Wärmepumpen – Funktionsweise, Kosten und rechtliche Regelungen

Quelle: LfU/IZU

Im folgenden Beitrag wird ein Überblick zum Thema Wärmepumpen gegeben. Dabei wird die Funktionsweise erläutert, Anschaffungs- und Betriebskosten besprochen und rechtliche Regelungen dargestellt.

Was ist eine Wärmepumpe?

Wärmepumpen stellen Raumwärme und Trinkwarmwasser bereit. Sie werden häufig für einzelne private Wohngebäude eingesetzt und nun auch vermehrt für die Versorgung von größeren Wohneinheiten, Bürogebäuden oder Industriebauten genutzt.
Es gibt verschiedene Arten von Wärmepumpen, die sich durch ihre Energiequellen unterscheiden. Luftwärmepumpen nutzen die Umgebungsluft, Erdwärmepumpen nutzen das Erdreich und Grundwasserwärmepumpen das Grundwasser als Energiequelle. Auch Abwärme, Eisspeicher, Erdwärmespeicher oder solarthermische Kollektoren können als Energiequellen genutzt werden. Zur Erschließung der jeweiligen Wärmequelle stehen zumeist mehrere Techniken zur Verfügung. So können beispielsweise Erdsonden, Erdkollektoren oder Erdkörbe für den Betrieb einer Erdwärmepumpe verbaut werden.

Der Standortcheck des Energie-Atlas Bayern liefert eine erste Übersicht zu den Standortbedingungen für Erdwärmesonden, Erdwärmekollektoren und Grundwasserwärmepumpen.

Energie-Atlas Bayern: Standortcheck oberflächennahe Geothermie

Wie funktionieren Wärmepumpen?

Die Funktionsweise einer Wärmepumpe folgt demselben Prinzip wie ein Kühlschrank. Bei einem Kühlschrank wird dem Innenraum Wärme entzogen und an der Außenseite dem umgebenden Raum zugeführt. Auf diese Weise wird der Innenraum gekühlt. Eine Wärmepumpe hingegen entzieht der Wärmequelle Wärme, die sich auf einem niedrigen Temperaturniveau befindet, und leitet diese dann in ein Gebäude und dessen Heizsystem zu. Dabei „pumpt“ sie die Wärme quasi vom niedrigeren Temperaturniveau auf ein höheres.

Dies wird bewerkstelligt, indem die aus der Wärmequelle aufgenommene Wärme von einem Kältemittel aufgenommen wird. Durch die Umweltwärme wird das flüssige Kältemittel verdampft und somit gasförmig. Dieser Dampf wird dann im Verdichter so lange zusammengedrückt, bis die nötige Heiztemperatur erreicht ist. Das heiße, komprimierte Gas gibt im Wärmetauscher die Wärme an das Heizsystem des Gebäudes ab. Durch die Abkühlung kondensiert das Kältemittel wieder in einen flüssigen Zustand. Im letzten Schritt wird der Druck des Kältemittels wieder herabgesetzt, wodurch es weiter abkühlt und im Verdampfer dann erneut Umgebungswärme aufnimmt, sodass der Kreislauf erneut beginnen kann.

Eine Wärmepumpe ist in drei Teile gegliedert: die Wärmequellanlage, die der Umgebung die Wärme entzieht; die eigentliche Wärmepumpe, die die Umgebungswärme nutzbar macht; sowie das Wärmeverteil- und Speichersystem, das die Wärme im Haus verteilt oder zwischenspeichert. Wärmepumpen gibt es in verschiedenen Leistungsklassen und für verschiedene Temperaturbereiche.

Ausführlichere Beschreibungen der Funktionsweise einer Wärmepumpe finden Sie hier:

Kosten beim Einbau und Betrieb einer Wärmepumpe

Die Anschaffungskosten einer Wärmepumpe werden von diversen Faktoren beeinflusst. Die Art der Wärmepumpe (z.B. Luft-, Grundwasser- oder Erdwärmepumpen) und die Erschließungskosten der Wärmequelle (z.B. Bohrungen für Sonden einer Erdwärmepumpe, Nutzbarmachen von Abwärme) beeinflussen dabei den Preis maßgeblich. Hersteller und Modell der Wärmepumpe sorgen ebenfalls für Unterschiede bei den Kosten.

Während des Betriebs einer Wärmepumpe können ebenfalls Kosten in unterschiedlichen Höhen anfallen. So haben Grundwasser- und Erdwärmepumpen meist höhere Wirkungsgrade und damit niedrigere Stromkosten als Luftwärmepumpen. Wegen ihrer im Vergleich zur Umweltwärme verhältnismäßig hohen Temperaturen stellt auch Abwärme meist eine vorteilhafte Wärmequelle dar.

Die Anschaffung von Wärmepumpen wird durch die Bundesförderung für effiziente Gebäude – Einzelmaßnahmen (BEG – EM) unterstützt. Diese wurde Ende 2023 novelliert und ist seit dem 01.01.2024 in Kraft. Auch Bundesländer, Kommunen oder Energieversorger können Förderungen für Wärmepumpen anbieten.

Im Angebot des Energie-Atlas Bayern finden Sie eine Hilfestellung dazu, welches Heizsystem sich für Sie eignen könnte:

Energie-Atlas Bayern: Welche Heizung kommt für mich in Frage?

Außerdem enthält der Energie-Atlas Bayern umfangreiche Informationen zu Verständnis und Nutzung von Abwärme.

Energie-Atlas Bayern: Abwärme – Nutzen, was ohnehin da ist

Hier finden Sie weitere Informationen zur Bundesförderung für effiziente Gebäude:

Rechtliche Regelungen in Bezug auf Wärmepumpen

Das Gebäudeenergiegesetz schreibt beim Neubau eines Gebäudes oder im Havariefall den Einbau eines Heizsystems vor, welches zu mindestens 65 Prozent mit erneuerbaren Energien betrieben werden kann (§ 71 Absatz 1).
Gemäß § 71c gelten beim Einbau einer oder mehrerer elektrischer Wärmepumpen die Anforderungen des § 71 Absatz 1 als erfüllt, wenn eine oder mehrere Wärmepumpen den Wärmebedarf des Gebäudes oder der über ein Gebäudenetz verbundenen Gebäude decken.

Seit September 2015 gibt eine Reihe von EU-Verordnungen vor, dass alle neuen Heizgeräte eine Energieverbrauchskennzeichnung tragen und Ökodesign-Anforderungen an die Energieeffizienz erfüllen müssen. Auch Wärmepumpen sind von dieser Verordnung betroffen.

UBA: Verbrauchsenergiekennzeichnung Heizgeräte

Der Einsatz fluorierter Kohlenwasserstoffe wird von der Verordnung (EU) Nr. 517/2014 geregelt. Die in der EU verfügbare Menge dieser Kältemittel wird seit 2015 schrittweise reduziert. Die Verordnung schreibt weiterhin Kontrollpflichten für die Betreiber von Wärmepumpen, welche fluorierte Kohlenwasserstoffe nutzen, vor.