Wärmepumpen – Wissenswertes zum innovativen Heizsystem

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Um den steigenden Energiebedarf zu decken und die Folgen des Klimawandels einzudämmen, ist es notwendig, umweltfreundliche und nachhaltige Energiequellen zu finden.

Diese Notwendigkeit unterstreicht das von der Bundesregierung geplante Gebäudeenergiegesetz. Es besagt unter anderem, dass neue Heizungen, die ab dem 01. Januar 2024 eingebaut werden, ihren Wärmebedarf zu 65 % aus erneuerbaren Energien gewinnen müssen. Wärmepumpen sind in diesem Zusammenhang derzeit ein großes Thema, wir haben uns damit beschäftigt.

Wärmepumpen gelten als innovativ und umweltfreundlich. In unserem Beitrag erfahren Sie, welche Voraussetzungen Ihr Haus für den Betrieb einer Wärmepumpe erfüllen sollte und wie Sie einen geeigneten Aufstellort finden.

Wir beschreiben die verschiedenen Arten bzw. Wärmequellen von Wärmepumpen und mit welchen Kosten Sie für die Anschaffung und im laufenden Betrieb rechnen müssen.

Doch zu Beginn die Frage: Wie funktioniert eine Wärmepumpe überhaupt?

Wie funktioniert eine Wärmepumpe?

Eine Wärmepumpe funktioniert nach dem gleichen Prinzip wie ein Kühlschrank. Im Kühlschrank wird der Innenraum gekühlt, indem die Wärme durch ein Kältemittel über ein Leitungssystem hinausbefördert wird. Die Rohre auf der Rückseite geben die Wärme an die Raumluft ab.

Bei einer Wärmepumpe für die Heizung ist es genau umgekehrt. Je nach Wärmequelle befördert die Wärmepumpe Wärme aus der Außenluft, dem Erdreich oder dem Grundwasser ins Haus hinein. Wie beim Kühlschrank ist auch hier ein Kältemittel in einem Leitungs- bzw. Rohrsystem das Transportmittel.

Im Kreislauf des Systems wird das Kältemittel verdichtet und bei Abgabe der Wärme wieder entspannt. Für diese Verdichtung wird Strom benötigt.

Wie klimafreundlich ist eine Wärmepumpe?

Die Wärmeerzeugung erfolgt also grundsätzlich durch erneuerbare Energien. Doch durch den Stromverbrauch ist eine Wärmepumpe nicht direkt klimafreundlich. Denn: Unser Strom wird derzeit größtenteils noch aus klimaschädlichen Quellen wie Kohlekraftwerken gewonnen.

Ob die Nutzung einer Wärmepumpe klimafreundlich ist oder nicht, hängt von der einzelnen Anlage ab. Die Wärmepumpe selbst sollte dazu bei geringem Stromverbrauch möglichst viel Wärme erzeugen.

Je mehr Strom aus erneuerbaren Energien wie Windkraft oder Solarenergie genutzt wird, desto klimafreundlicher ist die Wärmepumpe.

Für den größtmöglichen Beitrag zum Klimaschutz nutzen Sie Ihre Wärmepumpe mit reinem Ökostrom oder sogar mit dem eigenen Strom aus der Photovoltaik-Anlage vom Dach.

Welche Voraussetzungen sollte das Haus erfüllen?

Eine elektrische Wärmepumpe ist die derzeit am häufigsten installierte Heizung im Neubau. Und auch in der Bestandsimmobilie können Wärmepumpen sparsam und klimafreundlich laufen.

Dazu müssen im Haus einige Voraussetzungen erfüllt sein, damit die Wärmepumpe nicht zu viel Strom verbraucht. Daher ist bei vielen Bestandsgebäuden zuvor eine energetische Sanierung notwendig.

Wärmeschutz des Gebäudes

Das Haus darf nicht viel Wärme ungenutzt verlieren. Je besser das Haus gedämmt ist, umso effizienter arbeitet die Wärmepumpe. Auch moderne Fenster tragen dazu bei, die Wärme im Haus zu halten.

