Wärmepumpenheizung: Vorteile, Nachteile und Kosten auf einen Blick

Als Alternative zur fossilen Heizungssystemen gewinnen Wärmepumpenheizungen immer mehr an Bedeutung. Sie sind emissionsarm, brauchen keine fossilen Brennstoffe und stellen bis zu viermal mehr Wärme als eine direktelektrische Heizung zur Verfügung. Auch die Studie „Klimaneutrales Deutschland 2045“ der Stiftung Klima sieht in Wärmepumpen in privaten Haushalten eine vielversprechende Maßnahme auf dem Weg zur Klimaneutralität. Und viel wichtiger: im aktuell überarbeiten Gebäudeenergiegesetz (GEG) kommt Wärmepumpen eine Schlüsselrolle in der Wärmewende in Deutschland zu.  

Elektrisch betriebene Wärmepumpen haben aber noch einen weiteren Vorteil: Wie alle elektrisch betriebenen Geräte lassen sie sich an die eigene Photovoltaikanlage anbinden und mit selbst erzeugtem Solarstrom betreiben – so lassen sich die Heizkosten weiter reduzieren.

Wir haben in diesem Beitrag alle Infos rund um die Funktionsweise, Planung und Installation von Wärmepumpenheizungen für Sie zusammengestellt. Über das klickbare Inhaltsverzeichnis gelangen Sie direkt zu den Kapiteln, die für Sie interessant sind.  
 

Wie funktioniert eine Wärmepumpenheizung?

Eine Wärmepumpe nutzt Umgebungsenergie – also die Wärmeenergie aus der Luft, der Erde oder dem Grundwasser – und bringt sie auf die benötigte Temperatur.  Der Wärmepumpe liegt das gleiche Prinzip wie beim Kühlschrank zugrunde. Einem Medium wird Wärme entzogen und einem Medium an anderer Stelle hinzugefügt.

Beim Kühlschrank wird die Wärme der Luft im Kühlschrank entzogen und über die Kühlrippen an die Raumluft abgegeben. Mit dem gleichen Prinzip entziehen Wärmepumpen z. B. der Außenluft Wärme und geben sie dann an den Heizkreis der Fußbodenheizung ab.  

Zum Kreislauf einer Wärmepumpe gehören vier Komponenten: 

• Kältemittel: ein Medium (Flüssigkeit oder Gas), das in Kühlgeräten und Wärmepumpen zum Einsatz kommt und das schon bei niedrigen Temperaturen und Drücken verdampft
• Verdampfer: erster Wärmeübertrager, der die Wärme aus der Umgebung auf das Kältemittel überträgt
• Verdichter: elektrisch betriebene Komponente, die das dampfförmige Kältemittel “verdichtet“ 
• Verflüssiger: zweiter Wärmeübertrager, der die Wärme an das Heizungssystem abgibt
   

Der Kreislauf der Wärmepumpenheizung

Genau wie bei Kühlschränken kommt auch bei elektrisch betriebenen Wärmepumpen ein Kältemittel zum Einsatz. Diese spezielle Flüssigkeit verdampft schon bei niedrigen Temperaturen.

Im Verdampfer kommt das Kältemittel mit der Umgebungswärme aus der Luft, aus dem Wasser oder dem Erdboden in Berührung und verdampft.

Das dampfförmige Kältemittel wird nun in den Verdichter geleitet. Diese technische Komponente verdichtet den Dampf und erhöht dadurch den Druck des Kältemittels, das sich durch die Verdichtung weiter aufheizt. 

Anschließend wird das Kältemittel an den Verflüssiger weitergeleitet, der die entstandene Wärme an das Heizungssystem abgibt. Das Kältemittel kühlt sich ab, wird wieder flüssig und läuft weiter in den Verdampfer, wo der Kreislauf von vorn beginnt.  
 

Welche Wärmepumpen-Typen gibt es?

Es gibt drei verschiedene Arten von Wärmepumpen. Sie unterscheiden sich im Wesentlichen darin, woher sie die Energie für die Wärmeerzeugung nehmen. Das folgenden Bild gibt Ihnen einen Überblick. Im Folgenden erklären wir Ihnen die drei Typen genauer.

