Eine Wärmepumpe ist eine umweltfreundliche Heizung, die bis zu 75% ihrer Energie aus der Umwelt bezieht. Aber wie funktioniert eine Wärmepumpe genau? Einfach erklärt: Sie funktioniert wie ein umgekehrter Kühlschrank - statt Wärme nach außen zu transportieren, holt sie Wärme von außen nach innen.
Wärmepumpe - Die Grundlagen
Eine Wärmepumpe nutzt Umweltwärme aus Luft, Erde oder Grundwasser zum Heizen. Das Besondere: Selbst bei Minusgraden enthält die Außenluft noch nutzbare Wärmeenergie.
Die wichtigsten Komponenten einer Wärmepumpe:
- Verdampfer: Nimmt Umweltwärme auf
- Verdichter: Erhöht Druck und Temperatur
- Verflüssiger: Gibt Wärme ans Heizsystem ab
- Expansionsventil: Senkt Druck für neuen Kreislauf
Der Kältemittelkreislauf
Das Herzstück jeder Wärmepumpe ist ein spezielles Kältemittel, das in einem geschlossenen Kreislauf zirkuliert. Dieses Kältemittel hat eine besondere Eigenschaft: Es verdampft schon bei sehr niedrigen Temperaturen.
Der Trick: Durch Veränderung von Druck und Aggregatzustand (flüssig/gasförmig) lässt sich Wärme von einem niedrigen auf ein höheres Temperaturniveau “pumpen”.
So funktioniert eine Wärmepumpe Schritt für Schritt
Schritt 1: Wärmeaufnahme im Verdampfer
Die Wärmepumpe saugt Außenluft an oder nutzt Erdwärme/Grundwasser. Selbst bei -15°C enthält Luft noch Wärmeenergie.
Im Verdampfer strömt das kalte Kältemittel (etwa -5°C) durch dünne Rohre. Weil die Umgebungsluft wärmer ist als das Kältemittel, fließt Wärme in das Kältemittel.
Dadurch verdampft das Kältemittel und wird gasförmig - es nimmt die Umweltwärme auf.
Schritt 2: Verdichtung im Kompressor
Das nun gasförmige Kältemittel wird in den Verdichter (Kompressor) gesaugt. Dieser komprimiert das Gas stark - ähnlich wie bei einer Fahrradpumpe, die sich beim Pumpen erwärmt.
Durch die Kompression:
- Steigt der Druck von etwa 4 bar auf 20-30 bar
- Erhöht sich die Temperatur von 0°C auf 60-70°C
Das Kältemittel ist jetzt ein heißes, hochkomprimiertes Gas. Dieser Schritt benötigt elektrischen Strom - der einzige Energieeinsatz der Wärmepumpe.
Schritt 3: Wärmeabgabe im Verflüssiger
Das heiße Gas strömt nun in den Verflüssiger (Kondensator). Hier gibt es seine Wärme an das Heizsystem ab:
- Bei Fußbodenheizung: Erwärmt das Heizungswasser auf 35-40°C
- Bei Heizkörpern: Erwärmt auf bis zu 55-60°C
Dabei kühlt das Kältemittel ab und wird wieder flüssig (kondensiert). Die aufgenommene Umweltwärme plus die Verdichtungsenergie werden an Ihr Haus abgegeben.
Schritt 4: Entspannung im Expansionsventil
Das nun flüssige, aber noch unter Druck stehende Kältemittel strömt durch ein Expansionsventil. Dieses senkt den Druck schlagartig ab.
Durch den Druckabfall:
- Sinkt die Temperatur stark (auf etwa -5°C)
- Wird das Kältemittel sehr kalt
Jetzt ist das Kältemittel wieder bereit, im Verdampfer neue Umweltwärme aufzunehmen. Der Kreislauf beginnt von vorn.
Arten von Wärmepumpen
Je nach Wärmequelle gibt es verschiedene Typen:
Luft-Wasser-Wärmepumpe
Wärmequelle: Außenluft
Vorteile:
- Günstiger in der Anschaffung (8.000-16.000€)
- Einfache Installation
- Keine Genehmigung nötig
- Überall einsetzbar
Nachteile:
- Niedrigere Effizienz bei sehr kalten Temperaturen
- Geräuschentwicklung durch Ventilator
- Höhere Stromkosten als andere Typen
Ideal für: Modernisierungen, Bestandsgebäude, städtische Gebiete
Sole-Wasser-Wärmepumpe (Erdwärme)
Wärmequelle: Erdreich über Erdsonden oder Erdkollektoren
Vorteile:
- Sehr effizient (ganzjährig konstante Erdtemperatur von ~10°C)
- Niedrige Betriebskosten
- Keine Geräuschentwicklung
- Auch zum Kühlen im Sommer nutzbar
Nachteile:
- Hohe Anschaffungskosten (12.000-25.000€)
- Genehmigungspflichtig
- Bohrung oder große Grundstücksfläche nötig
Ideal für: Neubauten mit Grundstück, langfristige Investition
Wasser-Wasser-Wärmepumpe
Wärmequelle: Grundwasser
Vorteile:
- Höchste Effizienz aller Wärmepumpen
- Konstante Grundwassertemperatur (8-12°C)
- Sehr niedrige Betriebskosten
Nachteile:
- Sehr hohe Anschaffungskosten (bis 30.000€)
- Zwei Brunnenbohrungen nötig
- Genehmigungspflichtig
- Nur bei ausreichend Grundwasser möglich
- Wasserqualität muss passen
Ideal für: Spezialfälle mit sehr gutem Grundwasser, höchste Effizienz gewünscht
Vorteile einer Wärmepumpe
Umweltfreundlich Bis zu 75% kostenlose Umweltwärme, nur 25% Strom nötig. Mit Ökostrom komplett CO₂-neutral heizen.
