Wärmepumpen: Heizen mit Umweltenergie
Wärmepumpen nutzen die in der Umgebung vorhandene Wärme und sind eine der effizientesten und umweltfreundlichsten Alternativen zu fossilen Heizsystemen. Erfahren Sie alles über Funktionsweise, Arten, Kosten und Vorteile.
So funktioniert eine Wärmepumpe
Eine Wärmepumpe arbeitet nach dem gleichen Prinzip wie ein Kühlschrank, nur in umgekehrter Richtung. Sie entzieht der Umgebung (Luft, Erdreich oder Grundwasser) Wärme und gibt diese auf einem höheren Temperaturniveau an das Heizsystem ab.
Der Prozess läuft in vier Schritten ab:
- Verdampfung: Ein flüssiges Kältemittel nimmt Wärme aus der Umgebung auf und verdampft.
- Verdichtung: Der Dampf wird durch einen Kompressor verdichtet, wodurch seine Temperatur steigt.
- Verflüssigung: Der heiße Dampf gibt seine Wärme an das Heizsystem ab und verflüssigt sich wieder.
- Entspannung: Das Kältemittel entspannt sich und der Kreislauf beginnt von vorne.
Für diesen Prozess benötigt die Wärmepumpe Strom, jedoch deutlich weniger Energie als sie an Wärme liefert. Das Verhältnis von erzeugter Wärme zu eingesetztem Strom wird als Leistungszahl oder COP (Coefficient of Performance) bezeichnet. Moderne Wärmepumpen erreichen COP-Werte von 3 bis 5, was bedeutet, dass aus 1 kWh Strom 3 bis 5 kWh Wärme erzeugt werden.
Wärmequelle
Luft, Erde oder Wasser
Niedrige
Temperatur
5°C
Verdampfer
Kältemittel nimmt Wärme auf und verdampft
Heizungssystem
Fußbodenheizung oder Heizkörper
Hohe
Temperatur
35-55°C
Verflüssiger
Kältemittel gibt Wärme ab und verflüssigt sich
Kompressor
Verdichtet das Kältemittel
Expansionsventil
Entspannt das Kältemittel
Arten von Wärmepumpen
Luft-Wasser-Wärmepumpe
Nutzt die Außenluft als Wärmequelle. Einfach zu installieren, da keine Erdarbeiten notwendig sind. Geeignet für Neubauten und Sanierungen.
Kosten: ca. 20'000 - 30'000 CHF (inkl. Installation)
Sole-Wasser-Wärmepumpe
Nutzt Erdwärme über Erdkollektoren (horizontal) oder Erdsonden (vertikal). Sehr effizient und unabhängig von Außentemperaturen.
Kosten: ca. 25'000 - 40'000 CHF (zzgl. Erdarbeiten)
Wasser-Wasser-Wärmepumpe
Nutzt Grundwasser als Wärmequelle. Die effizienteste Wärmepumpenart, benötigt aber geeignete hydrogeologische Bedingungen.
Kosten: ca. 25'000 - 35'000 CHF (zzgl. Brunnenbohrungen)
Kosten und Wirtschaftlichkeit
Investitionskosten
Die Anschaffungskosten einer Wärmepumpe sind höher als bei einer fossilen Heizung, jedoch sind die Betriebskosten deutlich niedriger. Die Gesamtkosten setzen sich zusammen aus:
- Kosten für die Wärmepumpe selbst
- Installationskosten
- Kosten für Wärmequellenerschließung (bei Sole- und Wasser-Wärmepumpen)
- Ggf. Kosten für Anpassungen am Wärmeverteilsystem
- Ggf. Kosten für einen neuen Warmwasserspeicher
Die Investitionskosten können durch Fördermittel reduziert werden. In der Schweiz werden Wärmepumpen durch verschiedene Programme gefördert, wobei die Förderhöhe je nach Kanton und Gemeinde variiert.
Tipp: Informieren Sie sich über aktuelle Förderprogramme bei Ihrer kantonalen Energiefachstelle oder über das Gebäudeprogramm.