In unserem Beitrag zum Thema „Heizkosten einsparen“ haben wir uns ausführlich mit Wärmeverlusten im Haus beschäftigt und geben Ihnen einfache Lösungen, wie Sie diese minimieren.

Vorhandenes Heizungssystem

Am besten geeignet sind Flächenheizungen wie Fußbodenheizungen oder Wandheizungen. Denn hier reichen geringe Wassertemperaturen zum Heizen aus.

Beispiel: Wenn Sie derzeit im schlecht gedämmten Altbau ausschließlich Heizkörper nutzen, kann der Sanierungszustand des Hauses angehoben werden. Denkbar ist eine nachträgliche Fassadendämmung oder der Austausch der Fenster.

Lassen Sie sich im Vorfeld eine Energiebilanz zur benötigten Heizleistung des gesamten Hauses erstellen und holen Sie sich von einem Energieberater fachkundigen Rat ein.

Wo soll eine Wärmepumpe aufgestellt werden?

Je weiter die Wärmepumpe vom Haus entfernt ist, umso höher sind die Wärmeverluste über die Außenleitungen.

Achten Sie für eine spätere Wartung darauf, dass die Gebläse-Öffnungen der Wärmepumpen frei zugänglich sind.

Rasenflächen eignen sich zur Aufstellung besonders, da sie schalldämpfend wirken. Platzieren Sie Ihre Wärmepumpe nicht zwischen zwei Mauern, da durch entstehende Echoeffekte die Lautstärke der Wärmepumpe erhöht wird.

Wie laut sind Wärmepumpen?

Die Lautstärke einer Wärmepumpe variiert je nach Bauart und genutzter Wärmequelle wie Erde, Wasser oder Luft. Jedoch verursachen Wärmepumpen im laufenden Betrieb meist nicht mehr als eine Lautstärke von 45 - 60 Dezibel. Dieser Wert ist vergleichbar mit der Lautstärke einer normalen Unterhaltung (Einzelgespräch). Wie laut eine Wärmepumpe sein darf, hängt vom jeweiligen Gebiet und der Tageszeit ab. Im Industriegebiet darf die Wärmepumpe 70 Dezibel verursachen. In reinen Wohngebieten liegt der Wert am Tag bei max. 50 dB und für die Nacht bei 35 dB.

Die Geräuschemission sinkt natürlich, umso weiter man sich von der Wärmepumpe entfernt. Bereits bei einem Abstand von drei Metern liegt der Schallpegel schon unter 45 Dezibel. Wichtig ist aber nicht die tatsächliche Lautstärke der Wärmepumpe, sondern wie viel davon beim Nachbarn ankommt.

Der Mindestabstand zum Nachbargrundstück ist je nach Bundesland unterschiedlich und kann zwischen 2,5 und 3 Metern betragen. In manchen Bundesländern gibt es hingegen keine Regelungen zum Mindestabstand.

Lautstärke minimieren

Eine Wand oder eine Überdachung im Aufstellbereich der Wärmepumpe haben Einfluss auf den Schallpegel. Wände reflektieren den Schall und verstärken die wahrgenommene Lautstärke. Manchmal ändern sich die Gegebenheiten auf Ihrem Grundstück nachträglich und um zu vermeiden, die Wärmepumpe umstellen und neu installieren zu müssen, gibt es folgende Maßnahmen, die Lautstärke zu verringern:

