Im Zuge der Energiewende und der steigenden Energiekosten suchen immer mehr Hausbesitzer nach effizienten und umweltfreundlichen Heizsystemen. Wärmepumpen haben sich in den letzten Jahren als eine der vielversprechendsten Technologien für klimafreundliches Heizen etabliert. Dieser Artikel erklärt, wie Wärmepumpen funktionieren, welche Arten es gibt, welche Vorteile sie bieten und welche Fördermöglichkeiten in Deutschland zur Verfügung stehen.
Das Prinzip der Wärmepumpe: Physik für effizientes Heizen
Wärmepumpen nutzen ein faszinierendes physikalisches Prinzip: Sie entziehen ihrer Umgebung – sei es der Luft, dem Erdreich oder dem Grundwasser – Wärmeenergie und transportieren diese in das Gebäudeinnere. Das mag zunächst überraschen, denn selbst bei kalten Außentemperaturen von -10°C oder -15°C können moderne Wärmepumpen noch effizient arbeiten.
Der Prozess lässt sich in vier Hauptschritte unterteilen:
- Verdampfung: Ein Kältemittel nimmt bei niedrigem Druck Wärme aus der Umgebung auf und verdampft.
- Verdichtung: Ein Kompressor verdichtet das gasförmige Kältemittel, wodurch es sich stark erwärmt.
- Verflüssigung: Das heiße Gas gibt Wärme an das Heizsystem ab und kondensiert wieder zu einer Flüssigkeit.
- Entspannung: Das Kältemittel entspannt sich durch ein Expansionsventil, kühlt ab und der Kreislauf beginnt von vorn.
Das Besondere: Mit diesem Verfahren kann mehr Heizenergie erzeugt werden, als an elektrischer Energie zugeführt wird. Moderne Wärmepumpen erreichen Jahresarbeitszahlen (JAZ) von 3,5 bis 5, was bedeutet, dass aus einer Kilowattstunde Strom 3,5 bis 5 Kilowattstunden Wärmeenergie gewonnen werden.
Wärmepumpenarten im Überblick
Je nach genutzter Wärmequelle unterscheidet man verschiedene Typen von Wärmepumpen:
Luft-Wasser-Wärmepumpen
Luft-Wasser-Wärmepumpen entziehen der Außenluft Wärme und übertragen diese auf das Heizungswasser. Ihre Vorteile:
- Vergleichsweise kostengünstige Installation, da keine Bohrungen oder umfangreiche Erdarbeiten notwendig sind
- Auch in dicht bebauten Gebieten gut einsetzbar
- Ideal für Sanierungsprojekte, bei denen der Aufwand für erdgekoppelte Systeme zu hoch wäre
Allerdings sinkt ihre Effizienz bei sehr niedrigen Außentemperaturen, und sie benötigen mehr Strom als erdgekoppelte Systeme.
Sole-Wasser-Wärmepumpen (Erdwärmepumpen)
Diese nutzen die im Erdreich gespeicherte Wärme mittels Erdsonden (vertikal) oder Erdkollektoren (horizontal). Ihre Stärken:
- Hohe Effizienz durch konstante Temperaturen im Erdreich auch im Winter
- Langlebig und sehr zuverlässig
- Geringere Betriebskosten im Vergleich zu Luft-Wasser-Wärmepumpen
Nachteile sind die höheren Investitionskosten für Bohrungen oder Erdarbeiten sowie der erhöhte Platzbedarf bei horizontalen Erdkollektoren.
Wasser-Wasser-Wärmepumpen
Wasser-Wasser-Wärmepumpen nutzen Grundwasser als Wärmequelle. Sie bieten:
- Die höchste Effizienz aller Wärmepumpensysteme, da Grundwasser auch im Winter relativ warm ist (ca. 8-12°C)
- Geringere Betriebskosten
Allerdings sind für diese Systeme zwei Brunnen (Förder- und Schluckbrunnen) erforderlich, und es werden behördliche Genehmigungen benötigt. Zudem ist nicht überall geeignetes Grundwasser in ausreichender Menge verfügbar.