Betriebskosten und Amortisation
Die Betriebskosten einer Wärmepumpe sind deutlich niedriger als bei fossilen Heizsystemen. Eine Wärmepumpe benötigt nur etwa 25-30% der Energie in Form von Strom, den Rest bezieht sie kostenlos aus der Umwelt.
Beispielrechnung für ein Einfamilienhaus
Annahmen:
- Wohnfläche: 150 m²
- Jährlicher Wärmebedarf: 15'000 kWh
- Jahresarbeitszahl der Wärmepumpe: 4.0
- Strompreis: 0.25 CHF/kWh
- Ölpreis: 1.00 CHF/Liter
Ölheizung:
15'000 kWh ÷ 10 kWh/l = 1'500 l Öl
1'500 l × 1.00 CHF/l = 1'500 CHF/Jahr
Wärmepumpe:
15'000 kWh ÷ 4.0 = 3'750 kWh Strom
3'750 kWh × 0.25 CHF/kWh = 938 CHF/Jahr
Jährliche Einsparung: ca. 562 CHF
Bei einer Mehrkosteninvestition von 15'000 CHF (nach Abzug von Förderungen) und einer jährlichen Einsparung von 562 CHF beträgt die einfache Amortisationszeit etwa 27 Jahre. Berücksichtigt man jedoch steigende Energiepreise, CO₂-Abgaben und die längere Lebensdauer einer Wärmepumpe, verbessert sich die Wirtschaftlichkeit deutlich.
Eignung und Planung
Eignung für verschiedene Gebäudetypen
Wärmepumpen können grundsätzlich in fast jedem Gebäude eingesetzt werden, jedoch ist die Effizienz stark von der Dämmung und dem Wärmeverteilsystem abhängig.
Neubau
Ideal für Wärmepumpen, da moderne Gebäude gut gedämmt sind und meist mit Fußboden- oder Wandheizungen ausgestattet werden, die mit niedrigen Vorlauftemperaturen arbeiten.
Saniertes Gebäude
Gut geeignet, wenn das Gebäude energetisch saniert wurde und die Heizkörper ausreichend dimensioniert sind oder eine Flächenheizung installiert wird.
Unsaniertes Altgebäude
Möglich mit Hochtemperatur-Wärmepumpen, jedoch mit geringerer Effizienz. Eine gleichzeitige energetische Sanierung ist empfehlenswert.
Planungsschritte
- Bedarfsermittlung: Bestimmung des Wärmebedarfs für Heizung und Warmwasser
- Wärmequellenanalyse: Prüfung, welche Wärmequellen am Standort verfügbar und nutzbar sind
- Systemauswahl: Entscheidung für den optimalen Wärmepumpentyp
- Dimensionierung: Bestimmung der erforderlichen Leistung und Komponenten
- Genehmigungen: Klärung baurechtlicher und wasserrechtlicher Genehmigungen
- Förderanträge: Beantragung verfügbarer Fördermittel
- Installation: Fachgerechte Montage durch qualifizierte Fachleute
- Inbetriebnahme und Einregulierung: Optimale Einstellung für effizienten Betrieb
Häufig gestellte Fragen
Wie funktioniert eine Wärmepumpe?
Eine Wärmepumpe nutzt die in der Umgebung (Luft, Erdreich, Grundwasser) vorhandene Wärmeenergie und hebt diese mithilfe eines Kältemittelkreislaufs auf ein höheres Temperaturniveau. Dabei wird ein Kältemittel verdampft, verdichtet, verflüssigt und entspannt. Bei der Verdichtung entsteht Wärme, die an das Heizsystem abgegeben wird.
Welche Arten von Wärmepumpen gibt es?
Es gibt drei Haupttypen: Luft-Wasser-Wärmepumpen (nutzen die Außenluft), Sole-Wasser-Wärmepumpen (nutzen Erdwärme über Erdkollektoren oder Erdsonden) und Wasser-Wasser-Wärmepumpen (nutzen Grundwasser). Jeder Typ hat spezifische Vor- und Nachteile bezüglich Effizienz, Installationsaufwand und Kosten.
Wie hoch sind die Anschaffungskosten einer Wärmepumpe?
