Heizung mit Wärmepumpe: effizient und sauber heizen

Eine Heizung mit Wärmepumpe arbeitet nach dem Prinzip eines Kühlschranks - nur umgekehrt. So wird aus einer Methode zum Kühlen eine zum Heizen. Dabei entziehen Wärmepumpen ihrer Umwelt thermische Energie, die sie anschließend zum Heizen nutzbar machen. Die Quelltemperaturen der Luft, der Erde oder des Wassers müssen dazu nicht einmal besonders hoch sein. Wenige Grad Celsius über Null sind oft schon ausreichend.

Funktionsweise von Wärmepumpen

Die Heizung mit Wärmepumpe funktioniert genau wie ein konventioneller Kühlschrank. Denn beide übertragen thermische Energie auf ein spezielles Kältemittel. Während die Energie bei der Wärmepumpe aus der Luft, der Erde oder dem Wasser kommt, stammt sie bei einem Kühl- oder Gefrierschrank direkt aus seinem Inneren. In beiden Fällen führt die aufgenommene Wärme dazu, dass das eingesetzte Kältemittel verdampft. Ist das geschehen, hebt ein elektrischer Verdichter (Scrollverdichter) den Druck des Mediums an. Das ist nötig, da im gleichen Maße auch die Temperatur des Kältemitteldampfs ansteigt. Hat diese die erforderliche Höhe erreicht, gibt das Medium thermische Energie über einen Wärmetauscher an das Heizungswasser ab. Dieses erwärmt sich und transportiert die aufgenommene Wärme anschließend zu einem Wärmespeicher, einem Warmwasserbereiter oder direkt zu den Heizflächen im Haus. Zum Vergleich: Auch ein Kühlschrank gibt die Wärme des erhitzten Kältemittels über einen Wärmetauscher ab. Jedoch nicht an Wasser, sondern direkt an den Raum, in dem er steht. 

Kollektoren in einem Graben für eine Heizung mit Wärmepumpe
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Energieeffizienz von Heizung mit Wärmepumpe

Durch die spezielle Funktion der Heizung mit Wärmepumpe lassen sich etwa zwei Drittel der Heizenergie direkt aus der Umwelt beziehen. Der Anteil ist kostenfrei und nicht mit schädlichen Emissionen verbunden. Neben dem eigenen Portemonnaie schont die Technik damit also auch die Umwelt. Eine Heizung mit Wärmepumpe hat aber auch Nachteile: Denn damit eine elektrische Wärmepumpe funktioniert, benötigt sie Strom für den Verdichter. Dieser ist jedoch die kostbarste Energieform, die heute zur Verfügung steht. Ihre Herstellung ist besonders aufwendig und in vielen Fällen auch mit hohen Emissionen verbunden. Zumindest dann, wenn die elektrische Energie aus alten Kohlekraftwerken stammt.

Die Jahresarbeitszahl als wichtige Kennzahl für Energieeffizienz

Stromverbrauch und Energieeffizienz bedürfen bei einer Heizung mit Wärmepumpe einer genaueren Betrachtung. Wichtigste Kennzahl hierbei ist die Jahresarbeitszahl. Sie steht für das Verhältnis zwischen der aufgenommenen elektrischen Energie und der abgegebenen thermischen Energie über den Betrachtungszeitraum von einem Jahr. Je nach Bauweise und verwendeter Wärmequelle kann es bei der Jahresarbeitszahl zu erheblichen Abweichungen kommen. Nicht umsonst macht das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) die Förderung von Wärmepumpen von genau dieser Zahl abhängig. Bei einer qualitativ hochwertigen Heizung mit Wärmepumpe (elektrisch) sollte die Jahresarbeitszahl mindestens 3,5 betragen.

Verschiedene Arten der Heizung mit Wärmepumpe

Wärmepumpen sind heute in unterschiedlichen Arten erhältlich. So gibt es neben den vergleichsweise einfachen Luft-Wasser-Wärmepumpen auch Sole- und Wasser-Wasser-Geräte. Die nachfolgenden Abschnitte zeigen, wie die einzelnen Technologien funktionieren und was diese auszeichnet. 