1. Schallschutzhaube: Wie der Name vermuten lässt, wird die Wärmepumpe unter einem zusätzlichen Gehäuse untergebracht, welches speziell auf die Wärmepumpe zugeschnitten und ausreichend gelüftet werden muss. Die Lautstärke kann dadurch um rund 10 Dezibel verringert werden.
2. Schutzwände: Es kann helfen, zusätzliche Lärmschutzwände aufzustellen. Auch natürliche Schutzwände in Form von Hecken schlucken Lärm und verringern die Lautstärke. Achten Sie darauf, dass die Luftzufuhr der Wärmepumpe nicht negativ beeinflusst wird.
3. In der Nacht den Betrieb verringern: Dies ist nicht zuletzt durch die gesetzlichen Vorschriften zur maximalen Lautstärke erforderlich. In reinen Wohngebieten liegt diese für die Nacht bei maximal 35 dB. Durch Puffer- und Wärmespeicher kann die Leistung der Wärmepumpe in der Nacht reduziert werden, wodurch die Lautstärke deutlich gesenkt und der Grenzwert eingehalten wird.

Welche Arten von Wärmepumpen gibt es?

Es gibt drei Arten von Wärmepumpenheizungen, die sich durch die Nutzung verschiedener Wärmequellen unterscheiden.

Erde – Die Sole-Wasser-Wärmepumpe

Die Sole-Wasser-Wärmepumpe nutzt die Erdwärme. Über Rohre, die ins Erdreich verlegt werden und mit einem Kältemittel gefüllt sind, entzieht ein Solekollektor die Wärmeenergie. Die gewonnene Wärme wird anschließend ins Heizungssystem abgegeben.

Luft – Die Luft-Wasser-Wärmepumpe

Die Luft-Wasser-Wärmepumpe nutzt die Umgebungsluft als Wärmequelle. Über einen Ventilator wird die Umgebungsluft angesaugt und durch einen Verdampfer geführt, wo ein Kältemittel die Luft komprimiert. Dadurch erhöht sich die Temperatur der Luft und die gewonnene Wärme wird über einen Wärmetauscher ins Heizungssystem abgegeben.

Grundwasser – Die Wasser-Wasser-Wärmepumpe

Die Wasser-Wasser-Wärmepumpe nutzt das Grundwasser als Wärmequelle. Über einen Brunnen oder einen Grundwasserleiter wird Grundwasser entnommen und durch einen Verdampfer geführt. Darin befindet sich ein Kältemittel, welches die Wärme aus dem Grundwasser aufnimmt und komprimiert, wodurch die Temperatur ansteigt. Die gewonnene Wärme wird anschließend über einen Wärmetauscher in das Heizungssystem abgegeben.

Welche Wärmequelle ist am effizientesten?

Wie effizient eine Wärmepumpe arbeitet, hängt im Einzelfall von vielen verschiedenen Faktoren ab. Nicht jede Art von Wärmepumpe lässt sich auf jedem Grundstück umsetzen. Am meisten Wärme pro kWh Strom liefert eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe.

Die Luft-Wasser-Wärmepumpen hat die geringste Effizienz. Dazwischen liegt die Sole-Wasser-Wärmepumpe.

Kosten einer Wärmepumpe

Die Anschaffungskosten variieren je nach Art der Wärmepumpe. Für den reinen Kauf der Wärmepumpe liegen die Kosten zwischen 8.000 und 15.000 Euro.

Anschaffungskosten

Hinzu kommen die Kosten für die Installation. Diese bewegen sich zwischen 2.000 und 3.000 Euro.

Je nach Art der Wärmepumpe müssen Sie zudem Erschließungskosten einplanen. Diese entstehen z. B. durch Tiefenbohrungen, aber auch durch Gutachten und Genehmigungen und liegen zwischen 2.000 und 10.000 Euro.

Die Gesamtkosten für die Anschaffung einer Wärmepumpe belaufen sich auf ca. 10.000 bis 30.000 Euro. Für die vergleichsweise hohen Anschaffungskosten einer Wärmepumpe stellt der Staat Fördermittel zur Verfügung.

Fördermittel – Was und wie viel wird gefördert?

Die Bundesregierung fördert Immobilienbesitzer beim Austausch der alten Heizungsanlage gegen eine energiesparende Heizung.

Durch die Einführung der Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG) wurden die staatlichen Förderungssätze für Wärmepumpen zuletzt im Januar 2023 angepasst.

