Neben den Investitionskosten fallen zudem noch Stromkosten an – immerhin müssen Wärmepumpen ja auch mit Energie betrieben werden. Auch an dieser Stelle können Endverbraucher, dank spezieller Stromtarife effektiv sparen.

Nun stellt sich weiterhin die Frage, ob sich eine Wärmepumpenheizung grundsätzlich gegenüber konventionellen Heizsystemen rechnet. Diese Frage kann nicht pauschal mit Ja oder Nein beantwortet werden, da die örtlichen Gegebenheiten sowie die Energieeffizienz eines Gebäudes eine große Rolle spielen. Bei einer guten Dämmung, der Nutzung von großen Heizkörpern (z.B. einer Fußbodenheizung), die geringe Heizwasser-Temperaturen benötigen und der Nutzung günstiger Stromtarife oder sogar einer eigenen Photovoltaikanlage haben Wärmepumpen Vorteile gegenüber ihren konventionellen Mitstreitern. Hinzu kommt eine potenziell sehr gute Effizienz der Wärmepumpen. So kann eine Wärmepumpe unter günstigen Bedingungen eine Jahresleitzahl zwischen 3,5 und 4 erreichen. Die Jahresleitzahl gibt an, wie viel Wärme in Kilowattstunden die Pumpe aus einer Kilowattstunde Strom erzeugen kann. Ab einer Jahresleitzahl von 3 gilt eine Wärmepumpe gegenüber einer Gasheizung als günstiger im Verbrauch.

Wärmepumpe Förderung – So profitieren Sie doppelt

Dank der staatlichen Wärmepumpe Förderung lassen sich beim Wechsel zu diesem Heizsystem bis zu 40% einsparen. Um maximal von dieser Förderung profitieren zu können, gilt es jedoch auf einige Dinge zu achten. Die besagten 40% setzen sich grob wie folgt zusammen:

  • 25 %: grundsätzliche Förderung für Wärmepumpen
  • 10 %: beim Wechsel von einer Öl- oder Gasheizung auf eine Wärmepumpenheizung
  • 5 %: bei der Nutzung von Grundwasser oder Sole als Wärmequelle
  • 5 %: bei der Verwendung von Wärmepumpen mit einem natürlichen Kältemittel

Sie sehen, um eine staatliche Wärmepumpe Förderung in Anspruch nehmen zu können, muss das Heizsystem nicht unbedingt im Rahmen eines Neubaus installiert werden. Auch im Zusammenhang mit einer energetischen Sanierung können Sie bares Geld einsparen.

Sie möchten gerne weitere Informationen zum Thema Förderung erhalten oder benötigen sonstige Unterstützung? Dann kommen Sie gerne auf uns zu und profitieren Sie von unserem starken Expertennetzwerk. Von der Beratung zum, für Sie richtigen Wärmepumpen-Modell, über die Beantragung der Fördermittel bis hin zur Installation stehen wir Ihnen gemeinsam mit unseren Partnern gerne zur Seite.

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