Luft-Luft-Wärmepumpen
Diese Variante nutzt Außenluft zur Erwärmung der Raumluft und wird häufig in Form von Klimageräten mit Heizfunktion eingesetzt. In Deutschland spielen sie für die Gebäudeheizung eine untergeordnete Rolle, sind aber in kleineren Gebäuden oder als Ergänzung zu bestehenden Heizsystemen sinnvoll.
Vorteile der Wärmepumpentechnologie
Wärmepumpen bieten zahlreiche Vorteile gegenüber konventionellen Heizsystemen:
Umwelt- und Klimavorteile
- Deutlich geringere CO2-Emissionen, besonders in Kombination mit Ökostrom oder einer eigenen Photovoltaikanlage
- Keine lokalen Schadstoffemissionen wie bei Verbrennung fossiler Brennstoffe
- Nutzung erneuerbarer Energiequellen (Umweltwärme)
Wirtschaftliche Vorteile
- Geringe Betriebskosten, besonders im Vergleich zu Öl- und Gasheizsystemen
- Unabhängigkeit von steigenden Öl- und Gaspreisen
- Lange Lebensdauer der Anlagen (15-20 Jahre für den Kompressor, über 50 Jahre für Erdsonden)
- Wertsteigerung der Immobilie durch zukunftsfähige Heiztechnik
Praktische Vorteile
- Kein Platzbedarf für Brennstofflagerung
- Geringer Wartungsaufwand
- Kombinierbar mit Photovoltaik für besonders wirtschaftlichen Betrieb
- Viele Modelle bieten auch eine Kühlfunktion im Sommer
Wärmepumpen in der Sanierung und im Neubau
Wärmepumpen eignen sich sowohl für Neubauten als auch für die Modernisierung bestehender Heizsysteme, allerdings gibt es je nach Anwendungsgebiet Unterschiede zu beachten:
Wärmepumpen im Neubau
In Neubauten mit guter Wärmedämmung und Flächenheizungen (Fußboden- oder Wandheizung) sind Wärmepumpen besonders effizient. Die niedrigen Vorlauftemperaturen von 35-40°C, die für diese Heizflächen ausreichen, erlauben optimale Arbeitszahlen. Im Neubau kann zudem von Anfang an die optimale Wärmequelle gewählt und das gesamte Heizsystem auf die Wärmepumpe abgestimmt werden.
Wärmepumpen in der Sanierung
Auch in Bestandsgebäuden können Wärmepumpen sinnvoll eingesetzt werden, allerdings sollten einige Aspekte beachtet werden:
- Eine vorherige energetische Sanierung (Dämmung, neue Fenster) verbessert die Effizienz der Wärmepumpe erheblich
- Heizkörper müssen eventuell angepasst oder ausgetauscht werden, da Wärmepumpen mit niedrigeren Vorlauftemperaturen arbeiten als Öl- oder Gasheizungen
- Hochtemperatur-Wärmepumpen, die Vorlauftemperaturen bis 65°C erreichen, können auch mit konventionellen Heizkörpern betrieben werden, arbeiten aber weniger effizient
Fördermöglichkeiten für Wärmepumpen in Deutschland
Die Bundesregierung und viele Bundesländer fördern die Installation von Wärmepumpen mit attraktiven Programmen:
Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG)
Die BEG ist das zentrale Förderinstrument des Bundes im Gebäudebereich. Für Wärmepumpen können folgende Zuschüsse beantragt werden:
- Grundförderung: 25% der förderfähigen Kosten für den Einbau einer effizienten Wärmepumpe
- Zusatzbonus für den Austausch einer alten Öl-, Kohle-, Nachtspeicher- oder Gasheizung: 10% zusätzlich
- Zusatzbonus für den Einsatz natürlicher Kältemittel (z.B. Propan): 5% zusätzlich
Die maximale Fördersumme kann somit bis zu 40% der förderfähigen Kosten betragen. Bei Sanierungen sind umfassende Maßnahmen zur Wärmedämmung und zur Nutzung von Wärmepumpen häufig in einem Schritt sinnvoll. Hier gibt es spezielle Förderprogramme für sogenannte "Effizienzhaus"-Standards.