Das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) vergibt für Wärmepumpen in Bestandsimmobilien mindestens 25 % und höchstens 40 % der förderfähigen Kosten (maximal 60.000 €) als Förderung. Dies gilt auch für notwendige Zusatzarbeiten, die im direkten Zusammenhang mit der Installation einer Wärmepumpe stehen, wie das nachträgliche Fräsen einer Fußbodenheizung.

Eine Übersicht der BAFA finden Sie hier (PDF).

Wichtig: Der Antrag muss korrekt gestellt werden und es müssen die Fördervoraussetzungen der BAFA erfüllt sein.

Alle Informationen zur staatlichen Förderung, sowie die Antworten auf zahlreiche Fragen zum Förderprogramm, finden Sie auf der Seite der BAFA.

Laufende Kosten

Neben den Anschaffungskosten verursacht auch der laufende Betrieb Kosten.

Stromverbrauch

Der Stromverbrauch verursacht den größten Teil der laufenden Kosten einer Wärmepumpe. Die tatsächlichen Kosten hängen dabei von vielen Faktoren wie der Wärmequelle, der Außentemperatur und letztlich auch vom Modell der Wärmepumpe selbst ab.

Wärmepumpe Stromkosten: JAZ/COP

Im Zusammenhang mit der Berechnung der Stromkosten und damit der Rentabilität einer Wärmepumpe sind die Jahresarbeitszahl (JAZ) und die Leistungszahl (COP = Coefficient of Performance) wichtige Kennzahlen, die wir Ihnen kurz erläutern.

Die Jahresarbeitszahl (JAZ)

Die Jahresarbeitszahl (JAZ) gibt an, viele Kilowattstunden Wärme eine Wärmepumpe mithilfe einer Kilowattstunde elektrischer Energie über die Dauer eines Jahres erzeugen kann.

Die Leistungszahl (COP)

Die Leistungszahl (COP) beschreibt das Verhältnis der Nutzwärme zur benötigten Strommenge. Dabei werden Luft- und Vorlauftemperatur als Normbedingungen festgelegt. Der COP-Wert sollte für eine Wärmepumpe mindestens bei 3 liegen. Werte darunter sind nicht wirtschaftlich.

Beispiel: Angenommen, eine Wärmepumpe hat bei einer Außentemperatur von 20 Grad Celsius einen COP-Wert von 4. Das bedeutet, dass die Wärmepumpe vier Einheiten Heizenergie in Form von Wärme abgibt, während sie eine Einheit elektrische Energie in Form von Strom aufnimmt.

Der hohe Wert bedeutet, dass die Wärmepumpe bei moderaten Temperaturen besonders effizient arbeitet.

Sinkt im Winter die Temperatur auf beispielsweise – 5 Grad Celsius ab, beträgt der COP-Wert der gleichen Wärmepumpe nur noch 2,5. Sie muss nun mehr Energie aufnehmen, als sie Heizleistung erzeugen kann.

Ein Installateur kann genaue COP-Werte für eine bestimmte Wärmepumpe und deren Leistung bei verschiedenen Temperaturen angeben. Es ist ratsam, solche Informationen vor der Installation einer Wärmepumpe einzuholen, um die Effizienz und Energieeinsparungen genau einschätzen zu können.

Weiterführende Informationen zu den beiden Begriffen und zur Berechnung finden Sie hier.

Hilfe für die Berechnung der Stromkosten

Einen Richtwert für die Stromkosten erhalten Sie, wenn Sie aus Ihrer letzten Öl- oder Gasrechnung Ihren Heizenergieverbrauch in kWh entnehmen.

Beispiel: Der Heizwert von 100 Liter Heizöl beträft in etwa 1.000 kWh. Davon werden ungefähr 85 % der Energie tatsächlich für die Heizung verwendet, also 850 kWh.

