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Wärmepumpen-Arten: Ein Vergleich
Wärmepumpen gewinnen als effiziente und umweltfreundliche Alternative zu herkömmlichen Heizungssystemen zunehmend an Bedeutung. Doch welche Arten gibt es eigentlich und was sind die Unterschiede?
15.05.2024
Lesedauer: 3 Minuten
Inhaltsverzeichnis
Welche Arten von Wärmepumpen gibt es?
Luft-Wasser-Wärmepumpe: Die Kompatible
Vattenfall Tipp
Erdwärmepumpe: Die Tiefgehende
Wasser-Wasser-Wärmepumpe: Die Effiziente
Luft-Luft-Wärmepumpe: Die Einfache
Wichtige Kriterien im Wärmepumpen-Vergleich auf einen Blick
Luft-Wasser-Wärmepumpe beliebter als Erdwärmepumpe
Luft-Wasser-Wärmepumpe ist die beliebteste Wärmepumpenart
Nachhaltigkeit der Wärmepumpe-Arten im Vergleich
Vattenfall Fazit
Welche Arten von Wärmepumpen gibt es?
Grundsätzlich unterscheidet man 4 Wärmepumpen-Arten:
- Luft-Wasser-Wärmepumpen
- Erdwärmepumpen (Sole-Wasser-Wärmepumpe)
- Wasser-Wasser-Wärmepumpen
- Luft-Luft-Wärmepumpen
Sie ähneln sich in ihrer Funktionsweise, unterscheiden sich allerdings in Bezug auf die genutzte Wärmequelle (z. B. Luft) und auf Voraussetzungen, Effizienz und Kosten.
Die Wärmequelle steht bei der Bezeichnung immer vorne und bezieht sich auf die Energiequelle, aus der die Wärmepumpe Energie in Form von Wärme aufnimmt. Hier können Luft, Erde oder Grundwasser als Wärmequelle dienen. Abgegeben wird die Wärme in der Regel an das Wasser im Heizungskreislauf – eine klassische Heizung.
Die Luft-Luft-Wärmepumpe bildet bei diesem Prinzip eine Ausnahme: Sie gibt die aufgenommene Wärme direkt an die Luft ab.
Luft-Wasser-Wärmepumpe: Die Kompatible
Die Luft-Wasser-Wärmepumpe entzieht der Umgebungsluft Wärme, um sie an den Heizkreislauf eines Gebäudes abzugeben. Es gibt sie in 2 verschiedenen Bauarten:
1. Die am häufigsten verbaute Art der Luft-Wasser-Wärmepumpe ist der Monoblock. Hier ist der gesamte Kältekreislauf in der Außeneinheit verbaut. Das erleichtert die Wartung, da keine regelmäßige Kontrolle des Kältemittelkreislaufs erforderlich ist. Bei der Installation werden wärmegedämmte Rohre durch die Hauswand geführt, die das in der Außeneinheit erwärmte Wasser ins Innere des Hauses transportieren, wo die Inneneinheit es dem Heizkreislauf zuführt.
2. Bei der Split-Luft-Wasser-Wärmepumpe ist der Kältekreislauf getrennt. In der Außeneinheit befinden sich die geräuschintensiveren Teile des Geräts, während die leiseren Komponenten in der Inneneinheit untergebracht sind. Die beiden Einheiten sind durch Kältemittelleitungen verbunden, die regelmäßig von einer Fachkraft mit Kältemittelschein kontrolliert werden müssen. Die Wartung bei dieser Art der Luft-Wasser-Wärmepumpe ist daher etwas teurer.
Mehr Informationen über die beiden Bauweisen der Luft-Wasser-Wärmepumpe finden Sie im Artikel „Wärmepumpe Split oder Monoblock“.
Gut zu wissen: Beide Bauarten bestehen in der Regel aus einer Innen- und einer Außeneinheit. Nur sehr selten wird eine Wärmepumpe ausschließlich im Innenbereich des Hauses aufgestellt. Bei der reinen Innenaufstellung werden im Inneren des Hauses mindestens 2 Kubikmeter Platz benötigt. Zusätzlich muss die Luft dann durch größere Wanddurchbrüche angesaugt und abgeführt werden.
