Wie funktioniert eine Wärmepumpe? Funktionsweise, Vorteile und Kosten

Sie gelten als die Heizform der Zukunft: Wärmepumpen. Aus diesem Grund werden sie immer mehr zum festen Bestandteil der deutschen Wohnlandschaft. Mehr als zwei Drittel (69,4 %) der im Jahr 2024 fertiggestellten Wohngebäude nutzen Wärmepumpen zur primären Energieversorgung. Damit setzen immer mehr Hausbesitzer auf eine klimafreundliche und zukunftssichere Heizlösung. Aber warum trägt sie überhaupt maßgeblich zur Energiewende bei? Und wie funktioniert eine Wärmepumpe eigentlich genau? In diesem Beitrag erhalten Sie die Antworten.

Wärmepumpen befördern Wärme aus der Außenluft, dem Grundwasser oder dem Erdreich ins Haus. Da die Technik nicht auf Verbrennung basiert, entstehen keine Emissionen, was sie zu einer klimafreundlichen Alternative zu Öl- und Gasheizungen macht. Um ihre Arbeit verrichten zu können, brauchen sie allerdings Strom. Stammt dieser nicht aus erneuerbaren Energiequellen wie einer PV-Anlage mit Speicher, fallen also dennoch Emissionen an.

Sie fragen sich: „Wie funktioniert eine Wärmepumpe?” – Vom Prinzip her wie ein Kühlschrank. Für den Betrieb benötigt die Wärmepumpe einen Kältemittel-Kreislauf. Das Kältemittel nimmt die Umweltwärme im flüssigen Zustand auf. Dadurch verdampft es und wird mittels Kompressor zusammengedrückt. Dadurch wird es erwärmt und der Raum wird warm. Durch diesen Vorgang kühlt das Kältemittel wieder ab und verflüssigt sich.

Der Energiebedarf einer Wärmepumpe liegt in der Regel deutlich unter dem einer Erdgas- oder Ölheizung. Wie effizient eine Wärmepumpe arbeitet, lässt sich am sogenannten COP-Wert (Coefficient of Performance) ablesen. Dieser gibt an, wie effizient eine Wärmepumpe arbeitet, bzw. wie viel Wärmeenergie die Wärmepumpe im Verhältnis zur eingesetzten elektrischen Energie erzeugt.

Ein COP von 4 bedeutet, dass die Wärmepumpe aus 1 kWh Strom etwa 4 kWh Wärme erzeugt. Dieser Wert gilt als hoch. Werte unter 3 gelten hingegen als (zu) niedrig.

In der Praxis gibt es nicht „Die Eine“ Wärmepumpe. Es gibt sie in mehreren Ausführungen und nicht jede Wärmepumpe arbeitet gleich. Die Geräte unterscheiden sich danach, woher sie ihre Energie beziehen. Welche Variante am besten geeignet ist, hängt von den örtlichen Gegebenheiten und der individuellen Situation ab.

Die Luft-Wasser-Wärmepumpe nutzt die Umgebungsluft als Wärmequelle. Bei der Anschaffung fallen je nach Modell, Leistung und Ausstattung Preise zwischen 8 000 und 12 000 Euro an. Dazu kommen Kosten für Einbau und Montage, die sich inklusive Planung und Zubehör im Bereich bis 5 000 Euro bewegen. Das macht die Luft-Wasser-Wärmepumpe zur günstigsten Option.

Vor allem die EcoFlow PowerHeat, Luft-Wasser-Wärmepumpe überzeugt durch ihre kompakte Bauweise, die hohe Zuverlässigkeit und die einfache Installation in Bestands- oder Neubauten. Zudem ist sie kaum zu hören und zeigt eindrucksvoll, wie leise eine Wärmepumpe funktioniert.

Wärmepumpen, die die Erdwärme nutzen, sind deutlich effizienter als Luft-Wasser-Wärmepumpen. Allerdings ist der Kaufpreis dieser Sole-Wasser-Wärmepumpen mit bis zu 14 000 Euro auch etwas höher. Außerdem brauchen diese Wärmepumpen aufwendige Erdarbeiten und damit verbunden einen höheren Planungs- und Genehmigungsaufwand. Auch hier fallen Kosten an, wodurch sich die Gesamtkosten schnell auf 25 000 Euro belaufen können.