Nehmen wir an, eine Wärmepumpe hat einen COP-Wert 3,5. Mit diesem Wert benötigt die Wärmepumpe ca. 240 kWh Energie durch Strom, um daraus 850 kWh Heizenergie zu erzeugen.

Rechnen Sie mit dem Strompreisdeckel von maximal 28 Cent/kWh, ergeben sich Stromkosten von 67,20 Euro. Der aktuelle Ölpreis für 100 Liter Heizöl liegt (Stand August 2023) bei 102,21 Euro.

Zu beachten ist, dass sich der COP-Wert bei kalten Außentemperaturen stark nach unten verändert, was die Kosten ansteigen lässt.

Strompreisdeckel für Wärmepumpen

Je höher der Stromverbrauch der Wärmepumpe, desto schlechter wird das Gesamtkostenergebnis. Für Wärmepumpen wurde daher ein gesetzlicher Deckel für den Strompreis festgelegt.

Der Deckel liegt bei 28 Cent/kWh, wenn höchstens 30.000 kWh pro Jahr verbraucht werden.

Betrieb mit Photovoltaikanlage

Betreiben Sie Ihre Wärmepumpe zusätzlich mit einer eigenen PV-Anlage, senkt dies die Heizkosten. Eine übliche Solaranlage auf einem Einfamilienhaus produziert nicht ausreichend Strom, um die Wärmepumpe alleine zu betreiben. Hinzu kommt, dass der Strombedarf in den Wintermonaten am höchsten ist, also zu der Zeit, in der die Solarerträge am geringsten sind.

Voraussetzung für die Nutzung des eigenen Solarstroms für die Wärmepumpe ist ein Energiemanagementsystem. Damit wird die Verteilung des Stroms zur Heizung und zu anderen Verbrauchern im Haushalt sichergestellt. Sie benötigen zudem ein spezielles Messkonzept sowie die Genehmigung des Netzbetreibers.

Wartungskosten

Die Wartung einer Wärmepumpe sollte jährlich bis alle zwei Jahre erfolgen. Die Kosten für die Wartung sollten Sie daher in der Berechnung der Betriebskosten berücksichtigen. Die Wartung umfasst die Überprüfung aller mechanischen Bauteile und die Prüfung von Dichtheit, Druck und Temperatur.

Rechnen Sie für die Wartungskosten mit etwa 150 - 200 Euro pro Jahr.

Hinweis: Einige Installationsbetriebe bieten einen Wartungsvertrag zu Festpreisen an. Achten Sie bei solchen Angeboten darauf, dass alle vorgeschriebenen und empfohlenen Maßnahmen enthalten sind.

Die Kühlfunktion einer Wärmepumpe

Manche Wärmepumpen verfügen über eine Kühlfunktion. Es gibt zwei verschiedenen Techniken zum Kühlen mit einer Wärmepumpe.

Passives Kühlen: Liegt im Sommer die Raumtemperatur oberhalb derer des Erdreiches, wird der Wärmetauscher der Wärmepumpe dazu genutzt, die Wärme im Inneren des Hauses in die Erdsonden abzuführen.

Aktives Kühlen: Auch Luft-Wasser-Wärmepumpen und Sole-Wasser-Wärmepumpen unterstützen die Kühlfunktion. Dazu wird der Wärmepumpenkreislauf im Sommer einfach umgekehrt und die warme Innenluft wird über das Kältemittel nach außen, entweder an die Luft oder ins Erdreich abgegeben.

Hinweis: Die aktive Kühlfunktion hat einen hohen Stromverbrauch.

Die Kühlfunktion automatisieren mit Homematic IP

Das Umschalten zwischen Heiz- und Kühlbetrieb lässt sich mit dem Smart Home System von Homematic IP automatisieren. Sie legen individuelle Heiz- sowie Kühlprofile an, die je nach Temperatur automatisch umgeschaltet werden.

Weiterführende Informationen und was Sie dazu benötigen, finden Sie hier.

