News & Tipps

Wie nachhaltig sind Wärmepumpen und welche gibt es?

Wärmepumpen sind eine ökologische und kostensparende Alternative zur Gas- und Ölheizungen. Wir zeigen dir, ob sie sich für dich lohnen und was es dabei zu beachten gibt. 

Wärmepumpen sind eine ökologische und kostensparende Alternative zur Gas- und Ölheizungen. Wir zeigen dir, ob sie sich für dich lohnen und was es dabei zu beachten gibt. 

28.06.2023 |Ein Beitrag von Ariane Jäger und Delisa Bangura| Bild: onurdongel, Getty Images Signature

Der Klimawandel, die steigende Inflation und aktuelle politische Themen machen es deutlich: Wir brauchen umweltfreundliche und zukunftssichere Alternativen zu Öl- und Gasheizungen. Wärmepumpen sind hierbei eine vielversprechende Lösung sie nutzen erneuerbare Energien und beziehen nur einen Bruchteil der benötigten Energie aus der Umwelt. Kein Wunder, dass der Einbau von Wärmepumpen vom Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) gefördert wird. 

Ob aus der Luft, dem Wasser oder dem Erdreich – Wärmepumpen nutzen erneuerbare Energiequellen und sind besonders ressourcenschonend. Aber wie funktionieren sie genau? Und warum sind sie sowohl ökologisch als auch wirtschaftlich sinnvoll? In diesem Beitrag erfährst du alles über Wärmepumpen, ob sich der Einbau für dein Zuhause lohnt und welche spezifische Wärmepumpe für dich in Frage kommen könnte.

Wärmepumpe Plug&Play AquaMini AMS06 5,6 kW *
Steinbach Wärmepumpe Mini  *
Wärmepumpe Michl Monoblock Luft/-Wasser 11 kW *

Die Funktion und Funktionsweisen von Wärmepumpen 

Wärmepumpen sind Maschinen, die durch technische Arbeit thermische Energie aus einer anderen natürlichen Energiequelle beziehen, um die Nutzwärme für die Beheizung von Gebäuden zu gewinnen. Meistens nutzen sie die Energie des Wassers, der Luft oder dem Erdreich. Dabei entziehen sie der Umwelt die Wärme und bringen diese mithilfe eines Kreislaufs auf ein höheres Temperaturniveau. Wenn draußen also beispielsweise die Temperaturen fallen, sinken daraufhin auch die Temperaturen in der eigenen Wohnung. Die Pumpe macht es möglich, dieses Temperaturgefälle zu umgehen. Das Prinzip gleicht dem eines Kühlschranks, nur umgekehrt. Während der Kühlschrank seinem Inneren Wärme entzieht und nach Außen abgibt, entzieht die nachhaltige Energiequelle dem Außenbereich Wärme und gibt sie als Heizenergie an das Haus ab. Funktionieren kann dieses Prinzip dank des Joule-Thomson-Effekts. Dieser Effekt bezeichnet die Temperaturänderung eines Gases bei einer isenthalpen Druckminderung.  Isenthalp ist ein Begriff der Thermodysaik. Er beschreibt eine Zustandsänderung, bei dem die Entalphie (Wärmeinhalt) konstant bleibt. Enthalpie ist das Maß für die Energie eines thermodynamischen Systems.


Die Wärmepumpe kann problemlos an der Fassade oder im Außenbereich deines Hauses angebracht werden (Bild: welcomia).

Der Vorgang der Wärmegewinnung 

Eine Wärmepumpen-Heizanlage besteht aus mehreren Teilen: 

  • einer Wärmequellenanlage, die der Umgebung die benötigte Energie entzieht,
  • einer Wärmepumpe, die die gewonnene Energie nutzbar macht und
  • einem Wärmeverteilsystem

Gearbeitet wird dabei mit einem Kreislaufprozess, der das geeignete Fluid verdichtet und verflüssigt, sowie anschließend wieder verdampfen lässt. Ausführlich erklärt verläuft die Prozedur bei einer Kompressionswärmepumpe in folgenden Schritten ab: 

1) Die Energie gewinnen 

In der Wärmequellenanlage fließt eine Flüssigkeit, welche mit Frostschutzmitteln versetzt ist. Die Wärme aus der Umwelt wird von dieser Flüssigkeit aufgenommen und in die energieeffiziente Wärmequelle transportiert. Bei Luft-Wärmepumpen wird die Luft von außen durch Ventilatoren aufgesogen, die diese an die Beheizungsmöglichkeiten weiterleiten. 

