Wärmepumpe: Typen, Kosten, Förderung

Welche Wärmepumpe passt? Typen, Kosten und Förderung  im Überblick

Seit März 2022 ist die Nachfrage für Wärmepumpen geradezu explodiert – und mit ihr die Anzahl der Anträge im Rahmen der Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG). Die Entwicklung kommt dem erklärten Ziel der Bundesregierung entgegen, bis 2030 weitere 6 Millionen Wärmepumpen in Deutschland zu installieren. Noch sind die Anlagen ein teures Vergnügen. Bis die steigende Nachfrage sich preismindernd auswirkt, machen staatliche Förderungen die Anschaffung jedoch erschwinglich. Wenn eigene PV-Erträge dann noch die Betriebskosten reduzieren, wird die Sache langsam lukrativ. Doch welche Wärmepumpe ist die richtige? Wir klären über die Unterschiede auf und nennen Kosten und Fördermöglichkeiten.

Boom auf dem Wärmepumpenmarkt

Die Absatzzahlen belegen es: Der Wärmepumpenmarkt boomt. 2021 wurden in Deutschland 177.500 Wärmepumpen, davon 154.000 Heizungswärmepumpen, verkauft. Das ist ein Plus von 28 Prozent gegenüber dem Vorjahr. Den größten Anstieg verzeichneten die Luft-Wasser-Systeme, gefolgt von erdgebundenen Sole-Wärmepumpen. Grundwasser-Wärmepumpen konnten wie bereits zuvor nur einen geringen Anteil verbuchen. (Quelle: bwp Bundesverband Wärmepumpe)

Die Favoriten der Deutschen: Luft-Wasser-Wärmepumpen

Ein Wort vorab: Streng genommen gibt es zwei Wärmepumpensysteme, die sich der Wärmequelle Luft bedienen: Luft-Wasser- und Luft-Luft-Systeme. Mit der zweiten Variante beschäftigen wir uns weiter unten. Ist ein Gerät nicht ausdrücklich so bezeichnet, verstehen wir unter dem Begriff Luftwärmepumpe immer eine Luft-Wasser-Wärmepumpe.

Warum Luftwärmepumpen die beliebtesten Wärmepumpen sind, ist schnell erklärt: Sie zu installieren erfordert keine aufwendigen und damit kostenintensiven Bodenarbeiten sowie Genehmigungsverfahren. Aufgrund der Geräuschemissionen durch den rotierenden Ventilator sind aber auch hier einige Vorschriften einzuhalten. Luftwärmepumpen saugen die Außenluft an und transportieren die erzeugte Wärme über eine Leitung zum Wärmeverteilsystem oder zum Speicher. Sie nehmen verhältnismäßig wenig Raum in Anspruch und werden auf dem Grundstück, im Haus oder sowohl – als auch aufgestellt. Grundsätzlich unterscheidet man zwei Systeme: Monoblock- und Split-Geräte:

Hinweis: Der Ventilator im Inneren einer Luftwärmepumpe verursacht unangenehme, für viele Menschen sehr störende Geräusche. Daher gelten für die Aufstellung zwei Voraussetzungen: Der von der Bauordnung vorgeschriebene 3-Meter-Mindestabstand zum Nachbargrundstück (Bauwich) und die Vorgaben der TA Lärm sind einzuhalten. Die Technische Anleitung zum Schutz gegen Lärm unterscheidet Richtwerte nach Gebietstyp (z.B. reines Wohngebiet oder Mischgebiet) und Schutzbedürftigkeit des Raumes. Der maßgebliche Immissionsort liegt 50 cm vor dem geöffneten Fenster des betroffenen Raums. Daher unser …

Luftwärmepumpen in Monoblock-Bauweise

Rund zwei Drittel der installierten Luftwärmepumpen bestehen aus einer kompakten Anlage, dem sogenannten Monoblock. Monoblock-Wärmepumpen können sich der Grundstückssituation in gewisser Weise anpassen:

• Außenaufstellung: Bei ausreichend Platz auf dem Grundstück werden Luftwärmepumpen üblicherweise außerhalb des Hauses aufgestellt. Hier ist es meist problemlos möglich, die vorgeschriebenen Abstandsregeln einzuhalten. Bei der Außenaufstellung werden die Leitungen im Boden verlegt und unterirdisch in den Raum geleitet, in dem sich das Wärmeverteilsystem befindet. Durch die sehr geringen baulichen Veränderungen ist diese Variante gerade bei Gebäudemodernisierungen die erste Wahl.