Lohnt sich eine Wärmepumpe? Unser Fazit

Ob sich die Anschaffung einer Wärmepumpe lohnt, ist von vielen Faktoren abhängig. Voraussetzung ist aber grundsätzlich, dass die Wärmepumpe effizient läuft, sie also mit wenig Strom möglichst viel Wärme produziert.

Dazu müssen Wärmeverluste im Haus so gering wie möglich ausfallen. Vor allem im Altbau lässt sich dies aber nur schwer und meist sehr kostspielig nachrüsten. Daher bietet sich der Einsatz einer Wärmepumpe meistens im Neubau an.

Zu beachten ist weiterhin, dass nicht jede Wärmepumpe auf jedem Grundstück eingesetzt werden kann. Die Eignung einer Wärmepumpe hängt also ebenfalls vom Standort und damit von der Wahl der Wärmequelle ab.

Für den Heizbetrieb wird lediglich Strom benötigt, wodurch die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen wie Gas und Öl entfällt.

Der Strompreis ist derzeit auf 28 Cent/kWh gedeckelt. (Nach heutigem Stand gilt die Strompreisbremse für Wärmepumpen bis April 2024.) Das macht eine Kalkulation der laufenden Kosten vergleichsweise einfach. Spekulationen über sinkende und steigende Öl- oder Gaspreise entfallen.

Vor allem bei kalten Außentemperaturen kann es aber vorkommen, dass zeitweise mehr Wärme benötigt wird, als die Wärmepumpe in diesem Moment erzeugen kann. Ist dies der Fall, wird das Wasser des Heizkreislaufes über einen zusätzlichen Heizstab erhitzt. Dies geschieht durch elektrische Energie (Strom) und treibt die Stromkosten schnell in die Höhe.

Die Anschaffungskosten sind vergleichsweise hoch, derzeit gibt es aber staatliche Förderprogramme.

Bevor Sie sich für oder gegen eine Wärmepumpe entscheiden, ist es ratsam, eine professionelle Energieberatung in Anspruch zu nehmen. Ein Energieexperte kann Ihre individuelle Situation analysieren, Ihnen die Vor- und Nachteile aufzeigen und Sie bei der Wahl des optimalen Heizungssystems unterstützen.

Alternative Heizsysteme

Die im Rahmen des neuen Energiegesetzes von der Bundesregierung geplante 65-Prozent-Regel, die besagt, dass neue Heizungen, die ab dem 01. Januar 2024 eingebaut werden, ihren Wärmebedarf zu 65 % aus erneuerbaren Energien gewinnen müssen, bedeutet nicht, dass eine Wärmepumpe zur Pflicht wird.

Auch andere Heizsysteme erfüllen diese Voraussetzung. Möglich sind Hybridheizungen wie Gas-Wärmepumpen, bei denen die Wärmepumpe die Grundlast liefern und der Gaskessel nur in Spitzenverbrauchszeiten zugeschaltet wird. Auch eine Kombination mit Holzpellets ist nach diesem Prinzip möglich.

Weiter Alternativen sind Heizungsanlagen auf Basis von Biomasse oder Wasserstoff. Hier gilt es im Einzelfall zu prüfen, ob bestimmte Voraussetzungen erfüllt werden.

Bei Wasserstoff muss das Gebäude dazu in einem Gebiet liegen, welches im Rahmen der Wärmeplanung als Wasserstoffnetzausbaugebiet ausgewiesen wurde und das spätestens bis Ende 2044 vollständig mit Wasserstoff versorgt werden soll.

Für das Heizen mit Biomasse sieht das Gesetz ebenfalls einige Bedingungen vor. So darf beispielsweise eine Holzheizung nur mit einer Solaranlage für die Warmwasserbereitung betrieben werden und muss mit einem Staubfilter ausgestattet werden.

Hinweis: Es handelt sich um einen Gesetzesentwurf. Sobald das Gesetz beschlossen wurde, werden wir die Informationen ggf. anpassen.

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