2) Die Wärme nutzbar machen 

In der Wärmepumpe zirkulieren in einem weiteren Kreislauf Kältemittel. In einem Verdampfer wird die Energie aus der Umwelt vom ersten Kreislauf auf das Kältemittel übertragen. Anschließend wird das Gemisch an einen Kompressor weitergeleitet. Durch die Kompression erhöht sich die Temperatur des gasförmigen Kältemittels. Im nächsten Schritt wird das erhitzte Kältemittel in einem Wärmetauscher kondensiert und die Wärme wieder abgegeben. Zum Ende hin leitet der Kreislauf das Kältemittel zu einer Drossel weiter, durch die der Druck des Kältemittels wieder verringert wird. Das nun wieder flüssige Gemisch wird an den Verdampfer zurückgeführt. 

3) Die Beheizung des Hauses 

Durch das Wärmeverteilsystem zirkuliert Wasser, welches die von dem Kältemittel abgegebene Wärme aufnimmt. Das erwärmte Wasser wird nun zu einem Verteilsystem, einem Warmwasserspeicher, bzw. einem Heizungspuffer geleitet. Dadurch kann der Raum beheizt werden. 

Eine Absorptionswärmepumpe arbeitet ähnlich, allerdings wird das verdampfte Kältemittel in einer geeigneten Lösung absorbiert, wodurch das vergleichsweise energieaufwendige Komprimieren des gasförmigen Kältemittels entfällt. Das Austreiben des Kältemittels aus der Lösung erfolgt durch ein Erhitzen, beispielsweise durch eine direkte Befeuerung. Besonders im gewerblichen und industriellen Bereich ist aber auch die Beheizung mit Heißwasser oder Dampf möglich, sodass auch die Abwärme nutzbar ist. 

Falls du zusätzlich zu einer umweltfreundlichen Wärmeversorgung auch den Strom für dein Zuhause  umstellen möchtest, hin zur Nachhaltigkeit und Energiewende, lass dich doch von unseren Ideen inspirieren: Ökogas-Anbieter, die du kennen solltest.

Vorteile von Wärmepumpen: ökonomisch und wirtschaftlich


Förderung von Wärmepumpen von der BAFA

Da die nachhaltige Energiequelle durch ihre Technik zu den erneuerbaren Energien zählt und in ihrer Arbeitsweise so effizient ist, werden Wärmepumpen vom Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) unter Einhaltung der technischen Mindestanforderungen gefördert. Eine effiziente Pumpanlage kann mit bis zu 35 Prozent der förderfähigen Kosten von der BAFA unterstützt werden. Das BAFA fördert nicht nur den Einsatz von Wärmequelle für die Raumheizung allgemein, sondern auch die Wasseraufbereitung in Wohngebäuden sowie die Bereitstellung von Prozess- und Fernwärme. Weitere Informationen zu den Anforderungen zur Förderung von Wärmepumpenanlagen und weiteren erneuerbaren Energien findest du auf der Webseite des BAFA.

Weniger Energieaufwand und Stromtarife für Wärmepumpen 

Selbst wenn die Umgebungstemperatur kalt ist, besitzen die von der Energiequelle genutzten Ressourcen Wärmeenergie. Aber solange ein Stoff dieselbe Temperatur besitzt wie die Umgebung, ist diese Energie technisch nicht nutzbar. In der Thermodynamik spricht man hier von Anergie. Erst ein Temperaturunterschied zur Umgebung ermöglicht die Verwertung der Energie in technischen Prozessen. Die ressourcenschonenden Energiequelle erzeugt eine solche Temperaturdifferenz. Für diesen Vorgang wird zusätzlicher Strom benötigt. Der Energieaufwand, der für diesen Ablauf benötigt wird, ist erheblich geringer als bei herkömmlicher, direkter Beheizung. Der Stromverbrauch ist nicht nur geringer, sondern auch kostengünstiger. Besonders, wenn bestimmte Stromtarife für nachhaltige Wärmequellen genutzt werden. 

Diese Stromtarife sind im Schnitt 22 Prozent günstiger als Tarife für den herkömmlichen Hausstrom. Um einen günstigeren Stromtarif für die nachhaltigen Pumpen zu bekommen, solltest du darauf achten, dass die eigene Beheizungsmöglichkeit steuerbar ist und ein separater Zähler den Wärmestrom misst. Andernfalls könnte es passieren, dass günstige Tarife für deine eigene Wärmepumpe nicht gelten. Die besten Wärmestrom-Tarife für nachhaltige Wärmequellen lassen sich auf den gängigen Vergleichsportalen vergleichen. 

