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Wärmepumpen: Funktion, Vorteile, Kosten und Sparpotenzial

Zuletzt aktualisiert: 24. Januar 2024

Mit Wärmepumpen wird die Umgebungsenergie aus der Luft oder der Erde genutzt, um effizient und umweltfreundlich Wärme zu erzeugen. Wir erzählen dir Wissenswertes über die Funktion, die verschiedenen Arten von Wärmepumpen, ihre Vorteile, die Kosten sowie das Sparpotenzial im Vergleich zu herkömmlichen Heizsystemen.

Wärmepumpe mit einer PV-Anlage kombinieren

1. Was sind Wärmepumpen?

Wärmepumpen sind innovative Heizsysteme, die vorhandene Energie aus der Umgebungsluft, dem Grundwasser oder dem Erdreich nutzen, um daraus Wärme zu erzeugen. Zum Beispiel für dein Zuhause. Anders als herkömmliche Heizungen, die auf fossilen Brennstoffen wie Erdöl oder Erdgas basieren, verwenden Wärmepumpen – wenn sie konsequent mit 100 % Ökostrom betrieben werden – vollständig erneuerbare Energiequellen, was zu einer nachhaltigen Wärmeerzeugung führt. Durch die stetig steigenden Energiepreise hat sich die Wärmepumpe damit in den letzten Jahren zu einer Schlüsselkomponente in der Energielandschaft entwickelt.

2. Funktionsprinzip von Wärmepumpen

Das Funktionsprinzip der Wärmepumpe beruht auf dem physikalischen Prinzip der Wärmeübertragung. Mithilfe eines Kältemittels wird die praktisch unendlich verfügbare und kostenlose Umweltenergie aus Luft, Erde oder Grundwasser aufgenommen und einem Kompressor zugeführt. Durch gezielte Komprimierung und Expansion des Kältemittels wird dessen Temperatur erhöht, und die dabei gewonnene Wärme wird anschließend an das Heizsystem des Gebäudes abgegeben.

3. Wie effizient sind Wärmepumpen?

Für den Betrieb einer Wärmepumpe ist Strom notwendig. Allerdings hat sich die Wärmepumpentechnik in den letzten Jahren enorm weiterentwickelt, weshalb moderne Wärmepumpen heute besonders effiziente Heizsysteme darstellen: Für die Erzeugung von 4 kWh Heizenergie benötigen sie oft gerade einmal 1 kWh elektrische Energie, mitunter sogar weniger. Die Effizienz einer Wärmepumpe wird im Coefficient of Performance (COP) oder auch mit der Jahresarbeitszahl (JAZ) ausgedrückt, wobei bei letzterem Wert nicht nur eine Momentaufnahme unter bestimmten Temperaturen, sondern auch Faktoren wie die genaue Wärmequelle, die Dämmung des Hauses oder das eigene Heizverhalten mit einfließen. Da die JAZ zudem die Effizienz während eines kompletten Jahres wiedergibt, ist sie in aller Regel aussagekräftiger als der COP. Kurzum: Wenn eine Wärmepumpe 20.000 kWh Heizenergie unter Zuhilfenahme von 5.000 kWh elektrischer Energie erzeugt, so wird sie mit der Jahresarbeitszahl 4 gekennzeichnet.

Wärmepumpen Effizienz: Typische Jahresarbeitszahlen

Art der WärmepumpeJahresarbeitszahl (JAZ)
Luftwärmepumpeca 2,5 bis 3
Erdwärmepumpe (Flächenkollektoren)ca. 3,5 bis 4
Erdwärmepumpe (Erdsonden)ca. 4 bis 4,5
Wasserwärmepumpeca. 5

4. Wärmepumpe-Arten: Luft, Wasser, Erde (Sole)

Technisch betrachtet gibt es verschiedene Arten von Wärmepumpen. Zwar zapfen sie alle unterschiedliche Energiequellen an, jedoch immer mit demselben hehren Ziel: Die gewonnene Wärmeenergie zum Heizen oder zur Warmwasserbereitung unserer Wohngebäude bereitzustellen. Die bekanntesten Wärmepumpensysteme sind:

Luft-Luft-Wärmepumpen

Sie nutzen die Abwärme des Wohngebäudes, um mit ihr die frisch zugeführte Umgebungsluft zu erwärmen. Sie unterstützen also lediglich bestehende Lüftungssysteme. Das Verfahren ist wegen der geringeren Effizienz insbesondere für Passivhäuser bzw. Niedrigenergiehäuser eine attraktive Heizlösung, zumal keine weiteren Heizkörper benötigt werden.