• Innenaufstellung: Nicht immer ist der notwendige Abstand zu den Nachbargrundstücken gewährleistet. Eigentürmern kleinerer Grundstücke bleibt daher oft keine andere Wahl, als die Luftwärmepumpe innerhalb des Hauses zu platzieren. Dafür muss im Aufstellraum etwas mehr Platz einkalkuliert werden. Wegen erforderlicher Baumaßnahmen – ein Durchbruch nach draußen für die Installation von Luft-Ein-/Auslass – rechnet sich die Innenaufstellung eher nur bei Neubauprojekten.

Luftwärmepumpen in Split-Bauweise

Ein Drittel der Wärmepumpenkäufer entscheidet sich für die Aufstellung einer Split-Luftwärmepumpe. Hierbei sind die Funktionen gesplittet, sodass ein Teil der Anlage außerhalb, der andere innerhalb des Hauses platziert werden kann. Splitwärmepumpen werden immer beliebter, denn sie vereinen mehrere positive Aspekte: weniger Platzverlust im Heizkeller und keine Notwendigkeit eines Lüftungsdurchbruchs. Dadurch eignet sich diese Aufstellungsweise sowohl für Neubauten als auch für Bestandsbauten. Doch was genau ist der Unterschied zu Monoblock-Wärmepumpen? Hierfür werden zwei Split-Techniken unterschieden:

• Split-Verdampfer: Bei der gebräuchlichsten Technik findet der größte Teil des Vorgangs innerhalb des Hauses statt. Die Außeneinheit hat lediglich die Aufgabe, die Luftwärme auf das Kältemittel zu übertragen. Dieser erste Schritt wird als Verdampfen bezeichnet.
• Split-Verflüssiger: Bei der zweiten Variante findet nur das Verflüssigen des Kältemittels im Hausinneren statt. Alle anderen Bauteile des Kältemittelkreislaufs – also Verdampfer, Kompressor und Expansionsventile – befinden sich als eine Einheit im Außenbereich.

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Sole-Wasser-Wärmepumpen: Heizen mit Erdwärme

Der Begriff „Sole“ kann leicht auf eine falsche Fährte führen. Um den Gefrierpunkt von Wasser herabzusetzen, verwendete man in frühen erdgebundenen Wärmepumpen einfache Salzlösungen. Da Salze die Leitungen angreifen können, ist man mittlerweile zum Einsatz von Frostschutzmitteln auf Glykolbasis übergegangen. Der Name wurde beibehalten. Ein alternativer Begriff ist Erdwärmepumpe.

Die ingenieurtechnische Nutzung der Erdwärme wird als Geothermie bezeichnet. Interessant ist, dass sich nicht erst im Erdinneren, sondern bereits in geringer Tiefe genügend Energie für die geothermische Nutzung findet. Sole-Wärmepumpen zeigen ihre Stärke im Winter, wenn das Erdreich weniger abkühlt als beispielsweise die Luft. Für das Beheizen von Gebäuden werden zwei geschlossene Systeme unterschieden: Wärmepumpen mit horizontalen Erdwärme-Kollektoren und Wärmepumpen mit vertikalen Erdwärme-Sonden:

Wärmepumpen mit Erdwärme-Kollektoren

Erdwärmekollektoren sehen ähnlich aus wie eine Fußbodenheizung. Das  schlangenförmige Rohrsystem wird etwa 1,50 m tief, also unterhalb der Frostgrenze, auf dem Grundstück in der Erde verlegt. Im Idealfall erfolgt die Verlegung unter einer Rasenfläche. Eine Erdbodenfläche ist ebenfalls geeignet, auf keinen Fall aber eine versiegelte oder gar bebaute Fläche. Dies würde das Auffüllen der Energiereserven des Bodens durch Sonneneinstrahlung und Regenwasser verhindern. Um das Rohrsystem vor Beschädigung zu schützen, darf Bewuchs nur flach wurzeln; von einer Bepflanzung mit Bäumen ist daher abzusehen.

