{"id":6622,"date":"2023-03-02T08:56:48","date_gmt":"2023-03-02T07:56:48","guid":{"rendered":"https:\/\/www.voltus.de\/blog\/?p=6622"},"modified":"2026-01-30T12:12:31","modified_gmt":"2026-01-30T11:12:31","slug":"waermepumpen-energie-aus-der-umwelt","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.voltus.de\/blog\/waermepumpen-energie-aus-der-umwelt\/","title":{"rendered":"W\u00e4rmepumpen: Energie aus der Umwelt"},"content":{"rendered":"

W\u00e4rmepumpen: Energie aus der Umwelt<\/strong><\/h1><\/div>
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Mit W\u00e4rmepumpen<\/strong> wird Dein Zuhause gem\u00fctlich warm. Die moderne Art zu heizen schont nat\u00fcrliche Ressourcen, ist nachhaltig und macht Dich unabh\u00e4ngig <\/strong>von Gas- und \u00d6llieferanten.<\/p>\n<\/div>

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\"W\u00e4rmepumpen:<\/span>
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Quelle: Panasonic<\/p><\/div><\/div><\/div>

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Heiztechnologie mit Mehrwert<\/strong><\/h3>\n

W\u00e4rmepumpen sind gefragt wie nie. Weil die Technologie f\u00fcr weniger CO\u2082 Emissionen und mehr Klimaschutz,<\/strong> f\u00fcr Komfort<\/strong>, Unabh\u00e4ngigkeit<\/strong> und eine energieeffiziente Lebensweise sorgt, stehen W\u00e4rmepumpen f\u00fcr die Abkehr von konventionellen Gas- und \u00d6lheizungen. Wir stellen Dir drei Varianten vor.<\/p>\n<\/div>

So funktionieren W\u00e4rmepumpen<\/strong><\/h3>\n

W\u00e4rmepumpen funktionieren alle nach einem \u00e4hnlichen Prinzip. Was sie grunds\u00e4tzlich unterscheidet, ist die W\u00e4rmequelle<\/strong>, die sie nutzen sowie ihre Effizienz<\/strong>. F\u00fcr Dich sind diese Kriterien interessant. Sie bestimmen den m\u00f6glichen Standort und haben Einfluss auf die Installationskosten.<\/p>\n

Energie aus der Umwelt<\/strong><\/h3>\n

Das Grundprinzip: W\u00e4rmepumpen wandeln thermische Energie aus der Umwelt, im folgenden auch Umweltenergie genannt, aus Luft <\/strong>(Aerothermie),<\/u> Erde<\/strong> (Geothermie) oder Wasser<\/strong> (Aquathermie) in nutzbare W\u00e4rmeenergie um, die zum Heizen oder f\u00fcr die Erzeugung von Warmwasser dient. Neben Luft-Luft-W\u00e4rmepumpen<\/strong>, die die W\u00e4rme direkt in den Raum abgeben, setzen die W\u00e4rmepumpen, die wir in diesem Blogbeitrag betrachten, Wasser als W\u00e4rmemedium ein. Sie hei\u00dfen deshalb Luft-Wasser-W\u00e4rmepumpe <\/strong>(W\u00e4rmequelle Luft), Erdw\u00e4rmepumpe<\/strong> (W\u00e4rmequelle Erdreich) oder Wasser-Wasser-W\u00e4rmepumpe<\/strong> (W\u00e4rmequelle Grundwasser). Erdw\u00e4rmepumpen werden \u00fcber Kollektoren betrieben, andere \u00fcber Sonden im Erdreich.<\/a><\/p>\n<\/div>

Hier geht\u00b4s direkt zu den Arten von W\u00e4rmepumpen sowie ihren Vor- und Nachteilen <\/span><\/a><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div>
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Entnommen und ver\u00e4ndert aus: Volker Quaschning: Erneuerbare Energien und Klimaschutz, Carl Hanser Verlag 2021<\/p><\/div><\/div><\/div>

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Technik nach einem bew\u00e4hrten Prinzip<\/strong><\/h3>\n

W\u00e4rmepumpen sind Kraft-W\u00e4rme-Maschinen<\/strong><\/a>. Sie erzeugen mittels eines elektrisch angetriebenen Verdichters nutzbare Heizw\u00e4rme aus einer Niedrigtemperaturw\u00e4rmequelle der Umwelt.
\nDazu dient ihnen ein K\u00e4ltemittel<\/strong>, das seinen Aggregatzustand im entsprechenden Temperaturbereich \u00e4ndert.<\/p>\n<\/div>