Wasser-Wasser-Wärmepumpen

Eine reine Wasserwärmepumpe entzieht dem Grundwasser Wärme. Dafür sind zwei Brunnen notwendig. Der Saugbrunnen fördert das von Natur aus warme Grundwasser aus den Tiefen des Erdreiches empor und stellt es zur Wärmeentnahme bereit. Das danach kalte Wasser wird anschließend über den Schluckbrunnen zurück in die Erde befördert. Entsprechend sind umfassende Baumaßnahmen und auch Genehmigungen für die Installation einer Wasser-Wasser-Wärmepumpen notwendig.

Erdwärmepumpen

Erdwärmepumpen machen sich die im Erdreich gespeicherte Wärme zunutze. An die kommen sie entweder über Erdwärmesonden, die mittels Bohrungen viele Meter tief in den Boden gelassen werden. Oder über Flächenkollektoren, die knapp unter der Erdoberfläche ausgelegt werden, beispielsweise in einem großen Garten. Beide Varianten basieren auf einem geschlossenen Kreislauf, der die Wärme mithilfe einer Pumpe zum Wohnhaus führt und dort abgibt. Dafür kommen Leitungen mit frostsicherer Flüssigkeit zum Einsatz, der sogenannten Sole. Aus diesem Grund werden Erdwärmepumpen auch als Sole-Wasser-Wärmepumpen bezeichnet.

Luft-Wasser-Wärmepumpen

Sie machen mit ca. 80 Prozent den Großteil aller in Deutschland genutzten Wärmepumpen aus. Kein Wunder, stellen sie doch oft den besten Kompromiss aus Anschaffungs- und Installationskosten und hoher Effizienz dar. Ihr Prinzip: Über einen Ventilator wird Außenluft angesaugt und strömt im Inneren der Wärmepumpe über einen Kühlmittelkreislauf. Das sehr kalte Kältemittel in den Leitungen erwärmt sich, verdampft und wird in einem Verdichter zusetzlich komprimiert. Die dabei entstehende Wärme dient zum Heizen des Hauses und des Warmwassers. Weil Luft-Wasser-Wärmepumpen auch „in die andere Richtung“ funktionieren, sind sie entsprechend in der Lage, das Haus im Sommer zu kühlen.

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5. Vorteile einer Wärmepumpe

Wärmepumpen bieten eine ganze Reihe an Vorzügen gegenüber herkömmlichen Gas- oder Ölheizungen. Wir haben für dich die wichtigsten Wärmepumpen Vorteile zusammengetragen:

Hohe Effizienz

Wärmepumpen erreichen hohe Effizienzwerte, da sie einen Großteil ihrer erzeugten Energie aus umgebenden Quellen der Natur beziehen und nur einen verhältnismäßig geringen Teil an Strom für den Betrieb benötigen. Aus 1 kWh elektrischer Energie erzeugt eine moderne Wasser-Wärmepumpe so fast 5 kWh Heizenergie.

Günstige Wärmeerzeugung

Durch die Nutzung kostenloser Umweltenergie ist die Wärmeerzeugung mit Wärmepumpen im Vergleich zu konventionellen Heizsystemen kostengünstig. Mit eigens erzeugten Strom von der eigenen Solaranlage auf dem Dach sogar ganz besonders.

Fortschrittlicher Klimaschutz

Da Wärmepumpen auf erneuerbaren Energien basieren, tragen sie zur Reduzierung von Treibhausgasemissionen bei und leisten einen wichtigen Beitrag zur Energiewende.

Erhöhter Autarkiegrad

Die Unabhängigkeit vom ständigen Zukauf von Brennstoffen macht Gebäudebesitzer mit Wärmepumpen autarker und weniger anfällig für Preisschwankungen des fossilen Energiemarkts. Auch hier führt eine eigene Photovoltaikanlage mit Stromspeicher dazu, dass der Autarkiegrad steigt – schließlich wird die Wärmepumpe wann immer möglich mit eigenem Solarstrom betrieben.

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Smart steuerbar

Moderne Wärmepumpen lassen sich intelligent steuern und in smarte Energiemanagement- bzw. Smart-Home-Systeme integrieren, was zu einer noch effizienteren Nutzung führt. Auch unser Ganzjahresenergiesystem EKD365+ ist für die Integration einer Wärmepumpe vorbereitet.

Sicherer Umgang

Im Vergleich zu traditionellen Heizsystemen ist der Umgang mit Wärmepumpen sicherer, da keine Verbrennungsprozesse erfolgen.

Vielseitiger Einsatz

Wärmepumpen eignen sich für Bestandsimmobilien und Neubauten gleichermaßen und können dank ihrer unterschiedlichen technischen Ansätze in verschiedenen Umgebungen installiert werden.

Angenehme Nutzung

Der Betrieb von Wärmepumpen erfolgt geräuscharm und geruchlos, was zu einem angenehmen Raumklima beiträgt und die Lebens- und Schlafqualität der Bewohner erhöht.