Horizontal verlegte Erdwärmekollektoren sind nicht genehmigungspflichtig. Ihre Installation unterliegt jedoch einer Anzeigepflicht. Der Erschließungsaufwand ist im mittleren Bereich anzusiedeln: Anders als bei Luftwärmepumpen sind Bodenarbeiten erforderlich, diese reichen jedoch nur in eine geringe Tiefe und verursachen keine allzu großen Kosten.

Wärmepumpen mit Erdwärme-Sonden

Erdwärmesonden entnehmen die Erdwärme aus einer größeren Tiefe als Erdwärmekollektoren. Da hierzulande ab etwa 10 m unter der Erdoberfläche eine über das ganze Jahr gleichbleibende Temperatur von ca. 10 °C herrscht, kann selbst bei niedrigen Wintergraden häufig auf eine zusätzliche Heizquelle verzichtet werden. Welche Länge die Erdwärmesonde bzw. das Rohrsystem mit der frostsicheren Flüssigkeit haben muss, hängt neben der Wärmeleitfähigkeit des Untergrundes vom Wärmebedarf innerhalb des Hauses ab. Für ein Einfamilienhaus wird üblicherweise eine 100 m lange Sonde in den Erdboden eingebracht. Die sich daraus ergebenden hohen Erschließungskosten sind der Preis für die hohe Effektivität. Erdwärmesonden zeigen ihr Potenzial selbst im Sommer, denn auch für die passive Kühlung sind sie hervorragend geeignet. Für die Bohrungen muss die Genehmigung der Gemeinde eingeholt werden.

Wasser-Wasser-Wärmepumpen: Heizen mit Grundwasser

Ähnlich wie der tiefere Erdboden hat das Grundwasser eine konstante Temperatur von rund 10 °C. Steht es in ausreichender Menge und nicht allzu großer Tiefe (max. 25 m) zur Verfügung, kann Grundwasser zum Heizen genutzt werden. Voraussetzung ist das Anlegen zweier Brunnen: Über den Förderbrunnen (auch Saugbrunnen) wird das Wasser an die Oberfläche gepumpt, über den Schluckbrunnen wieder in das unterirdische Reservoir zurückgeleitet. Der Entzug der Wärme findet in der Wärmepumpe im Heizkeller statt.

Obwohl das Grundwasser de facto nicht entnommen, sondern nur „umgewälzt“ wird, ist die Erschließung dennoch ein Eingriff in einen öffentlichen Raum – und in eine sensible Ressource. Daher ist unbedingt die Genehmigung der zuständigen Unteren Wasserbehörde einzuholen. Vorhaben wie Brunnen- und Tiefenbohrungen müssen außerdem beim Geologischen Dienst angezeigt werden. Da beide Institutionen den Verwaltungen der Bundesländer unterstehen, sind die Regeln nicht einheitlich.

Die Nutzung des Grundwassers als Wärmequelle erfordert einen hohen Aufwand für die Planung und Erkundung. Zudem ist der Bedarf an Energie für die Wasserpumpen relativ groß. Deshalb lohnt sich der Einsatz einer Grundwasser-Heizung eigentlich nur für größere Objekte. Ein Pluspunkt erhält das System noch für die Möglichkeit der energiesparenden passiven Kühlung im Sommer.

