Luft-Wasser-Wärmepumpe: Funktion, Einsparungen, Förderung ab 2021

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Aktuell ist die Installation einer Luft-Wasser-Wärmepumpe in einem Neubau schon allein dank der Förderungen lukrativ. Im Altbau rechnet sich die Wärmepumpe aber nur, wenn die Einsparungen durch Öl und Gas geringer als der Stromverbrauch sind.

Die Funktion der Luft-Wasser-Wärmepumpe

Der Einbau einer Wärmepumpe ist für viele Bauherren aktuell die einzig logische Alternative. In Altbauten sieht es indes anders aus, wenn hier nicht gerade eine umfassende Sanierung vorgenommen wird. Der Grund: Eine Wärmepumpe verbraucht vergleichsweise viel Strom und kann im Jahr bis zu 5.400 kWh verbrauchen.

Dem gegenüber müssen die Einsparungen gestellt werden, die bei einer Heizung mit Öl oder Gas möglich sind. Erst durch diese Gegenüberstellung wird klar, ob sich die nachträgliche Installation der Luft-Wasser-Wärmepumpe rechnet oder ob ein anderes Heizsystem nicht sowohl kostengünstiger als auch umweltfreundlicher ist.

Infografik: Funktionsweiseeiner Wärmepumpe

Infografik: Funktionsweiseeiner Wärmepumpe

Funktionsweise der Luft-Wasser-Wärmepumpe kurz erklärt

Die Funktion der Luft-Wasser-Wärmepumpe ist einfach erklärt, denn sie ähnelt der Funktionsweise des heimischen Kühlschranks. Der wiederum wurde schon in Schulzeiten ausführlich besprochen und hat so manchen Schüler im Physikunterricht beschäftigt.

Hier noch einmal in kurzer Form: Der Kühlschrank entzieht den Lebensmitteln, die in ihm aufbewahrt werden, die Wärme. So auch die Wärmepumpe, die die benötigte Wärme aus der Luft, aus der Erde oder aus dem Grundwasser zieht. Dafür wiederum wird Strom benötigt.

Die Wärme, die der Umgebung entzogen wurde, wird an ein Kältemittel abgegeben, was schnell verdampft und dafür niedrige Temperaturen benötigt. Nun kann im nächsten Schritt der Dampf verdichtet werden, wodurch sich seine Temperatur erhöht.

Das wird solange fortgeführt, bis die Temperatur des Dampfes auf ein Niveau angestiegen ist, das zum Heizen der Wohnung oder zur Aufbereitung des Warmwasser ausreichend ist. Nun kann die erzeugte Wärme an den Heizkreislauf abgegeben werden. In der Folge verflüssigt sich das Kältemittel wieder und der Kreislauf beginnt von Neuem.

Die zum Heizen erforderliche Vorlauftemperatur erreicht bei der Luft-Wasser-Wärmepumpe ca. 50 °C. Höher sollte sie nicht werden, denn dann wird die Wärmepumpe unwirtschaftlich. Jedes weitere Grad verbraucht rund 2,5 Prozent mehr Strom und erhöht damit die Betriebskosten enorm.

Der Einbau einer Wärmepumpe ist für viele Bauherren aktuell die einzig logische Alternative. (Foto: Shutterstock-JPC-PROD )

Der Einbau einer Wärmepumpe ist für viele Bauherren aktuell die einzig logische Alternative. (Foto: Shutterstock-JPC-PROD )

Kann eine Wärmepumpe bei niedrigen Temperaturen funktionieren?

Wer das Prinzip der effizienten Luft-Wasser-Wärmepumpen betrachtet, mag sich fragen, ob und wie dieses System im Winter arbeiten kann. Da Wärmepumpen Wärme aus der Umgebung ziehen, dürfte diese theoretisch bei Minusgraden nicht vorhanden sein.