Wasser-Wasser-Wärmepumpen nutzen das Grundwasser als Energiequelle. Dieses fällt selbst im Winter kaum unter 10 °C, was zeigt, wie gut Wärmepumpen im Winter funktionieren. Sie sind mit einem COP von 5 (teilweise sogar 6) sehr effizient. Der große Nachteil ist der Kaufpreis, der in der Regel zwischen 12 000 und 16 000 Euro liegt. Allerdings fallen für Installation (Brunnenbau) und die notwendige Genehmigung nochmal Kosten bis 12 000 Euro an.

Neben der effizienten Art und Weise, wie eine Wärmepumpe funktioniert, gibt es noch weitere Vorteile, die für die Installation sprechen.

• Wärmepumpen benötigen weder Gas noch Öl und machen Sie langfristig weniger abhängig von schwankenden Energiepreisen.
• Wärmepumpen verursachen keine lokalen Emissionen und erfüllen bereits die Anforderungen des neuen Heizgesetzes.
• Mit bis zu 20 Jahren Lebensdauer sind Wärmepumpen äußerst langlebig. Zudem benötigen sie im Vergleich zu klassischen Heizsystemen kaum Wartungsarbeiten.
• Durch staatliche Förderungen für Wärmepumpen sind Zuschüsse bis zu 70 % möglich.

Dank einer Wärmepumpe fallen für Sie weniger Heizkosten an als bei anderen Heizungsformen. Dieser Betrag lässt sich allerdings noch weiter reduzieren, wenn Sie die Wärmepumpe über eine eigene PV-Anlage speisen. Mit einem leistungsstarken Batteriespeicher wie dem EcoFlow PowerOcean können Sie überschüssigen Solarstrom speichern und dann für den Betrieb der Wärmepumpe nutzen, wenn keine Sonne scheint.

Den gesamten Strombedarf einer Wärmepumpe kann eine PV-Anlage aber selbst mit Stromspeicher nicht abdecken. Sie werden also dennoch Strom aus dem Netz beziehen müssen.

Wärmepumpen nutzen die Umgebungswärme, um das Haus zu erwärmen und tun das sehr effizient – vor allem verglichen mit fossilen Heizsystemen. Sie nutzen erneuerbare Energiequellen wie Luft, Wasser oder Erdreich, nehmen diese über ein Kältemittel auf und erwärmen es, wodurch Wärme abgegeben wird. Das ist nicht nur umweltfreundlich, es lassen sich auch Heizkosten im Vergleich zu Öl- oder Gasheizungen sparen.

Die mitunter recht hohen Anschaffungskosten lassen sich über staatliche Förderungen reduzieren. Zusätzliche Kosteneinsparungen erhalten Sie, wenn Sie die Wärmepumpe mit PV-Anlage und Batteriespeicher kombinieren und so Ihren Eigenverbrauch maximieren.

Der Einbau einer Wärmepumpe dauert je nach Art der Pumpe bis zu drei Tage. Allerdings kommen gerade bei Sole-Wasser-Wärmepumpen aufwendige Vorarbeiten mit Tiefenbohrungen dazu, wodurch der gesamte Prozess auch mehrere Wochen dauern kann. Kalkulieren Sie zudem Wartezeiten für behördliche Genehmigungen und Zusagen für Fördermittel ein.

Welche Wärmepumpe die beste ist, hängt von verschiedenen Faktoren ab. Luft-Wasser-Wärmepumpen sind günstiger in der Anschaffung und können auf allen Grundstücken aufgestellt werden, arbeiten aber weniger effizient. Sole-Wasser-sowie Wasser-Wasser-Wärmepumpen haben einen geringeren Stromverbrauch und sind leiser. Allerdings sind die Einbaukosten höher und häufig müssen die alten Heizkörper gegen neue, großflächige Modelle ausgetauscht werden.

Im Winter funktioniert eine Wärmepumpe wie im Sommer. Auch bei niedrigen Temperaturen kann sie effizient arbeiten. Bis etwa -20 °C Außentemperatur gibt es keine Unterschiede dabei, wie eine Wärmepumpe funktioniert. Nur in solchen extremen Kältephasen schalten sich (je nach System) zusätzliche Heizstäbe oder eine alternative Wärmequelle zu, um den Komfort aufrechtzuerhalten.