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Entnommen und ver\u00e4ndert aus: Volker Quaschning: Erneuerbare Energien und Klimaschutz, Carl Hanser Verlag 2021<\/p><\/div><\/div><\/div>

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Im Verdampfer der W\u00e4rmepumpe wird das K\u00e4ltemittel durch Zuf\u00fchren der Umweltenergie von fl\u00fcssig zu gasf\u00f6rmig. Dieses Gas wird mittels eines Verdichters komprimiert. Durch diesen Vorgang erw\u00e4rmt sich das K\u00e4ltemittel und es entsteht eine Temperatur<\/strong> von bis zu 100 Grad Celsius. Den Prozess kannst Du auch bei einer Fahrradluftpumpe beobachten, bei der Du den Luftauslass zuh\u00e4ltst. Wird nun gepumpt, steigt der Druck in der Pumpe und das Gas erw\u00e4rmt sich.<\/p>\n

Anschlie\u00dfend wird im Verfl\u00fcssiger die im K\u00e4ltemittel enthaltene thermische Energie an das Wasser des Heizsystems \u00fcbertragen. Durch das Abf\u00fchren der W\u00e4rme an das Heizsystem kondensiert und verfl\u00fcssigt sich das K\u00e4ltemittel wieder.<\/p>\n

Bevor die W\u00e4rmetr\u00e4gerfl\u00fcssigkeit wieder zur\u00fcckstr\u00f6mt, wird der Druck abgesenkt. Dabei k\u00fchlt das K\u00e4ltemittel weiter ab, gelangt zum Verdampfer und der Kreislauf<\/strong> beginnt von Neuem.<\/p>\n

Alle W\u00e4rmepumpen funktionieren also nach dem Prinzip eines K\u00fchlschranks \u2013 nur umgekehrt: Im K\u00fchlschrank entzieht der Verdampfer dem K\u00fchlschrankinneren W\u00e4rme. Anschlie\u00dfend wird das K\u00e4ltemittel mittels eines Verdichters komprimiert und die entstehende W\u00e4rme \u00fcber die K\u00fchlrippen auf der R\u00fcckseite des K\u00fchlschrankes an die Raumluft abgegeben. Diese Gemeinsamkeit erweist sich als zus\u00e4tzliches Potenzial f\u00fcr W\u00e4rmepumpenbesitzer, denn einige W\u00e4rmepumpen lassen sich auch zur K\u00fchlung<\/strong> nutzen.<\/p>\n<\/div>

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Quelle: Voltus<\/p><\/div><\/div><\/div>

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Effizienz und \u00f6kologische Wirksamkeit<\/strong><\/h3>\n

Wie effizient eine W\u00e4rmepumpe arbeitet, erkennst Du an der Jahresarbeitszahl<\/strong> (JAZ). Sie beschreibt das Verh\u00e4ltnis von thermischer Energie zu der elektrischen Energie, die zum Betrieb ben\u00f6tigt wird. Sie nennt also den Faktor, um den die W\u00e4rmepumpe mehr W\u00e4rme produziert als elektrischer Strom eingesetzt wird. Das Bundesumweltamt<\/a> nennt die Werte von 4,0 und h\u00f6her als optimal. Eine W\u00e4rmepumpe, die 1 kWh elektrischen Strom ben\u00f6tigt, um 4 Kilowattstunden (kWh) Heizw\u00e4rme<\/strong> zu erzeugen, arbeitet demnach effizient.<\/p>\n

Hat die Umgebung eine hohe Temperatur und das Heizwasser eine m\u00f6glichst niedrige, ist die JAZ<\/strong> h\u00f6her. Besonders effizient sind Wasser-Wasser- und Solew\u00e4rmepumpen. Ihre Sonden liegen in tiefen Grundwasserregionen oder Erdschichten. Hier ist es nie k\u00e4lter als 0 Grad Celsius. Solew\u00e4rmepumpen, die ihre thermische Energie \u00fcber Kollektoren aus einem Meter Tiefe gewinnen, sind weniger effektiv. Ihre Umgebungstemperatur<\/strong> kann im Winter unter dem Gefrierpunkt liegen. Das gleiche gilt auch f\u00fcr Luft-Wasser-W\u00e4rmepumpen.<\/p>\n

Eine elektrische Zusatzheizung sichert die W\u00e4rmeversorgung f\u00fcr extreme Temperaturen.
\nIn allen F\u00e4llen sind Heizungsanlagen, die per W\u00e4rmepumpenbetrieb laufen, effizienter als Gasheizungen, so das Fraunhofer Institut f\u00fcr Solare Energiesysteme (ISE). <\/strong><\/a><\/p>\n<\/div>

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W\u00e4rmepumpen im Vergleich<\/strong><\/h3>\n