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Interessante Wärmepumpen-Alternativen bei Neubau

Exoten gibt es auch unter den Wärmepumpen. Wer weiß, vielleicht dauert es nicht mehr lange und sie werden zu gehypten Trends … Das Heizen mit Abluft oder Abwasser ist u.a. wegen hoher Dämmschutzanforderungen nur bei Neubauten sinnvoll. Wir stellen die Noch-Außenseiter vor:

Luft-Luft-Wärmepumpen: Wohnraum-Abluft zum Heizen nutzen

Im Unterschied zu Luft-Wasser-Wärmepumpen übertragen Luft-Luft-Wärmepumpen die gewonnene Energie nicht über einen Heizkreislauf, sondern über die Luft. Dazu nutzen die Systeme schlicht die in den Räumen entstehende Abluft – daher auch der Name Abluft-Wärmepumpe. Die thermische Energie in Räumen entsteht durch Heizungsluft, die Beleuchtung und die Körperwärme der Bewohner. Damit diese nicht beim Lüften durch die Fenster verlorengeht, wird sie durch ein ausgeklügeltes System aus kontrollierter Wohnungslüftung, Wärmerückgewinnung und Abluft-Wärmepumpe recycelt. Die nach außen abgeführte Abluft (Wohnungslüftung) ist im Durchschnitt kühler als die in das Gebäude nachströmende Außenluft, was zusätzlich zu einer Nutzung der Außenluft führt (Wärmerückgewinnung).

Abwasser-Wärmepumpen: in Winter und Sommer effektiv

Unser Abwasser hat selbst an kalten Wintertagen eine Temperatur von mindestens 10 °C. Damit ist es während der Heizperiode deutlich wärmer als die durchschnittliche Lufttemperatur. Dieser Umstand ist perfekt, um das Abwasser als effektive Wärmequelle zu nutzen. Doch wie geht das vonstatten? Der Energieentzug erfolgt entsprechend dem Funktionsprinzip einer herkömmlichen Wärmepumpe. Wo dieser Prozess stattfindet, richtet sich nach der Entfernung zwischen Wärmequelle und Verbrauchsort:

• Nahwärme: Bei relativ kurzer Distanz zwischen beiden Punkten sorgt eine zentrale Wärmepumpe für die Umwandlung. Ist der Wärmetausch abgeschlossen, gelangt das warme Wasser über ein Nahwärmnetz zu den angeschlossenen Verbrauchern zurück.
• Kalte Nahwärme: Bei längeren Distanzen würde bei dieser Methode zu viel Energie verloren gehen. Deshalb wird die Wärme auf dem ursprünglichen Temperaturniveau kostengünstig transportiert und dezentral, d.h. erst am Verbrauchsort durch hauseigene Wärmepumpen aufbereitet.

Auch das Thema Kühlen mit Abwasser birgt Chancen, denn im Sommer ist die Abwassertemperatur mit maximal 20 °C meistens kühler als die Außentemperatur. Leider sind Abwasserwärmepumpen mit etlichen Vorurteilen behaftet. Diese reichen von Ineffizienz über Unwirtschaftlichkeit bis zu Interesselosigkeit von Energieversorgern und Politik. Nichts davon trifft zu.

Solar-Eisspeicher: Wasserreservoir zum Kühlen und Heizen

Eis und Wärme, widerspricht sich das nicht? Mit einem Solar-Eisspeicher keineswegs. Durch die Leitungen der im Erdboden vergrabenen und mit Wasser gefüllten Betonzisterne fließt eine frostsichere Flüssigkeit. Selbst wenn das Wasser unter 0 °C kalt wird, kann diese noch Wärme daraus gewinnen. Denn während des Kristallisationsprozesses werden enorme Mengen Energie freigesetzt. Nach Angaben des Bundesverbands für Wärmeenergie könnte man mit der Wärme, die das Wasser während des Gefrierprozesses bis zur vollständigen Erstarrung abgibt, dieselbe Menge Wasser von 0 auf 80 °C erhitzen!

Neue Energie lädt der Eisspeicher aus dem Erdboden – und insbesondere aus einer auf dem Dach installierten Solarthermie-Anlage. Dass sich ein Eisspeicher besonders gut zur Gebäudekühlung eignet, liegt auf der Hand. Daraus ergibt sich gleich ein doppelter Nutzen: Die überschüssige Wärme wird zugleich dem Gebäudeinneren entzogen und für die nächste Heizperiode in Speicher zwischengelagert.