Weitere Vorteile von Wärmepumpen: Heizen im Winter, kühlen im Sommer 

Es zeichnet sich bereits ab, dass die ressourcenschonende Wärmepumpen viele wirtschaftliche Vorteile für Verbraucher*innen bieten. Die Energiequelle hat allerdings noch einen weiteren entscheidenden Pluspunkt: Neben der Heizfunktion besitzt sie das Potential, in Verbindung mit einer Flächenheizung Gebäude im Sommer zu kühlen. Für die Kühlung der Wohnung wird die Prozess-Umkehrfunktion der nachhaltigen Pumpe genutzt. Statt das Gebäude mit Außenwärme zu heizen, nimmt sie die Wärme aus der Wohnung und leitet diese nach außen ab. Die Kühlung kann allerdings nur mit einer Luftwärmepumpe funktionieren. Dadurch ist es möglich, die Raumtemperatur bis zu drei Grad Celsius zu senken. 

Neben den vielfältigen technischen und wirtschaftlichen Folgen von Wärmequelle ist ein essentieller Vorteil, dass sie umweltfreundlicher und ökologischer sind als andere Arten der Wärmegewinnung. Werden sie zudem mit Ökostrom angetrieben, arbeiten nachhaltige Pumpen allseitig klimafreundlich. 

Welche Arten von Wärmepumpen gibt es?

Es gibt verschiedene Arten von Wärmepumpen, die je nach Bedarf und Gegebenheiten ausgewählt werden können:

Luft-Wasser-Wärmepumpe

Die Luft-Wasser-Wärmepumpe nutzt beispielsweise die in der Umgebungsluft gespeicherte Wärmeenergie und eignet sich besonders für Einfamilienhäuser oder kleinere Wohnanlagen. Dabei wird die Außenluft durch einen Ventilator angesaugt und über einen Wärmetauscher geleitet, wobei sie die darin enthaltene Wärmeenergie an das Kältemittel abgibt. Das Kältemittel wird dann unter Druck gesetzt und in einem weiteren Wärmetauscher erwärmt das Wasser im Heizsystem.

Wasser-Wasser-Wärmepumpe 

Die Wasser-Wasser-Wärmepumpe hingegen entnimmt die Wärmeenergie aus dem Grundwasser oder Oberflächenwasser und eignet sich daher besonders für den Einsatz in Gebieten mit hohem Grundwasservorkommen. Dabei wird das kalte Wasser durch einen Wärmetauscher geleitet, der die darin gespeicherte Wärmeenergie an das Kältemittel abgibt. Das erwärmte Wasser fließt danach zurück in den Wasserkreislauf und das Kältemittel wird in einem Kompressor weiter erwärmt und gibt die Wärme an das Heizsystem ab.

Luft-Luft-Wärmepumpe

Eine weitere Art von nachhaltigen Pumpen ist die Luft-Luft-Wärmepumpe. Sie nutzen ebenfalls die Umgebungsluft als Energiequelle, jedoch wird hierbei keine Heizung des Wassers vorgenommen. Stattdessen wird die gewonnene Wärme direkt an die Raumluft abgegeben, wodurch warme Luft in die Räume gepustet wird. Diese Art der ressourcenschonenden Energiequelle eignet sich insbesondere für Gebiete mit mildem Klima und einer geringen Heizlast, da sie weniger effizient als andere Arten von Wärmepumpen ist.

Sole-Wärmepumpen

Auch Sole-Wärmepumpen sind eine effektive Möglichkeit zur Nutzung erneuerbarer Energiequellen. Dabei wird die Wärmeenergie aus dem Boden entzogen, indem Erdsonden, die in bis zu 100 Metern Tiefe versenkt werden, genutzt werden. Die darin enthaltene Wärmeenergie wird über einen Wärmetauscher an das Kältemittel abgegeben, welches dann im Kompressor weiter erwärmt wird und die Wärme an das Heizsystem abgibt.

Welche Art von energieeffizienter Wärmequelle für dich am besten geeignet ist, hängt von verschiedenen Faktoren ab und solltest du individuell prüfen.