Vorteile
- Unkomplizierte, platzsparende und günstige Variante der Versorgung eines Heizkreislaufs mit Wärme, inklusive Option zur Erzeugung von Warmwasser (klassische Nutzung als Heizung)
- Vergleichsweise günstige Anschaffungskosten
- Erschließungskosten entfallen, dadurch niedrige Installationskosten
- Keine Genehmigungen notwendig – schneller Einbau möglich
- Keine besonderen Standortvoraussetzungen nötig, wie z. B. passende Bodenbeschaffenheit
- Keine größeren Erdarbeiten und daher kein Eingriff in die Gartengestaltung notwendig
- Eignet sich besonders für die Nachrüstung in Bestandsgebäuden
- Wartungsarm
Nachteile
- Hohe Abhängigkeit von der Außentemperatur: Geringfügige Schwankungen bei Effizienz und Leistung an besonders kalten Wintertagen möglich
- Geringere Jahresarbeitszahl und damit weniger effizient im Vergleich zu anderen Wärmepumpen-Arten, was zu einem höheren Stromverbrauch führen kann
Vattenfall Tipp
Die Anschaffungs- und Erschließungskosten aller Wärmepumpen-Arten stellen Richtwerte dar und variieren je nach individuellen Voraussetzungen. Gerne unterbreiten wir Ihnen im Rahmen unserer kostenlosen Wärmepumpen-Beratung einen unverbindlichen Kostenvoranschlag für eine Luft-Wasser-Wärmepumpe.
Erdwärmepumpe: Die Tiefgehende
Eine Erdwärmepumpe wird auch als Sole-Wasser-Wärmepumpe bezeichnet. Sie nutzt die Wärme aus dem Erdreich durch Geothermie. Um die Wärme ins Heizsystem zu übertragen, wird eine Sole – also eine besondere Salzlösung – genutzt. Die zwei häufigsten Arten von Erdwärmepumpen verwenden folgende Techniken:
1. Erdsonden: Bei dieser Art der Erdwärmepumpe wird in der Regel 50 bis 100 Meter ins Erdreich gebohrt, um die Wärme zu sammeln. Der Platzbedarf auf dem Grundstück ist geringer als bei anderen Arten der Erdwärmepumpe. Zuvor muss eine Genehmigung der Unteren Wasserbehörde eingeholt werden.
2. Flächenkollektoren: Diese Version der Erdwärmepumpe arbeitet mit horizontal verlegten Kollektoren circa 1 bis 2 Meter unter der Erdoberfläche. Dieses System ist kostengünstiger als die Erdsonden, benötigt aber deutlich mehr Platz auf dem Grundstück – die Kollektorfläche sollte etwa das 1,5- bis 2-fache der zu beheizenden Gebäudefläche betragen. Bei einem Einfamilienhaus mit 150 bis 180 m2 würden die Flächenkollektoren also etwa 225 bis 300 m2 einnehmen.
Vorteile
- Sehr effizient, da die Temperatur der Erde unterhalb der Frostgrenze auch im Winter konstant bleibt
- Dadurch ergibt sich eine hohe Jahresarbeitszahl (mit Erdsonden ca. 4-4,5, mit Erdkollektoren ca. 3,5-4)
- In der Regel wenig wartungsanfällig
- Niedrige Betriebskosten, da geringer Stromverbrauch
Nachteile
- Hohe Erschließungskosten (bei Bohrung etwa 17.000 €)
- Kann nicht an jedem Standort installiert werden, da die Erdarbeiten eine gewisse Bodenbeschaffenheit voraussetzen
- Erdbohrungen sind genehmigungspflichtig
- Erschließungskosten: Bei der Nutzung von Erdsonden noch höher als bei der Nutzung von Flächenkollektoren
Wasser-Wasser-Wärmepumpe: Die Effiziente
Eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe nutzt die Wärme des Grundwassers als Wärmequelle. Da das Grundwasser über das gesamte Jahr eine sehr konstante und vergleichsweise hohe Temperatur hat, können Wasser-Wasser-Wärmepumpen im Sommer, aber auch im Winter eine hohe Leistung erbringen. Daher haben Wasser-Wasser-Wärmepumpen im Vergleich mit anderen Pumpenarten auch eine höhere Jahresarbeitszahl und gelten als die effizientesten Systeme.
Für die Wärmeversorgung sind zwei Brunnenbohrungen erforderlich, da sowohl ein Saugbrunnen als auch ein Schluckbrunnen benötigt wird. Der Saugbrunnen ist für die Gewinnung des erwärmten Grundwassers zuständig, während der Schluckbrunnen anschließend das kalte, genutzte Grundwasser wieder zurückführt.