\u00a0<\/strong>W\u00e4rmequelle Wasser<\/h3>\n

Wasser-Wasser-W\u00e4rmepumpen<\/strong> beziehen die Energie f\u00fcr die W\u00e4rmegewinnung aus unterirdischen Wasserreservoirs. Auf der einen Seite ist das von Vorteil, weil die Temperatur des Grundwassers<\/strong> kaum schwankt, auf der anderen Seite ben\u00f6tigen sie eine besondere Wasserqualit\u00e4t und einen gleichm\u00e4\u00dfig hohen Grundwasserspiegel<\/strong>.<\/p>\n

F\u00fcr eine Grundwasserpumpe ben\u00f6tigst Du die Genehmigung der Unteren<\/strong> Wasserbeh\u00f6rde<\/strong>, die das Vorhaben hinsichtlich m\u00f6glicher Gefahren f\u00fcr das Grundwasser pr\u00fcft.<\/p>\n

Wer den Planungsaufwand und die hohen Investitionskosten<\/strong> nicht scheut, erh\u00e4lt eine Technologie, die sehr effizient ist. Ihr Wirkungsgrad<\/strong> liegt bei etwa 500 Prozent. Eine Heizanlage, die mit Grundwasser betrieben wird, kann 5 kWh W\u00e4rme mit 1 kWh elektrischer Energie bereitstellen.<\/p>\n<\/div>

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W\u00e4rmequelle Erde<\/h3>\n

Bis in etwa 50 Meter Tiefe herrschen unter der Erdoberfl\u00e4che \u00fcber das Jahr konstant etwa 10 Grad Celsius. Unterhalb von 50 Metern steigt die Temperatur durch den Einfluss des W\u00e4rmestroms aus dem Erdinneren durchschnittlich um 3 Grad Celsius pro 100 Meter an.<\/p>\n

Deswegen ist die Effizienz einer Solew\u00e4rmepumpe<\/strong> mit einer Erdsonde und gro\u00dfer Tiefe besonders hoch. Sie liegt bei einer JAZ zwischen 4 und 5. Das hei\u00dft, 1 kWh elektrische Energie sorgen f\u00fcr 4 bis 5 kWh W\u00e4rme.<\/p>\n

W\u00e4hrend die Bohrung<\/strong> bei einer Wasser-Wasser-W\u00e4rmepumpe h\u00f6chstens bis 20 Meter Tiefe reichen sollte, kann eine Bohrung f\u00fcr die Sonde<\/strong> einer Erdw\u00e4rmepumpe in bis zu 100 Metern Tiefe liegen. Das macht sie kostenintensiver. Eine Alternative bilden Erdkollektoren, die in rund einem Meter Tiefe unter der Erdoberfl\u00e4che verlegt werden. Die Viessmann Climate Solutions SE<\/strong> beziffert die Investition f\u00fcr die Verlegung von Fl\u00e4chenkollektoren auf 20 bis 50 Euro pro Quadratmeter. \u201eRechnet man die 10 000 bis 15 000 Euro f\u00fcr die Anschaffung der W\u00e4rmepumpe hinzu, erscheint das zwar erst einmal teuer, ist aber immer noch g\u00fcnstiger als Sondenbohrungen, die mit bis zu 100 Euro je Meter zu Buche schlagen\u201c, so die Heizungsexperten.<\/p>\n

Erdw\u00e4rmepumpen, die mit Fl\u00e4chenkollektoren <\/strong>arbeiten, ben\u00f6tigen allerdings eine ausreichend gro\u00dfe Bodenfl\u00e4che. Heizungsexperten nennen als Faustformel: Wohnfl\u00e4che mal zwei.<\/p>\n

F\u00fcr die Installation von Solew\u00e4rmepumpen sind also intensive Bauarbeiten n\u00f6tig. Muss mehr als 100 Meter tief gebohrt werden, was bei der Nutzung f\u00fcr das Einfamilienhaus<\/strong> meist nicht erforderlich ist, brauchst Du eine Genehmigung<\/strong><\/a> nach Bergbaurecht, ansonsten von der zust\u00e4ndigen Unteren Wasserbeh\u00f6rde.<\/p>\n<\/div>

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W\u00e4rmequelle Luft<\/h3>\n

Bei einer Luft-Wasser-W\u00e4rmepumpe<\/strong> wird die Umgebungsluft <\/strong>als W\u00e4rmequelle genutzt.<\/p>\n