1. Luft-Wasser-Wärmepumpen

Luft-Wasser-Wärmepumpen entziehen der Außenluft einen Teil ihrer Wärme. Die Ventilatoren sorgen dabei für einen ausreichend großen Massenstrom, da dieser rein durch Naturkonvektion in diesen Baugrößen nicht zu erreichen wäre. Die leicht abgekühlte Luft wird anschließend wieder an die Umgebung abgegeben.

Dieses System funktioniert selbst im Winter, allerdings muss in der kalten Jahreszeit mehr Strom für den Motor des Kompressors bereitgestellt werden. Bei besonders niedrigen Temperaturen reicht die Umgebungsluft als einzige Wärmequelle teilweise nicht mehr aus.

Es gibt spezielle Kältemittel, die auch bei niedrigen Temperaturen vergleichsweise effizient hohe Vorlauftemperaturen erlauben, z. B. R290 (Propan). Zusätzlich sind Wärmepumpen mit einem Heizstab ausgestattet, mit dem sie direktelektrisch Wärme erzeugen können. 

Aufgrund des geringen Installationsaufwandes zählen Luft-Wasser-Wärmepumpen zu den beliebtesten Wärmepumpen. 

2. Erd-Wärmepumpen (Sole-Wasser-Wärmepumpen)

Erd-Wärmepumpen beziehen die Umweltwärme aus dem Erdboden. Dazu werden unterhalb der Frostgrenze Erdkollektoren oder Erdsonden verlegt, die die Wärme über ein Wärmeträgermedium zum Heizkreis transportieren.

Das Wärmeträgermedium nimmt die thermische Energie aus dem Boden auf und gibt sie an die angeschlossene Erdwärmepumpe weiter, bevor die Wärme (z. B. über die Fußbodenheizung) an den Raum abgegeben wird.

Da die Temperatur im Erdboden bereits ab einer Tiefe von 1 bis 2 Metern ganzjährig unabhängig von der Außenlufttemperatur ist, können Sie diese Wärmequelle zu jeder Jahreszeit mit der gleichen Arbeitszahl nutzen. 

3. Wasser-Wasser-Wärmepumpen

Bei Wasser-Wasser-Wärmepumpen dient das Grundwasser als Energiespeicher. Grundwasser hat das ganze Jahr über konstante Temperaturen zwischen 7 und 12 Grad Celsius und liefert so beständig Energie, die zum Heizen oder für die Warmwasserbereitung genutzt werden kann.

Wasser-Wasser-Wärmepumpen können daher ganzjährig und unabhängig von der Außentemperatur mit der gleichen Effizienz genutzt werden. 

Zu bedenken ist: Grundwasser oder Erdreich haben bei warmen Außenlufttemperaturen, z. B. in der Übergangsjahreszeit, erhebliche Effizienznachteile gegenüber Luft-Luft- oder Luft-Wasser-Wärmepumpen. 
 

Was kostet eine Wärmepumpenheizung?

Die Gesamtkosten für eine Wärmepumpe setzen sich aus den folgenden Komponenten zusammen: 

• Anschaffungskosten 
• Erschließungskosten bzw. Kosten für Vorbereitung des Grundstücks 
• Installationskosten
• Betriebskosten (Stromkosten)
• Wartungskosten

Wie viel Sie für die einzelnen Kostenanteile einplanen müssen, hängt von der Größe und Bauart Ihres Hauses, von den Gegebenheiten des Grundstücks und nicht zuletzt von der Wärmepumpe selbst ab.

Eine professionelle Planung und Installation der Wärmepumpe hilft Ihnen, unnötige Kosten zu vermeiden.
 

Kostenübersicht verschiedener Wärmepumpenarten für ein Einfamilienhaus

Anmerkung: Alle Angaben in der Tabelle sind grobe Richtwerte, die Ihnen einen ersten Eindruck geben sollen. Preise können sich je nach Anbieter unterscheiden. 

Wie groß muss meine Wärmepumpe sein?

Die Berechnung der passenden Wärmepumpe ist Expertensache, da viele verschiedene Faktoren eine Rolle spielen. Besonders wichtig für den effizienten Wärmepumpenbetrieb ist die Vorlauftemperatur der Wärmepumpe. Viele Hersteller von Wärmepumpen bieten ihren Installateuren Auslegungswerkzeuge an.