Wasser-Wasser-Heizung mit Wärmepumpe

Bei der Wasser-Wasser-Wärmepumpe dient das Grundwasser, dessen Temperatur zwischen zehn und zwölf Grad Celsius liegt, als Energielieferant. Die Installation einer solchen Anlage ist wegen der erforderlichen Brunnenbohrungen etwas aufwendiger. Die höheren Investitionskosten werden jedoch durch eine hohe Effizienz wieder ausgeglichen. Da es sich bei Grundwasser um ein kostbares Gut handelt, ist für die Installation der Heizung mit Wärmepumpe immer auch eine spezielle Genehmigung einzuholen. 

Luft-Wasser-Heizung mit Wärmepumpe

Luft-Wasser-Wärmepumpen sind vergleichsweise günstig hinsichtlich der Investitionskosten. Die benötigte Energie wird hier regelrecht aus der Luft gegriffen, denn die Umgebungsluft dient hier als Wärmequelle. Die Jahresarbeitszahlen solcher Geräte liegen mit Werten zwischen 3,0 und 3,3 jedoch deutlich niedriger als bei anderen Arten. Das liegt nicht zuletzt daran, dass bei sehr niedrigen Außentemperaturen ein Heizstab zugeschaltet wird, der zusätzlich Strom verbraucht.

Sole-Wasser-Heizung mit Wärmepumpe

Bei Sole-Wasser-Wärmepumpen wird die natürliche Erdwärme - oberflächennahe Geothermie - als Quelle genutzt. Die Installation solcher erdgekoppelten Systeme ist unter anderem mit tiefen Bohrungen verbunden und deswegen auch entsprechend teuer. Durch die vergleichsweise hohen und konstanten Temperaturen der Wärmequelle amortisieren sich solche Wärmepumpen jedoch schnell. Die Jahresarbeitszahl kann hier bei 4,0 oder sogar darüber liegen. Eine Genehmigung ist in aller Regel auch hier erforderlich. Zumindest dann, wenn die Wärme mit sogenannten Sondenbohrungen aus der Tiefe kommt.  

Voraussetzungen für eine Heizung mit Wärmepumpe

Zu den wichtigsten Voraussetzungen gehören eine gute Wärmedämmung und Heizflächen, die mit niedrigen Vorlauftemperaturen auskommen. Zur Auswahl stehen dabei große ausgelegte Heizkörper oder moderne Flächenheizsysteme wie die Fußbodenheizung. 

Grundsätzlich gilt: Je geringer der Heizwärmebedarf ist und je niedriger die Heizwassertemperaturen sind, desto effizienter arbeitet die Wärmepumpe. Denn die Temperaturdifferenz zwischen Wärmequelle und Heizwasser sollte möglichst gering sein, um einen hohen Wirkungsgrad zu ermöglichen. Ein gut gedämmter Neubau liefert hierfür in der Regel die besten Voraussetzungen.

Heizung mit Wärmepumpe im Altbau 

Auch Besitzer eines Altbaus müssen nicht auf die Vorzüge einer Heizung mit Wärmepumpe verzichten. Ob sich die Technik hier effizient einsetzen lässt, verrät dabei ein einfacher Test. Dazu müssen Verbraucher die Vorlauftemperatur ihrer bestehenden Heizung auf 45 bis 55 Grad Celsius begrenzen. Das funktioniert ganz einfach über die Regelung oder den Kesselthermostat. Wird das Haus mit diesen Einstellungen auch an knackig kalten Tagen wohlig warm, kann eine Wärmepumpe voraussichtlich sparsam arbeiten. Erreichen die Räume nicht die gewünschten Temperaturen, stellt eine Hybridheizung die ideale Alternative dar. Denn diese vereint eine Öl- oder Gas-Brennwertheizung in einem Gerät mit einer effizienten und umweltschonenden Wärmepumpe. Eine intelligente Regelung überwacht, welcher Energieträger am günstigsten ist und schaltet je nach Bedarf zwischen Brennwert- und Wärmepumpenheizung um. 

Heizung.de Autor Philipp Hermann
Fazit von Philipp Hermann
Die Heizung mit Wärmepumpe arbeitet wie ein Kühlschrank. Sie versorgt ein Gebäude effizient mit kostenfreier Wärme aus der Umwelt und schont dabei das Klima. Erhältlich ist die Technik heute in ganz unterschiedlichen Arten. So kann sie Wärme aus der Luft, der Erde oder dem Wasser zum Heizen nutzbar machen. Effizient funktionieren Wärmepumpen allerdings nur, wenn das Heizsystem zum Wärmeerzeuger passt. Möglich ist das auch im Altbau.
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