Die Kosten variieren je nach Typ und Leistung. Luft-Wasser-Wärmepumpen kosten etwa 20'000-30'000 CHF, Sole-Wasser-Wärmepumpen 25'000-40'000 CHF (plus Kosten für Erdarbeiten) und Wasser-Wasser-Wärmepumpen 25'000-35'000 CHF (plus Kosten für Brunnenbohrungen). Hinzu kommen Installationskosten und ggf. Anpassungen am Heizsystem.
Wie effizient sind Wärmepumpen?
Die Effizienz einer Wärmepumpe wird durch die Jahresarbeitszahl (JAZ) ausgedrückt. Eine gute Wärmepumpe erreicht eine JAZ von 3,5 bis 5, was bedeutet, dass sie aus 1 kWh Strom 3,5 bis 5 kWh Wärme erzeugt. Wasser-Wasser-Wärmepumpen sind am effizientesten, gefolgt von Sole-Wasser- und Luft-Wasser-Wärmepumpen.
Eignet sich eine Wärmepumpe für jedes Gebäude?
Grundsätzlich können Wärmepumpen in fast jedem Gebäude eingesetzt werden, jedoch ist die Effizienz stark von der Dämmung und dem Wärmeverteilsystem abhängig. Für ältere, schlecht gedämmte Gebäude mit Heizkörpern, die hohe Vorlauftemperaturen benötigen, sind spezielle Hochtemperatur-Wärmepumpen erforderlich. Optimal arbeiten Wärmepumpen mit Fußboden- oder Wandheizungen bei niedrigen Vorlauftemperaturen.
Welche Fördermittel gibt es für Wärmepumpen?
In der Schweiz werden Wärmepumpen durch verschiedene Programme gefördert. Die Förderhöhe variiert je nach Kanton und Gemeinde. Typischerweise werden zwischen 3'000 und 10'000 CHF für den Ersatz einer fossilen Heizung durch eine Wärmepumpe gewährt. Aktuelle Informationen erhalten Sie bei Ihrer kantonalen Energiefachstelle oder über das Gebäudeprogramm.
Wie laut sind Wärmepumpen?
Moderne Luft-Wasser-Wärmepumpen erzeugen etwa 35-50 dB(A) in 1 Meter Entfernung. Dies entspricht etwa einer leisen Unterhaltung. Innenaufgestellte Geräte sind in der Regel leiser als Außengeräte. Bei der Planung müssen die kantonalen Lärmschutzverordnungen beachtet werden. Sole-Wasser- und Wasser-Wasser-Wärmepumpen sind deutlich leiser, da sie keine Außeneinheit mit Ventilator benötigen.
Kann eine Wärmepumpe auch kühlen?
Ja, viele moderne Wärmepumpen können im Sommer auch zur Kühlung eingesetzt werden. Bei der aktiven Kühlung wird der Kreislauf umgekehrt und die Wärmepumpe arbeitet wie eine Klimaanlage. Bei der passiven Kühlung (nur bei Sole-Wasser- und Wasser-Wasser-Wärmepumpen möglich) wird die kühle Temperatur des Erdreichs oder Grundwassers direkt genutzt, was sehr energieeffizient ist.
Bereit für Ihre Wärmepumpe?
Unsere Experten beraten Sie gerne persönlich und helfen Ihnen, die optimale Wärmepumpenlösung für Ihr Zuhause zu finden. Vereinbaren Sie jetzt einen kostenlosen Beratungstermin oder fordern Sie direkt Offerten an.
Weitere Informationen
Heizungsrechner
Berechnen Sie die Kosten, Einsparungen und Umweltauswirkungen einer Wärmepumpe für Ihr Zuhause mit unserem interaktiven Rechner.
Zum HeizungsrechnerRatgeber-Artikel
Vertiefen Sie Ihr Wissen über Wärmepumpen mit unseren ausführlichen Ratgeber-Artikeln.
- Wärmepumpen im Vergleich: Luft, Wasser oder Erde?
- Kosten einer Wärmepumpe: Anschaffung, Betrieb und Förderung
- Wärmepumpe im Altbau: Möglichkeiten und Grenzen