Unter den verschiedenen Arten von Wärmepumpen ist für jede*n die richtige Wahl mit dabei (Bild: matteogirelli, Getty Images).

Nachhaltige Wärmepumpen-Anbieter im Überblick

Damit du dein Haus möglichst energieeffizient und nachhaltig wärmen kannst, zeigen wir dir zwei Anbieter, an die du dich für den Kauf deiner Wärmequelle wenden kannst.

NIBE

Da das Bewusstsein für Umweltauswirkungen und Nachhaltigkeit immer mehr an Bedeutung gewinnt, sind innovative und verantwortungsbewusste Energielösungen gefragter denn je. NIBE ist ein führender Anbieter der Wärmepumpentechnologie und stellt hohe Anforderungen an die eigenen Produkte hinsichtlich Innovation, Design und Umweltverträglichkeit.

Die Wärmepumpen von NIBE basieren auf der Grundlage dieser Werte und bieten optimale Energieeffizienz sowie umweltschonende Technologien. Durch die Nutzung erneuerbarer Energiequellen wie Luft, Wasser oder Erde wandeln die Pumpen diese natürlichen Ressourcen in nutzbare Wärmeenergie für Heizung, Warmwasser, Lüftung und Kühlung um. Dabei wird nicht nur der Energieverbrauch reduziert, sondern auch der CO2-Ausstoß minimiert, was zu einem geringeren ökologischen Fußabdruck führt.

Neben der hohen Energieeffizienz und Umweltfreundlichkeit legt NIBE großen Wert auf ein professionelles Design, das sowohl ästhetisch ansprechend als auch anwendungsfreundlich ist. Mit einer Kombination aus fortschrittlicher Technologie, nachhaltigen Materialien und einem durchdachten Konzept treibt NIBE den Wandel hin zu einer grünen Zukunft voran, ohne dass Nutzer*innen auf Komfort verzichten müssen.

NOVELAN

NOVELAN, ist ein renommierter Hersteller von Wärmepumpen, der vielseitige Lösungen für verschiedenste Einsatzbereiche bietet. Ob Ein- oder Zweifamilienhäuser, Neubau- oder Sanierungsprojekte, Gewerbeobjekte, kommunale Einrichtungen oder Großanlagen – NOVELAN hat passende Pumpsysteme für jeden Bedarf. 

Die in Deutschland hergestellten Produkte weisen eine sehr hohe Qualität auf, die für höchste Standards in Sachen Technologie, Zuverlässigkeit und Langlebigkeit steht. Darüber hinaus setzt das Unternehmen ausschließlich auf hochwertige Materialien, um eine optimale Leistung und Effizienz der ressourcenschonenden Energiequelle zu gewährleisten. Diese Kombination aus innovativer Technik und Nachhaltigkeit ermöglicht es NOVELAN, energieeffiziente und umweltfreundliche Heizlösungen anzubieten, die den individuellen Anforderungen gerecht werden.

Wie die Effizienz von Wärmepumpen gesichert und verbessert werden kann 

Damit eine ressourcenschonende Wärmepumpe effizient läuft, müssen geeignete Parameter beim Einbau der Anlage beachtet werden. Bei der Bewertung der Effizienz spielen folgende Einflussgrößen eine Rolle: Die Temperaturdifferenz zwischen der warmen und kalten Seite, der Ursprung der für den Prozessablauf nötigen Energie und die Anergiequelle. 

Die Nutzung der erwähnten Abwärme im Allgemeinen ist bereits eine wirtschaftliche und nachhaltige Lösung. Die Effizienz der Energiequelle kann jedoch weiter gesteigert werden, indem die Heiztemperaturen gesenkt werden. Das gelingt beispielsweise mit einer Fußbodenheizung, deren Vorlauftemperatur typischerweise unter 30°C liegt. Weiter lässt sich der Wirkungsgrad der Wärmepumpe verbessern, wenn eine Anergiequelle mit höherer Temperatur zur Verfügung steht. Das kann beispielsweise das Erdreich oder ein solarthermischer Kollektor sein, wie beispielsweise bei Solarzellen. 