Vorteile
- Effizientestes System durch hohe Leistung
- Deutlich höhere Jahresarbeitszahl als alle anderen Wärmepumpe-Arten
- Niedrige Betriebskosten, da geringer Stromverbrauch
Nachteile
- Vergleichsweise hohe Investitionskosten
- Komplizierte Installation durch genehmigungspflichtige Brunnenbohrungen
- Spezielle Standortvoraussetzungen, wie etwa passende Grundwasserspiegelhöhe oder Grundwasserzusammensetzung
- Hohe Erschließungskosten durch Bohrungen und Brunnenbau
Gut zu wissen: Alle genannten Wärmepumpen eignen sich normalerweise nicht nur zum Heizen, sondern auch zum Kühlen des Gebäudes. Luft-Wasser-Wärmepumpen können über einen Kompressor die Raumtemperatur aktiv herunterkühlen, Erdwärmepumpen oder Wasser-Wasser-Wärmepumpen kühlen hingegen passiv. Dafür wird die Wärme aus dem Haus aufgenommen und in das Erdreich oder Grundwasser gespeist, der Wärmepumpen-Kreislauf funktioniert dann also einfach andersherum.
Luft-Luft-Wärmepumpe: Die Einfache
Eine Luft-Luft-Wärmepumpe entzieht der Außenluft Energie in Form von Wärme und nutzt diese direkt für das Heizen eines Gebäudes. Anders als bei der Luft-Wasser-Wärmepumpe wird hier kein Wasser im Heizwasserkreislauf erhitzt. Sie kann daher nicht wie eine klassische Heizung genutzt werden, da sie kein Warmwasser bereitstellt. Dafür benötigt man ein zusätzliches System, zum Beispiel eine Brauchwasserwärmepumpe.
Gut zu wissen: Eine Brauchwasserwärmepumpe kann ausschließlich heißes Trinkwasser erzeugen. Da sie keine Raumwärme erzeugt, vergleichen wir sie nicht im Detail mit den anderen Wärmepumpen-Arten, die Heizungsalternativen sind.
Bei einer Luft-Luft-Wärmepumpe erwärmt ein Wärmetauscher die angesaugte Außenluft und leitet sie über Lüftungssysteme in das Haus. Als Energielieferant kann z. B. auch warme Abluft aus dem Gebäude genutzt werden.
Nachteile
- Sehr platzsparend: Das Innengerät kann unter die Decke an die Wand gehängt werden
- Geringer Installationsaufwand
- Keine Genehmigungen für die Installation nötig
- Wärmt, lüftet und filtert zeitgleich die Raumluft
- Keine Voraussetzungen wie großflächige Heizkörper
- Günstige Anschaffungskosten
Nachteile
- Geringe Effizienz: Im Vergleich mit anderen Wärmeträgern, wie etwa Wasser, weist Luft eine deutlich geringere Effizienz auf
- Daher vergleichsweise schlechte Leistung und Jahresarbeitszahl
- Bei schlechter Dämmung unwirtschaftlich, da hohe Betriebskosten
- In der Regel nur in Passiv- oder Niedrigenergiehäusern sinnvoll
Wichtige Kriterien im Wärmepumpen-Vergleich auf einen Blick
| Luft-Wasser-Wärmepumpen | Erdwärmepumpen | Wasser-Wasser-Wärmepumpen | Luft-Luft-Wärmepumpen | |
| Anschaffungs- und Installationskosten | Mittel | Hoch | Hoch | Gering |
| Förderung | Bis zu 70 % (abhängig von individuellen Voraussetzungen)1 | |||
| Genehmigungspflichtig | Nein | Ja | Ja | Nein |
| Voraussetzungen für die Installation | Abstand zum Nachbargebäude | Passende Bodenbeschaffenheit und Platz | Passende Grundwasserspiegelhöhe / Grundwasserzusammensetzung | Alternative Warmwasserversorgung |
| Installationsaufwand | Mittel | Hoch (v. a. bei Flächenkollektoren) | Hoch (genehmigungspflichtige Brunnenbohrungen) | Gering |
| Lautstärke | Circa 50 Dezibel | 30 bis 40 Dezibel | 30 bis 40 Dezibel | Circa 50 Dezibel |
| Energieeffizienzklasse | A++ | A+++ | A+++ | A+ |
| Platzbedarf | Platzsparend | Benötigt viel Platz auf dem Grundstück | Benötigt viel Platz auf dem Grundstück | Sehr platzsparend |
| Warmwasser kombinierbar | Ja | Ja | Ja | Nein |
Luft-Wasser-Wärmepumpe kostengünstiger als Erdwärmepumpe
Das Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme (ISE) hat 2019 in einer Feldstudie den Einsatz von Luft-Wasser-Wärmepumpen und Erdwärmepumpen in Bestandsgebäuden im Vergleich untersucht.