Doch dies ist nicht richtig, denn das Kältemittel, das bei einer Wärmepumpe eingesetzt wird, hat einen sehr niedrigen Siedepunkt. Dieser liegt zwischen – 10 und -15 °C. Bei dieser Temperatur verdampft das Kältemittel bereits. Somit ist es möglich, dass eine Luft-Wasser-Wärmepumpe auch im Winter ohne Probleme arbeitet und die gewünschte Temperatur bereitstellt.

Inzwischen ist die Technik soweit fortgeschritten, dass sogar bei Temperaturen von weniger als – 20°C eine zuverlässige Funktion der Wärmepumpen gewährleistet wird. Die Heizleistung nimmt jedoch ab.

Damit im Inneren des Hauses die gewünschte Temperatur erreicht werden kann, sind einige Wärmepumpen zusätzlich mit einem Heizstab ausgestattet. Dieser sorgt bei niedrigen Außentemperaturen dafür, dass die benötigte Temperatur erreicht wird, denn er kann einfach zugeschaltet werden. Sobald sich abzeichnet, dass eine gewisse Mehrleistung nötig ist, schaltet sich der Heizstab ein und sowohl das Wasser als auch die Wohnung werden zuverlässig erwärmt.

Einziges Manko:
Der Strombedarf erhöht sich in dem Fall enorm, daher sollte die Zuschaltung des Heizstabs eine Ausnahme sein. Wichtig ist daher die passende Dimensionierung der Luft-Wasser-Wärmepumpe, damit ein solcher „Heiz-Notfall“ so selten wie möglich eintritt und damit sich der Stromverbrauch in den gewünschten Grenzen bewegt.

Damit im Inneren des Hauses die gewünschte Temperatur erreicht werden kann, sind einige Wärmepumpen zusätzlich mit einem Heizstab ausgestattet. (Foto: Shutterstock-caifas )

Damit im Inneren des Hauses die gewünschte Temperatur erreicht werden kann, sind einige Wärmepumpen zusätzlich mit einem Heizstab ausgestattet. (Foto: Shutterstock-caifas )

Kühlfunktion einer Luft-Wasser-Wärmepumpe

Die Funktionsweise der Luft-Wasser-Wärmepumpe lässt es tatsächlich zu, dass die Anlage nicht nur heizen, sondern auch kühlen kann. Dies ist vor allem vor dem Hintergrund der immer heißer werdenden Sommer und der Ausstattung nur weniger Häuser mit einer Klimaanlage praktisch.

Letztere lohnt sich nicht unbedingt, weil es nur wenige Tage im Jahr sind, die ein Gebäude so stark aufheizen, dass eine Kühlung zum Erreichen der Wohlfühltemperatur nötig wäre. Dadurch, dass die Wärmepumpe aber sowohl heizen als auch kühlen kann, wird die Investition in eine Klimaanlage, die teuer gewartet werden muss und nur an wenigen Tagen im Jahr überhaupt zum Einsatz käme, unnötig.

Um ein Gebäude zu kühlen, ändert sich der Prozesskreislauf der Wärmepumpe und kehrt sich praktisch um. Nun wird nicht mehr der Umgebungsluft außen Wärme entzogen, sondern der Luft in den Innenräumen. Wichtig dafür ist das Vier-Wege-Ventil, welches in der Wärmepumpe enthalten sein muss. Nur so kann sich die Fließrichtung des Kältemittels bei Bedarf umkehren und es wird sichergestellt, dass neben der Kälte für die Räume auch Warmwasser bereitgestellt wird.

Allerdings ist diese Technik nicht für jedes Haus geeignet. Sinnvoll ist die Installation der Luft-Wasser-Wärmepumpe zum Kühlen vor allem dort, wo eine Fußboden- oder Wandheizung vorhanden ist. Dort lässt sich die kühle Luft besser übertragen, die Kälteverluste sind geringer.

Die Jahresarbeitszahl: Wichtiger Faktor zur Beurteilung der Effizienz

Wärmepumpen haben eine unterschiedliche Jahresarbeitszahl, die als Maß für die Effizienz der Anlage dient. Berechnet wird sie mittels der erzeugten Wärme und der Energie, die für den Betrieb der Wärmepumpe nötig ist.