\u201eModerne Luftw\u00e4rmepumpen haben hinsichtlich ihrer Energieeffizienz<\/strong> aufgeholt\u201c, sagt Marek Miara vom Fraunhofer Institut f\u00fcr Solare Energiesysteme (ISE) in Freiburg<\/a>. Auch wenn sie weniger effizient sind als W\u00e4rmepumpen, die Grundwasser oder Erde als W\u00e4rmequelle nutzen, geh\u00f6rt diese Technologie zu den meistverwendeten Heizungsarten. Eigenheimbesitzer mit einer begrenzten Grundst\u00fccksfl\u00e4che sch\u00e4tzen sie, weil eine Luft-Wasser-W\u00e4rmepumpe im Garten<\/strong> aufgebaut werden kann und wenig Platz ben\u00f6tigt. Zudem sind sie unkompliziert und g\u00fcnstiger als die beiden anderen W\u00e4rmepumpentechnologien<\/p>\n<\/div>

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\"Monoblock<\/span>
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Quelle: Panasonic<\/p><\/div><\/div><\/div>

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W\u00e4rmepumpe und Altbau?<\/strong><\/h3>\n

Viele Verbraucher bef\u00fcrchten, dass eine Entscheidung f\u00fcr die W\u00e4rmepumpentechnologie mit einer Lawine an teuren Sanierungsma\u00dfnahmen<\/strong> gekoppelt ist. Doch das ist nicht immer der Fall. Hersteller und Planer entwickeln Anlagen und Konzepte, die einen effizienten Betrieb der W\u00e4rmepumpe auch in den allermeisten un- oder teilsanierten Bestandsgeb\u00e4uden<\/strong> gew\u00e4hrleisten.<\/p>\n

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W\u00e4rmeverlust vermeiden <\/strong><\/h3>\n

Grunds\u00e4tzlich ist ein W\u00e4rmepumpenbetrieb dann effizient, wenn die W\u00e4rmeverluste<\/strong> gering sind. Au\u00dferdem ist der Wirkungsgrad<\/strong> von W\u00e4rmepumpen abh\u00e4ngig von der Vorlauftemperatur<\/strong> im Heizkreislauf. Idealerweise dr\u00fcckt man sie auf 30 Grad Celsius. Das sind 20 bis 30 Grad weniger als bei konventionellen Gas- oder \u00d6lheizungen. Im Gegenzug m\u00fcssen in einem Geb\u00e4ude, das W\u00e4rmepumpen zum Beheizen nutzt, die Fl\u00e4chen, die W\u00e4rme abgeben, gr\u00f6\u00dfer sein als die konventionellen Heizk\u00f6rper<\/strong>. Wer eine Fu\u00dfbodenheizung<\/strong> oder eine Wandheizung<\/strong> einsetzt, ist also im Vorteil.<\/p>\n

Der Bundesverband f\u00fcr W\u00e4rmepumpen beschreibt einen Test, mit dem Du selbst feststellen kannst, ob Deine Immobilie die Voraussetzungen<\/strong> f\u00fcr eine W\u00e4rmepumpe erf\u00fcllt: Wenn Du an einem kalten Tag die Vorlauftemperatur<\/strong> Deines Heizkessels auf 50 Grad einstellst, danach alle Thermostate der Heizk\u00f6rper aufdrehst, es gem\u00fctlich warm wird und es im Verlauf mehrerer Tage auch bleibt, reichen Energiestandard<\/strong> und Heizfl\u00e4chen<\/strong> f\u00fcr den Betrieb einer Luftw\u00e4rmepumpe aus.<\/p>\n

Wird es im Haus nicht angenehm warm, solltest Du \u00fcberlegen, ob eine Luftw\u00e4rmepumpe die richtige Wahl ist. \u201eAllerdings zeigen die Ergebnisse aus unseren Felduntersuchungen, dass so hohe Vorlauftemperaturen auch bei nicht sanierten H\u00e4usern sehr selten vorkommen\u201c, sagt Marek Miara vom ISE. Oft seien auch kleine Sanierungsma\u00dfnahmen ausreichend. Der W\u00e4rmepumpenspezialist<\/strong> hat einen anderen Ansatzpunkt. \u201eIch w\u00fcrde mich immer zuerst fragen, was muss mit dem Haus gemacht werden, um eine W\u00e4rmepumpe zu installieren und nicht, ob ich eine W\u00e4rmepumpe installieren soll.\u201c<\/p>\n<\/div>

Rechnet sich eine W\u00e4rmepumpe?<\/strong><\/h3>\n

Eine W\u00e4rmepumpe erzeugt W\u00e4rme nicht durch Verbrennen<\/strong>, sondern verschiebt Umweltw\u00e4rme<\/strong> (aus Luft, Erdreich oder Wasser) ins Haus. Daf\u00fcr braucht sie Strom.<\/p>\n