Luft-Wasser-Wärmepumpen: Sie erreichten Jahresarbeitszahlen zwischen 2,5 und 3,8.
Erdwärmepumpen lagen zwischen 3,3 und 4,7. Durch die Weiterentwicklung der Technik dürften die Werte heute höher ausfallen. Die Effizienz hängt aber nicht nur vom Gerät, sondern auch vom energetischen Niveau des Gebäudes ab. Eine energetische Bestandsaufnahme vor dem Einbau ist daher bei jeder Wärmepumpenart sinnvoll.
Eine Erdwärmepumpe erreicht zwar insgesamt eine höhere Effizienz als eine Luft-Wasser-Wärmepumpe, sie verursacht jedoch deutlich höhere Installationskosten. Außerdem ist sie schwieriger im Bestand nachzurüsten. Auf dem Grundstück muss ausreichend Platz für Verlegung von Kollektoren bzw. die Bohrung der Sonden vorhanden sein und der Boden muss die richtige Beschaffenheit aufweisen. Außerdem ist die Installation genehmigungspflichtig.
Luft-Wasser-Wärmepumpe ist die beliebteste Wärmepumpenart
Alle Wärmepumpen-Arten eignen sich sowohl für den Einsatz im Neubau als auch im Bestand. Die am häufigsten verbaute Wärmepumpenart ist mit Abstand die Luft-Wasser-Wärmepumpe, da der Installationsaufwand überschaubar ist und die Voraussetzungen häufig erfüllt werden Fast 90 % aller Wärmepumpen, die 2023 verbaut wurden, sind Luft-Wasser-Wärmepumpen, vor allem die wartungsarme Monoblock-Bauweise ist sehr beliebt. Als flexible Option eignet sie sich besonders gut für die Nachrüstung in Bestandsbauten.
Nachhaltigkeit der Wärmepumpe-Arten im Vergleich
Wärmepumpen sind effiziente und nachhaltige Anlagen zur Gewinnung von Heizwärme. Sie verzichten auf fossile Energieträger und nutzen stattdessen regenerative Energien direkt aus der Umwelt. Immer mehr Menschen entscheiden sich für Wärmepumpen, da sie den gesetzlichen Vorgaben zum Mindestanteil an erneuerbaren Energien beim Heizen entspricht.
Sie sind zwar nicht vollständig klimaneutral, da sie vor allem für ihren eigenen Betrieb zusätzlich Strom verbrauchen. Allerdings können sie sehr gut mit Strom aus erneuerbaren Energien versorgt werden. Hier bietet sich die Kombination mit Photovoltaik an. Dadurch lassen sich Wärmepumpen im Optimalfall komplett emissionsfrei betreiben.
Prinzipiell gilt: Je effizienter eine Wärmepumpe arbeitet, umso nachhaltiger ist sie. Eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe ist also besonders nachhaltig, gefolgt von der Erdwärmepumpe und der Luft-Wasser-Wärmepumpe. Die Luft-Luft-Wärmepumpe ist weniger nachhaltig. In unserem Artikel „So nachhaltig sind Wärmepumpen“ erfahren Sie mehr über den CO2-Fußabdruck dieser Heizungsart.
Vattenfall Fazit
Welche Wärmepumpe für Sie die beste Wahl ist, hängt von individuellen Faktoren wie Ihrem Budget, der verfügbaren Fläche und den Standortvoraussetzungen in Ihrem Haus ab. Luft-Wasser-Wärmepumpen eignen sich besonders für die Nachrüstung in Bestandsgebäuden, da sie im Gegensatz zu Erdwärmepumpen wenig Platz auf dem Grundstück benötigen und keinen Eingriff in die Gartengestaltung erfordern. Gerade für Ein- und Zweifamilienhäuser sind sie daher eine gute Wahl. Sie punkten zudem durch niedrige Installationskosten und sind – vor allem in der Monoblockvariante – sehr wartungsarm.
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Zu den Solarlösungen
Wärmepumpen gibt es mittlerweile in verschiedenen Ausführungen. Bei der Luft-Wasser-Wärmepumpe haben sich zwei Bauweisen etabliert – die Split-Wärmepumpe und das Monoblock-Gerät.
Wärmepumpen liegen im Trend: Im ersten Quartal 2023 wurden 108.000 Wärmepumpen in Deutschland verkauft, das sind 122 % mehr als im ersten Quartal 2022. Interessant: Der Löwenanteil wurde nicht in Neubauten, sondern in Bestandsgebäuden installiert.