Einflussfaktoren sind vor allem die Temperatur der Luft oder des Wassers (und somit der Wärmequelle) und die Vorlauftemperatur, die für die jeweilige Heizung wichtig ist. Ist die Temperatur der Wärmequelle hoch und die Vorlauftemperatur niedrig, ist die Wärmepumpe besonders effizient.

Eine moderne Luft-Wasser-Wärmepumpe erreicht eine Jahresarbeitszahl von 3,5 oder besser, wobei dieser Richtwert für die Beantragung einer Förderung durch das BAFA wichtig ist. ( Foto: Shutterstock- klikkipetra)

Eine moderne Luft-Wasser-Wärmepumpe erreicht eine Jahresarbeitszahl von 3,5 oder besser, wobei dieser Richtwert für die Beantragung einer Förderung durch das BAFA wichtig ist. ( Foto: Shutterstock- klikkipetra)

Der Grund:
Der zu überwindende Temperaturunterschied ist nur gering. Dies ist vor dem Hintergrund der Empfehlung, wann sich die Wärmepumpe lohnt, besonders zu beachten.

Eine moderne Luft-Wasser-Wärmepumpe erreicht eine Jahresarbeitszahl von 3,5 oder besser, wobei dieser Richtwert für die Beantragung einer Förderung durch das BAFA wichtig ist. Wird eine Wärmepumpe in einem Altbau installiert, liegt die Jahresarbeitszahl hingegen selten bei mehr als 3, daher raten Experten dort auch von der Installation ab. Kosten und Nutzen stehen in keinem Verhältnis zueinander.

Mögliche Einsparungen: Wie günstig wird das Heizen mit der Luft-Wasser-Wärmepumpe?

Generell stellt sich die Frage, ob das Heizen mit der Luft-Wasser-Wärmepumpe wirklich günstiger ist und wenn ja, wie hoch die Einsparungen sein mögen. Dabei steht fest, dass die Wärmepumpe immer dort lukrativ ist, wo sie zum Beheizen eines Gebäudes eingesetzt wird, das seinerseits nur wenig Energie braucht.

Moderne Energiesparhäuser sind daher mit der Wärmepumpe gut ausgestattet, während Altbauten, die nur eine schlechte Dämmung aufweisen, besser auf andere Heizungsarten setzen sollten.

Der Strom, der für Wärmepumpen benötigt wird, ist in Bezug auf die Höhe der Kosten vergleichbar mit einer Gasheizung bzw. dem dafür nötigen Flüssiggas. Allerdings werden die Gaspreise in naher Zukunft deutlich steigen, was die Kosten für Wärmepumpen relativieren dürfte. Wer eine Luft-Wasser-Wärmepumpe installiert hat, ist somit unabhängig von den steigenden Energiepreisen, die für Gas und Öl sicher sind.

Wer die Anlage mit einer Photovoltaik-Anlage kombiniert, kann zudem einen Teil des nötigen Stroms selbst produzieren und senkt damit die Stromkosten erheblich. Wärmepumpen im Neubau gelten daher als günstige Alternative zu konventionellen Heizungen, zumal auch die Wartungskosten deutlich geringer sind als bei einer Öl- oder Gasheizung.

Die anfänglich höheren Installationskosten amortisieren sich somit schon nach kurzer Zeit, zumal für Wärmepumpen auch eine Förderung durch BAFA und KfW in Anspruch genommen werden kann.