Wärmepumpen: Besonderheiten und Kosten gegenübergestellt

Bei der Gegenüberstellung wird auf einen Blick klar: Die in der Anschaffung teureren Wärmepumpentypen sind bei den Betriebskosten die günstigeren – und umgekehrt. Dies macht eine Entscheidung nicht gerade leicht. Ausschlaggebend sollten also vor allem die Besonderheiten, die örtlichen Gegebenheiten und persönlichen Vorlieben sein.

Die Betriebskosten sind die reinen Stromkosten für den Betrieb der Wärmepumpe. Eventuelle Wartungen und Reparaturen sind hier nicht berücksichtigt. Die Preise geben die Kosten bei Bezug der Energie aus dem öffentlichen Stromnetz an. Dass die Bandbreite so groß ist, liegt an den Unterschieden bei der Wärmedämmung und dem Wärmebedarf eines Hauses. Wie die eigenen Stromkosten für den Betrieb einer Wärmepumpe berechnet werden, verrät unser Beitrag Solarstrom und Wärmepumpe kombinieren.

Betreiber von Photovoltaikanlagen kommen hier sicherlich ins Schmunzeln. Zu Recht, denn selbst erzeugter Solarstrom minimiert den Posten Betriebskosten erheblich. Eine Faustregel besagt: Ohne den Einsatz eines Stromspeichers kann der selbst produzierte Strom bis zu 45 Prozent, mit Speichermöglichkeit bis zu 70 Prozent selbst verbraucht werden. Attraktive Aussichten, wenn eine Förderung zudem die Anschaffungskosten erträglich macht (dazu siehe unten). Zu rechnen ist mit folgenden Kosten:

Quelle für die Kosten: Enpal-Magazin (Stand: August 2022). GG = Grundgerät, LA = Lüftungsanlage, IZ = Installation und Zubehör, E = Erschließung, G = Genehmigung

Förderung: Wärmepumpen-Bonus seit 15. August 2022

Der Einbau einer Wärmepumpe wird als BEG Einzelmaßnahmen (BEG EM) unterstützt. Die Zuschuss-Höhe ist in einer vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) erlassenen Förderrichtlinie festgelegt. Förderfähig sind bei Wohngebäuden Investitionskosten bis maximal 60.000 Euro inkl. Mehrwertsteuer pro Wohneinheit. Seit 15. August 2022 werden folgende Zuschüsse gewährt:

• Neuanlage: 25 % der förderfähigen Kosten
• Heizungstausch: 35 % der förderfähigen Kosten für Wärmepumpen, die eine Ölheizung, Nachtspeicherheizung oder Gasheizung nach mindestens 20-jähriger Betriebszeit ersetzen
• Wärmepumpen-Bonus: zusätzliche 5 Prozentpunkte bei Nutzung der Wärmequellen Erde, Wasser oder Abwasser.

Alle Einzelheiten zur Bundesförderung für effiziente Gebäude sind im „Infoblatt zu den förderfähigen Maßnahmen und Leistungen“ des Bundesamts für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) nachzulesen. Welche Wärmepumpen konkret bezuschusst werden, fasst die ebenfalls vom BAFA herausgegebene „Liste der Wärmepumpen mit Prüf-/Effizienznachweis“ zusammen.

Fazit

Aufgrund der einfachsten Installation – und den daher niedrigsten Investitionskosten – ist der Absatz von Luft-Wasser-Wärmepumpen am größten. Der Wärmepumpen-Bonus verweist aber darauf, dass Wärmepumpen mit Nutzung der Wärmequellen Erde, Wasser oder Abwasser die effizientesten sind. Mit dem Wärmepumpen-Bonus steigt die von der Bundesregierung gewährte Förderung der Anschaffung und Installation einer Wärmepumpe um satte 5 Prozent. Profitabel ist auch das Auswechseln einer alten Öl- oder Gasheizung: Der dafür gewährte Heizungstausch-Bonus von 10 Prozent erhöht den Grundzuschuss auf 35 Prozent.

Im Interesse der Allgemeinheit wäre ein Preisrückgang allerdings noch besser. Es steht zu hoffen, dass die steigende Nachfrage der letzten Jahre in absehbarer Zeit dazu beiträgt. 

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