Steuerliche Förderung
Alternativ zur direkten Förderung können die Kosten für eine Wärmepumpe auch steuerlich geltend gemacht werden. Über drei Jahre können 20% der Investitionskosten von der Steuerschuld abgezogen werden.
Regionale Förderprogramme
Viele Bundesländer, Kommunen und Energieversorger bieten zusätzliche Förderprogramme an, die mit der Bundesförderung kombiniert werden können. Beispiele sind:
- Förderung von Wärmepumpen in Kombination mit Photovoltaikanlagen
- Spezielle Programme für Mehrfamilienhäuser oder gewerbliche Objekte
- Zuschüsse für die Erschließung von Erdwärme
Kosten und Wirtschaftlichkeit
Die Anschaffungskosten für Wärmepumpen sind höher als bei konventionellen Heizsystemen, aber die Betriebskosten sind deutlich niedriger:
Investitionskosten (ohne Förderung)
- Luft-Wasser-Wärmepumpe: ca. 15.000 - 25.000 Euro
- Sole-Wasser-Wärmepumpe mit Erdsonde: ca. 20.000 - 30.000 Euro plus Bohrkosten (ca. 5.000 - 15.000 Euro)
- Wasser-Wasser-Wärmepumpe: ca. 20.000 - 30.000 Euro plus Brunnenbohrungen (ca. 8.000 - 15.000 Euro)
Betriebskosten
Bei einer Jahresarbeitszahl von 4 und einem Strompreis von 30 Cent/kWh kostet eine Kilowattstunde Wärme etwa 7,5 Cent. Zum Vergleich: Bei einer Gasheizung mit einem Preis von 12 Cent/kWh und einem Wirkungsgrad von 90% kostet eine Kilowattstunde Wärme etwa 13,3 Cent – also fast das Doppelte.
Amortisationszeit
Die höheren Anschaffungskosten einer Wärmepumpe amortisieren sich in der Regel nach etwa 10-15 Jahren. Mit Förderung verkürzt sich diese Zeit auf etwa 7-10 Jahre. Bei weiter steigenden Energiepreisen für fossile Brennstoffe wird sich die Wirtschaftlichkeit von Wärmepumpen in Zukunft noch weiter verbessern.
Fazit: Wärmepumpen als Schlüsseltechnologie der Wärmewende
Wärmepumpen sind eine zukunftsweisende Technologie für die Wärmeversorgung von Gebäuden. Sie kombinieren hohe Energieeffizienz mit Umweltfreundlichkeit und werden in den kommenden Jahren eine immer wichtigere Rolle spielen. Die Bundesregierung hat das Ziel ausgegeben, bis 2030 sechs Millionen Wärmepumpen in Deutschland zu installieren – ein ambitioniertes, aber notwendiges Ziel für die Energiewende im Wärmesektor.
Mit den aktuellen Förderprogrammen, sinkenden Technologiekosten und steigenden Preisen für fossile Brennstoffe werden Wärmepumpen für immer mehr Hausbesitzer zur ersten Wahl. Für eine erfolgreiche Installation ist eine gute Planung durch Fachleute unerlässlich, um das optimale System für die individuellen Anforderungen zu finden.
Wer heute in eine Wärmepumpe investiert, setzt auf eine zukunftssichere, umweltfreundliche und wirtschaftliche Heizlösung, die einen wichtigen Beitrag zum Klimaschutz leistet und langfristig von steigenden Energiepreisen unabhängiger macht.