Die Vorlauftemperatur ist die Temperatur, auf die das Heizungswasser mithilfe der Wärmepumpe erwärmt wird, bevor es in die Rohre des Heizkreises strömt. Für einen effizienten Betrieb der Heizung sollte der Heizkreis mit möglichst niedriger Vorlauftemperatur betrieben werden.

Die Vorlauftemperatur hängt vom flächenbezogenen Wärmebedarf des Gebäudes (der eine Funktion des Dämmzustands der Gebäudehülle ist) und der Leistung der Wärmeübertragerflächen (als der Größe der Heizkörper oder Länge der Fußbodenheizung) ab. 

Als eine Faustregel für die Abschätzung der benötigten Wärmepumpenleistung wird folgende Formel verwendet: 

Wohnfläche in m² x flächenbezogener Wärmebedarf in W/m² = benötigte Heizleistung

Für einen effizienten Betrieb ist es wichtig, dass der Stromverbrauch der Wärmepumpe im richtigen Verhältnis zur erzeugten Wärmeenergie steht. Dieses Verhältnis wird über die Jahresarbeitszahl (JAZ) angegeben: 

JAZ = Heizwärmebedarf (kWh) : Jahresstromverbrauch (kWh)  

Die JAZ wird in der Praxis als Kennziffer für die Effizienz genutzt. Grob gesagt: Je höher der Wert ist, desto effizienter ist eine spezifische Anlage in einem spezifischen Gebäude. 

Wir empfehlen, die Auslegung einer Wärmepumpe unbedingt einem Fachbetrieb zu überlassen.

Wann lohnt sich eine Wärmepumpenheizung?

Wärmepumpenheizungen lohnen sich vorrangig für gut gedämmte Häuser, da diese einen niedrigeren Wärmebedarf haben und in der Regel eine niedrigere Vorlauftemperatur zum Beheizen der Räume ausreichend ist. 

Auch die Größe des Hauses spielt eine Rolle. Bei kleineren Einfamilienhäusern amortisiert sich die Luft-Wasser-Wärmepumpe sehr oft in Kombination mit einer Solaranlage, die einen Teil der benötigten elektrischen Antriebsenergie zuliefert. 

In größeren Häusern empfehlen sich oftmals Erdwärmepumpen. Dank konstanter Temperaturen erbringen sie konstante Leistung, sodass meist keine oder nur wenig zusätzliche Wärme aus nicht-regenerativen Quellen zugeführt werden muss.

Zwar ist der Aufwand für die Erschließung deutlich größer, dafür amortisieren sich diese Kosten gerade bei Gebäuden mit höherem Wärmebedarf durch die gleichbleibende Temperatur der Wärmequelle in der kalten Jahreszeit und die daraus resultierende höhere JAZ wieder. 
 

Vorteile von Wärmepumpen auf einen Blick

Viele Menschen planen bei ihrem Neubau mittlerweile von vornherein eine Wärmepumpe ein. In der folgenden Übersicht finden Sie die Vorteile der Heiztechnologie auf einen Blick: 

Unabhängigkeit von fossilen Brennstoffen

Fossile Brennstoffe werden knapper – und immer teurer. Durch die Nutzung von frei verfügbarer Umgebungswärme machen Sie sich unabhängiger von Gas und Öl. Je mehr Energie Sie aus der Umwelt gewinnen, desto unabhängiger werden Sie von fossilen Brennstoffen.

Kühl- und Heizfunktion in einem

Viele Wärmepumpenheizungen lassen sich mittlerweile auch zum Kühlen oder Klimatisieren der Wohnräume nutzen. So können Sie Ihr Haus heizen und kühlen – günstig und nachhaltig mit nur einem Gerät. 

Nachhaltigkeit 

Für eine Wärmepumpenheizung brauchen Sie keine fossilen Brennstoffe, darüber hinaus stößt eine elektrische Wärmepumpe kein CO2 aus. Damit punkten Wärmepumpen in Sachen Nachhaltigkeit, wenn sie überwiegend mit erneuerbarem Strom betrieben werden. 

Staatliche Förderungen

Unter bestimmten Voraussetzungen fördert der Staat den Einbau von Wärmepumpenheizungen. Das senkt die Anschaffungs- und Installationskosten. Mögliche Förderungen führen wir weiter unten für Sie auf.
 