Platzsparende Installation

Die kompakte Bauweise ermöglicht eine platzsparende Installation der Wärmepumpen, was gerade in urbanen Umgebungen von Vorteil ist.

Auch für Außenbereiche geeignet

Viele Wärmepumpen können im Freien installiert werden, wodurch sie sich besonders für Gebäude mit begrenztem Platz im Innenbereich eignen. Zu beachten ist hier nur der gesetzliche Mindestabstand zum Nachbargrundstück von in der Regel 2,5 bis 3 Metern.

Für Solarstrom geeignet

Die Kombination von Wärmepumpen mit einer Photovoltaikanlage samt Batteriespeicher ist nahezu ideal. Denn sie ermöglicht eine zusätzliche Nutzung von selbst erzeugtem Solarstrom, was neben der Autarkie auch die Nachhaltigkeit weiter erhöht und die Gesamtkosten für Energie senkt. Denn dem gestiegenen Stromverbrauch für den Betrieb der Wärmepumpe stehen auf 0 Euro gesenkte Kosten für fossile Energieträger gegenüber.

Wie viel Kosten kann ich mit einer Photovoltaikanlage sparen?

6. Wärmepumpe Kosten

Du bist kurz davor, deiner alten Gas- oder Ölheizung den Rücken zu kehren, weißt aber nicht, welche Kosten für eine neue Wärmepumpe auf dich zukommen? Wir geben dir einen Überblick! Die gezeigten Kosten für eine Wärmepumpe setzen sich dabei aus den einmaligen Anschaffungskosten für die Technik, den Kosten für die Installation durch einen Handwerksbetrieb und die jährlichen Betriebskosten zusammen. Grundsätzlich lässt sich festhalten, dass die Anfangsinvestition den größten Teil der Kosten ausmacht. Ab dem Zeitpunkt der Inbetriebnahme spart man dann aber Jahr für Jahr Geld, denn der Zukauf von Erdgas und Erdöl fällt vollständig weg, es bleiben allein die Kosten für Strom. Mit einer eigenen Solaranlage amortisiert sich der Kauf einer Wärmepumpe daher umso schneller.

Wärmepumpen Kosten

WärmepumpentypAnschaffungskostenInstallationskostenBetriebskosten pro Jahr
Luft-Luft-Wärmepumpe5.000 – 10.000 €2.000 – 4.000 €600 – 1.000 €
Luft-Wasser-Wärmepumpe7.500 – 15.000 €3.000 – 5.000 €800 – 1.200 €
Sole-Wasser-Wärmepumpe10.000 – 20.000 €5.000 – 10.000 €800 – 1.200 €
Wasser-Wasser-Wärmepumpe12.500 – 25.000 €5.000 – 10.000 €800 – 1.200 €

7. Maximales Sparpotenzial: Einbindung in ein modernes Energiesystem

Die Integration von Wärmepumpen in ein modernes Energiesystem in den eigenen vier Wänden ist entscheidend für eine effiziente und kostengünstige Nutzung erneuerbarer Energien für die ganzjährige Wärmeversorgung. Denn die Kombination mit einer Photovoltaikanlage, einem Stromspeicher und einem intelligenten Energiemanagement-System ermöglicht es dir, eigens erzeugten Strom jederzeit zum Betrieb der Wärmepumpe zu nutzen – vollautomatisiert und immer nach deinen eigenen Wünschen konfigurierbar. Kombiniere deine geplante Wärmepumpe mit unserem Ganzjahresenergiesystem EKD365+, um von einem maximalen Autarkiegrad und dauerhafter Energiekostenersparnis zu profitieren.

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8. Wärmepumpen: Unser Fazit

Die neuesten Gesetzesbeschlüsse der Regierung haben den Fokus auf Wärmepumpen gelegt. Dabei sind sie schon seit vielen Jahren die vielleicht nachhaltigste und zukunftsweisendste Lösung in Sachen heimischer Wärmeerzeugung. Mit ihren vielseitigen Vorteilen und der Möglichkeit der Integration in moderne Energiesysteme wie EKD365+ tragen Wärmepumpen nicht nur zur Reduzierung der Energiekosten bei, sondern auch zum Klimaschutz.

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Leistungszahl / Coefficient of Performance (COP)
Der COP beschreibt die Effizienz einer Wärmepumpe. Die Leistungszahl gibt dabei das Verhältnis zwischen erzeugter Wärmeleistung und der dafür erforderlichen Antriebsenergie an.

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10 Jahre Bauteilgarantie für Stromspeicher, kostenpflichtig verlängerbar auf bis zu 20 Jahre.

10 Jahre Kapazitätsgarantie über 100 % Kapazität für Stromspeicher.