Wärmepumpen – effiziente Technik

Wärmepumpen entziehen der Erde oder Außenluft Wärme – und schonen so Klima und Geldbeutel. Aber nur, wenn die Voraussetzungen stimmen.

Wärmepumpenheizungen sind längst kein Nischenprodukt mehr. In Deutschland wurden 2020 schon etwa 46 Prozent aller neuen Wohngebäude mit Wärmepumpen beheizt. Die Technik ist ausgereift, die Angebotspalette breit, die Anlagen gelten als wartungsarm und energieeffizient.

Sie entfalten allerdings nur ihre Stärken, wenn sich Haus und Grundstück für den Einsatz eignen. Dann aber heizt man ein Ein- oder Zweifamilienhaus mit einer Wärmepumpe günstiger und klimafreundlicher als mit Erdgas, Heizöl oder Fernwärme. Wer mit einer Erd-, Grundwasser- oder Luft-Wärmepumpe dauerhaft effizient heizen will, benötigt ein gut gedämmtes Haus mit modernen Fenstern und einer Fußboden- oder Wandheizung. Denn ein Wärmepumpenheizsystem arbeitet nur effizient, wenn es das Haus auch im tiefsten Winter mit niedrigen Vorlauftemperaturen von weniger als 40 Grad gemütlich warm bekommt. Herkömmliche Heizungen brauchen im Vergleich üblicherweise 60 bis 90 Grad als Vorlauftemperatur.

Aus kalt wird warm

Das Grundprinzip ist bei jeder Wärmepumpenheizung gleich. Sie entzieht je nach Typ der Umgebungsluft, der Erde oder dem Grundwasser die darin gebundene Energie. Das funktioniert selbst bei Frost. Das Gerät überträgt dann die so gewonnene Wärme auf ein spezielles, flüssiges Kältemittel, das bei sehr niedrigen Temperaturen verdampft. Das so entstandene Gas wird mithilfe von Strom komprimiert und dadurch weiter erwärmt. Diese Wärme gibt die Wärmepumpe an den Heizkreislauf ab, wodurch das Kältemittel wieder abkühlt und sich verflüssigt. Der Kreislauf beginnt dann wieder von vorn.

Ob eine Luft-, Boden- oder Grundwasser-Wärmepumpe die richtige Wahl ist, hängt vom Wärmebedarf des Hauses, der Grundstücksgröße und Bodenbeschaffenheit ab.

Beliebt und günstig

Grundstücke mit Einfamilienhäusern sind besonders in Ballungsräumen mit 300 bis 400 Quadratmetern oft recht klein. Damit scheiden für diesen Häusertyp in der Regel Boden- und Grundwasser-Wärmepumpen aus. Beliebt sind in diesem Segment Luft-Wärmepumpen. Sie kosten vergleichsweise wenig und können überall eingesetzt werden. Ihr Nachteil: Gerade in der Heizsaison ist die Außenluft, der sie die Wärme entziehen, im Mittel relativ kalt, sie enthält folglich wenig Energie. Das kann dazu führen, dass die Luft-Wärmepumpe vor allem im tiefen Winter wenig effizient arbeitet. Hinzu kommt: Luft-Wärmepumpen müssen sehr große Luftmengen umwälzen, um die erforderliche Heizleistung zu erreichen. Das kann trotz Schallschutz störende Brummtöne verursachen. Der Aufstellort sollte deshalb gut überlegt sein.

Aufwendig, aber effizient

Erdwärmepumpen sind deutlich effizienter, aber sehr aufwendig zu installieren. Sie benötigen viel freie Fläche sowie einen geeigneten Untergrund und kommen daher nur bei größeren Grundstücken infrage. Die Geräte bekommen die Wohnung selbst bei schneebedecktem Boden und Frost ohne allzu großen Stromeinsatz mollig warm. Dabei machen sie sich zunutze, dass der Boden unterhalb von knapp einem Meter Tiefe das ganze Jahr konstant etwa zehn Grad Celsius hat.

Bei der gängigsten Variante werden Heizschlangen, sogenannte Erdwärmekollektoren, in rund 1,5 Meter Tiefe im Garten verlegt. Wer den Garten nicht großflächig aufgraben lassen will, kann die Wärme auch mit bis zu 100 Meter tiefen Erdsonden aus dem Boden holen oder das Grundwasser anzapfen. Für beide Varianten muss auf jeden Fall vorher eine behördliche Genehmigung eingeholt werden.

Erdwärmekollektoren günstiger

Die Kosten variieren je nach Art der Wärmepumpe und den örtlichen Bedingungen stark. Bauherren sollten neben den Anschaffungskosten auch den finanziellen Aufwand für die Erschließung der Wärmequelle und die Betriebskosten berücksichtigen. Letztere sind durch die höhere Effizienz bei Erdwärmepumpen im Durchschnitt geringer als bei Luftwärmepumpen.

Lohnt sich also eine Wärmepumpenheizung? „Im Prinzip, ja“, lautet die Antwort – wenn das Haus die Voraussetzungen erfüllt, die Heizung sorgfältig geplant ist und richtig dimensioniert wird. Bauherren und Sanierer sollten sich im Vorfeld am besten an einen Energieberater wenden: Er informiert sie, welches die ideale Lösung für sie ist und unterstützt sie beim Beantragen von Fördergeldern.

Studie belegt: Billiger und klimaschonend

Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE hat die Kosten und Emissionen verschiedener Heizungssysteme unter Berücksichtigung des neuen Gebäudeenergiegesetzes (GEG) analysiert und festgestellt, dass Wärmepumpen in Einfamilienhäusern sowohl ökologisch als auch ökonomisch am vorteilhaftesten sind. Die Studie zeigt, dass in Mehrfamilienhäusern die Umstellung auf Wärmepumpen oder Fernwärme kostengünstiger ist als eine neue Gasheizung, und dass diese Vorteile auch für un- und teilsanierte Altbauten gelten. Zusätzlich können die Gesamtkosten durch den Einsatz von Photovoltaik für den Eigenverbrauch weiter gesenkt werden. Analyse: Heizkosten und Treibhausgasemissionen in Bestandswohngebäuden – Aktualisierung auf Basis der GEG-Novelle 2024