Haben Wärmepumpenheizungen auch Nachteile?

Eine Herausforderung für viele Eigenheimbesitzer*innen sind die hohen Anschaffungskosten einer Wärmepumpenheizung. Diese liegen oft deutlich über den Kosten für eine vergleichbare Gas- oder Ölheizung. Bei Erd- oder Wasser-Wärmepumpen sind zudem die Erschließungsarbeiten sehr aufwendig, weil tief ins Erdreich gebohrt oder gegraben werden muss. 

Bei Luft-Wasser-Wärmepumpen kann es sein, dass diese an sehr kalten Tagen mit ihrem Heizstab zuheizen müssen, was zu höheren Stromkosten als im Wärmepumpenbetrieb führt.  Das gilt insbesondere für ältere oder sehr große Häuser. 

Grundsätzlich können Wärmepumpen in jedem Bestandsgebäude eingesetzt werden. Ein paar grundlegende Dinge sollten jedoch beachtet werden: So amortisieren sich in Gebäuden mit Wärmepumpen flankierende Energieeffizienzmaßnahmen an der Gebäudehülle –  also z. B. der Einbau neuer Fenster oder eine Wärmedämmung der Fassade – meist eher als in Häusern mit konventionellen Heizungssystemen. Wieweit diese Faustregeln aus den letzten Jahren nun für die neue Realität mit deutlich höheren Energiepreisen und ambitionierterer Klimapolitik gelten muss sich erst noch zeigen.   

Ein weiterer möglicher Nachteil kann die lange Wartezeit bei der Planung und Installation sein. Die Nachfrage nach Wärmepumpen ist derzeit enorm hoch – wer sich heute für eine Wärmepumpe entscheidet, muss realistisch betrachtet 3 bis 9 Monate warten, bis das Gerät geliefert worden und ein Fachbetrieb für die Installation gefunden ist. 

Da aber nicht nur die Herstellung an dieser Stelle begrenzend wirkt, sondern insbesondere die Installationskapazität, sind andere Heizungssysteme in ähnlichem Umfang von dieser Problematik betroffen. 

Gibt es Förderungen für Wärmepumpenheizungen?

Wenn Sie sich für den Einbau einer Wärmepumpenheizung entscheiden, dann können Sie von staatlichen Förderungen profitieren. 

1. BAFA-Förderung 

Im Rahmen der „Bundesförderung für effiziente Gebäude – Einzelmaßnahmen“ wird der Austausch Ihrer alten Heizung gegen eine Wärmepumpe gefördert. Es werden mindestens 20 % der förderfähigen Ausgaben übernommen, jedoch nicht mehr als 60.000 € pro Jahr und Wohneinheit.

Bei Luft-Wasser-Wärmepumpen werden 25 % der Investitionssumme gefördert – wenn Sie Wasser, Abwasser oder das Erdreich als Wärmequelle nutzen, erhöht sich die Förderung auf 30 %. Alle Informationen zu den Konditionen und der Höhe der Förderung finden Sie hier. 

Zusätzlich wird es mit 5 % der anrechenbaren Kosten gefördert, wenn Sie eine Wärmepumpe mit einem natürlichen Kältemittel (z. B. Propan R290) installieren.

2. KfW-Förderprogramme 

Die KfW vergibt Kredite für den Einbau von Wärmepumpen  – sowohl im Altbau als auch im Neubau. Wichtig ist, dass Sie den Antrag stellen, noch bevor Sie mit dem Einbau beginnen. 

Wie sinnvoll ist die Kombination von Wärmepumpenheizung und Photovoltaik?

Elektrische Wärmepumpen lassen sich problemlos in eine Photovoltaikanlage integrieren, unabhängig davon, ob Sie eine neue Anlage planen oder bereits eine Solaranlage auf dem Dach haben. Der Vorteil liegt auf der Hand: Wenn Sie Ihren Strombedarf zumindest teilweise über die eigene PV-Anlage decken, können Sie auch Ihre Wärmepumpe noch günstiger und nachhaltiger betreiben. 

Zu diesem Thema empfehlen wir den folgenden Beitrag: Wärmepumpe mit Photovoltaik verbinden: Was muss ich beachten?