Niedrige Betriebskosten Deutlich günstiger als Öl- oder Gasheizung. Eine Kilowattstunde Wärme kostet nur 5-8 Cent (je nach Stromtarif).
Hohe Effizienz Moderne Wärmepumpen erreichen eine Jahresarbeitszahl (JAZ) von 3-5. Das heißt: Aus 1 kWh Strom werden 3-5 kWh Wärme.
Wartungsarm Kaum Verschleißteile, kein Schornsteinfeger nötig, nur alle 2-3 Jahre Wartung.
Staatliche Förderung Bis zu 40% Förderung vom Staat (BAFA) bei Austausch einer alten Heizung.
Kühlen im Sommer Viele Wärmepumpen können im Sommer das Haus passiv kühlen.
Nachteile einer Wärmepumpe
Hohe Anschaffungskosten 8.000-30.000€ je nach Typ, plus Installation. Amortisation dauert 10-15 Jahre.
Stromabhängigkeit Bei steigenden Strompreisen steigen auch die Heizkosten.
Vorlauftemperatur begrenzt Optimal sind 35-40°C (Fußbodenheizung). Alte Heizkörper benötigen oft höhere Temperaturen.
Nicht für jedes Haus geeignet Altbauten mit schlechter Dämmung sind problematisch. Mindeststandard: Dämmung nach EnEV 2009.
Platzbedarf Außengerät und Innengerät benötigen Platz.
Geräuschentwicklung Luftwärmepumpen können laut sein (35-50 dB). Abstand zu Nachbarn wichtig.
Häufige Fragen zu Wärmepumpen
Funktioniert eine Wärmepumpe auch im Winter? Ja, moderne Wärmepumpen funktionieren bis -20°C problemlos. Selbst bei diesen Temperaturen enthält Luft noch nutzbare Wärmeenergie. Allerdings sinkt die Effizienz bei sehr kalten Temperaturen.
Wie hoch sind die Stromkosten einer Wärmepumpe? Bei einem gut gedämmten Einfamilienhaus (150 m²) liegen die jährlichen Stromkosten bei 600-1.200€, je nach Wärmepumpentyp und Stromtarif. Nutzen Sie einen speziellen Wärmepumpen-Tarif (oft 3-5 Cent günstiger pro kWh).
Was bedeutet die Jahresarbeitszahl (JAZ)? Die JAZ zeigt, wie effizient Ihre Wärmepumpe über ein ganzes Jahr arbeitet. JAZ 4 bedeutet: Aus 1 kWh Strom werden 4 kWh Wärme. Je höher, desto besser. Moderne Anlagen erreichen JAZ 3,5-5.
Brauche ich eine Fußbodenheizung? Fußbodenheizungen sind ideal, weil sie niedrige Vorlauftemperaturen (35°C) benötigen. Aber: Auch mit großflächigen Heizkörpern funktionieren Wärmepumpen. Alte kleine Heizkörper sollten eventuell getauscht werden.
Ist mein Haus für eine Wärmepumpe geeignet? Wichtigste Faktoren: gute Dämmung, niedrige Vorlauftemperatur möglich, ausreichend Platz. Ein Energie-Gutachter kann das prüfen. Faustregel: Wenn Ihr Haus nach 1990 gebaut oder gut saniert ist, passt eine Wärmepumpe meist.
Wie laut ist eine Wärmepumpe? Luftwärmepumpen erzeugen 35-50 dB (etwa wie ein leises Gespräch). Moderne Geräte im “Flüstermodus” sind nachts leiser. Erdwärme- und Wasserpumpen sind praktisch lautlos. Halten Sie 3-5 Meter Abstand zum Nachbargrundstück ein.
Fazit
Wärmepumpen sind eine ausgereifte, effiziente Heiztechnologie für die Energiewende. Sie nutzen kostenlose Umweltwärme und reduzieren CO₂-Emissionen drastisch.
Besonders bei Neubauten und gut gedämmten Gebäuden sind Wärmepumpen wirtschaftlich und ökologisch sinnvoll. Die hohen Anschaffungskosten amortisieren sich durch niedrige Betriebskosten und staatliche Förderung nach 10-15 Jahren.
Für Altbauten mit schlechter Dämmung sind Wärmepumpen oft nicht die optimale Lösung. Hier sollte zunächst die Dämmung verbessert werden.
Lassen Sie sich von einem Fachbetrieb beraten, ob eine Wärmepumpe für Ihr Haus geeignet ist. Die Investition lohnt sich langfristig - für Ihren Geldbeutel und für die Umwelt.