Eine wichtige Kennzahl bei der Effizienz einer nachhaltigen Pumpe ist zudem eine möglichst hohe Jahresarbeitszahl der Wärmequelle. Zum Beispiel bedeutet eine Jahresarbeitszahl von 4, dass aus 25 Prozent Strom 75 Prozent Umweltwärme gewonnen wird. Je höher also die Jahresarbeitszahl, desto geringer ist die benötigte Vorlauftemperatur und umso wirtschaftlicher arbeitet die ressourcenschonende Energiequelle. Eine optimal laufende Beiheizungsmöglichkeit sollte daher eine Jahresarbeitszahl von 3 bis 5 erreichen und die Vorlauftemperatur bestenfalls bei 50 Grad liegen. 

Eignet sich mein Haus für eine Wärmepumpe? 

Damit sich der Einbau von ressourcenschonenden Energiequellen lohnt, sollte das Haus einen guten Wärmeschutz durch eine gute Dämmung und moderne Fenster aufweisen. Zudem sollte das Gebäude möglichst mit Flächenheizung oder anderen vergleichbar großen Heizkörpern ausgestattet sein. Besonders optimal ist zudem die Unterstützung durch Solarthermie. Diese Gegebenheiten treffen meist auf Neubauten zu. Ist ein Haus nicht mit genügend großen Heizkörpern ausgestattet und gut isoliert, müssen diese Gegebenheiten erst durch Sanierungsmaßnahmen geschafft werden. Solch eine Sanierung kann allerdings sehr aufwändig und kostspielig werden. Wärmepumpen sind also eine wesentlich kostengünstigere, klimafreundlichere und effizientere Wahl für die Zukunft der Energiewende.

Das Fazit: Wärmepumpen sind die Zukunft der Energiewende

Nicht nur die Regierung und Industrie, auch einzelne Verbraucher*innen sollten sich darum bemühen, nachhaltige und umweltfreundliche Alternativen der Energiegewinnung zu finden und in diese zu investieren. Wenn Gas und Öl knapp werden, sind nachhaltige Ppumpen geeignete Anlagen, um Kosten zu sparen und gleichzeitig die Umwelt zu schonen. Denn eine Investition in eine ressourcenschonende Wärmepumpenanlage ist nicht nur umweltfreundlich, sondern auch langfristig wirtschaftlich. Durch die Nutzung erneuerbarer Energiequellen können Verbraucher*innen ihre Energiekosten senken und unabhängiger von fossilen Brennstoffen werden. Außerdem tragen sie aktiv zur Reduzierung von Treibhausgasemissionen und somit zum Schutz unseres Planeten bei. Allerdings lohnt sich der Einbau von Wärmepumpenanlagen verstärkt für neue Gebäude. Die Sanierung von älteren Häusern für den Einsatz von Wärmepumpen kann sehr kostspielig und aufwändig sein, ist aber nicht unmöglich. Wer sich für eine Pumpnanlage entscheidet, leistet einen wichtigen Beitrag für unser Klima und die anstehende Energiewende. 

* Anzeige

Dieser Artikel wurde am 28.06.2023, sowie am 25.07.2022 aktualisiert und am 17.06.2014 erstveröffentlicht.

Du kennst weitere spannende Informationen zu Wärmepumpen und möchtest sie mit uns teilen?

Dann schreibe es in die Kommentare – wir freuen uns auf den Austausch mit dir!

__________________________________________

Das könnte dich auch interessieren:

Energiewende voraus – 17 Ökostromanbieter für deinen grünen Strom

 Folg uns auf Instagram, um keine nachhaltige Alternative mehr zu verpassen: 

LifeVERDE




Kommentare
Nicole
24.07.2023
.. und ganz elegant im Artikel alle Probleme ausgeblendet:
Wärmepumpen lohnen sich nur bei günstigem Strom - wann werden die Atomkraftwerke wieder eingeschaltet?
Die verwendeten Kühlmittel werden durch die EU in 2030 verboten - dann muss die Wärmepumpe ausgetauscht werden!
Welches Personal soll die Wärmepumpen überall einbauen?
Gibt es genügend Ressourcen, um überall die Wärmepumpen anstelle der bisherigen Wärmelösungen einzubauen ?
Die Kosten beschränken sich nicht nur auf die Anschaffungskosten der Wärmepumpe, sondern umfassen alle Umbaumaßnahmen - schon mal nur einen Handwerker in letzter Zeit für nur eine Tätigkeit gesucht?

Fazit:
Die Wärmepumpe als Lösung der Energiewende zu präsentieren schafft man nur mit einem ausreichenden Maß an Ignoranz.
AUFWACHEN !!!

Kommentar erstellen

Name *
E-Mail *
URL
Kommentar *


Grüne Unternehmen