Moderne Energiesparhäuser sind daher mit der Wärmepumpe gut ausgestattet, während Altbauten, die nur eine schlechte Dämmung aufweisen, besser auf andere Heizungsarten setzen sollten.( Foto: Shutterstock-_Alhim  )

Moderne Energiesparhäuser sind daher mit der Wärmepumpe gut ausgestattet, während Altbauten, die nur eine schlechte Dämmung aufweisen, besser auf andere Heizungsarten setzen sollten.( Foto: Shutterstock-_Alhim )

Förderung für Wärmepumpen ab dem 1. Januar 2021 (Video)

Sowohl BAFA als auch KfW bieten hohe Zuschüsse und Förderungen für die Installation von Wärmepumpen. Bis zum Juli 2021 ist geplant, die BEG-Einzelmaßnahmen in Kraft treten zu lassen, wobei es sich hier allein um die die Unterstützung bei einer Modernisierung handelt.

Danach sollen im Neubau keine Einzelmaßnahmen mehr gefördert werden. Vielmehr wird sich die Förderung dann auf die Gesamtheit des Effizienzhauses beziehen.

Die bisherigen Förderungen wurden zum 1. Januar 2021 wie folgt angepasst:

  • Einzelförderung für Wärmepumpen entfällt
  • Förderung für Wärmepumpen im Bereich der Modernisierung wird verbessert
  • Fördersatz bei 35 bis 45 Prozent beim Tausch alter Ölkessel gegen moderne Wärmepumpen
  • maximal förderfähige Kosten 60.000 Euro
  • Förderung von austauschpflichtigen Heizungen
  • Jahresarbeitszahl muss mindestens 3,5 betragen

Das BAFA fördert somit zum Beispiel 35 Prozent der Kosten, die bei einer Modernisierung der Heizung in einem Altbau entstehen, wobei es sich hierbei um eine Einzelmaßnahme handelt. Bei einem Austausch der alten Ölheizung beträgt die Förderung sogar 45 Prozent.

Für die Förderung der Wärmepumpen in Neubauten ist künftig die KfW zuständig. Mit dem KfW-Effizienzhaus 55 kann die Installation der Wärmepumpe gefördert werden, Kredite werden hier in Höhe von bis zu 150.000 Euro gewährt. Der Tilgungszuschuss beträgt zwischen 15 und 17,5 Prozent, das heißt, um diese Summe kann die Rückzahlungssumme verringert werden.

Aufgerechnet auf die Höhe der Installations- und Erschließungskosten trägt die KfW die Kosten für den Einbau der Wärmepumpe allein, wenn das neu zu errichtende Gebäude den Bestimmungen an ein Effizienzhaus genügt. Nähere Auskünfte zu den möglichen Förderungen erteilt die Hausbank.

Video: BEG – Die neuen Förderungen 2021 (KfW + BAFA)

FAQs rund um die Luft-Wasser-Wärmepumpe

Kann ich eine Luft-Wasser-Wärmepumpe auch im Altbau installieren?

Eine Luft-Wasser-Wärmepumpe lässt sich im Altbau leicht installieren und kann gut nachgerüstet werden. Dabei gilt, dass die Fläche so groß wie möglich sein sollte, denn nur dann arbeitet die Wärmepumpe so effizient wie gewünscht. Die Jahresarbeitszahl ist hier allerdings oft nur bei 3 oder weniger, daher ist der Stromverbrauch sehr hoch. Ein Brennwertkessel ist die bessere und umweltfreundlichere Alternative.

Bis zu welcher Vorlauftemperatur ist der Betrieb sinnvoll?

Der Wärmepumpen-Betrieb ist bis zu einer Vorlauftemperatur von bis zu 50 °C sinnvoll. Je höher die Vorlauftemperatur, desto höher der Energieverbrauch. Pro Grad Vorlauftemperatur steigt der Energieverbrauch um rund 2,5 Prozent. Der Vorteil von Wärmepumpen ist aber, dass sie mit einer niedrigen Vorlauftemperatur für angenehm temperierte Wohnräume sorgen können.

Wie viel Platz braucht eine Luft-Wasser-Wärmepumpe?

Die Luft-Wasser-Wärmepumpe braucht nur wenig Platz, ein Abstellraum mit einer Größe von rund 12 m² ist ausreichend. Dennoch stellen viele Hausbesitzer die Wärmepumpe draußen auf, da sie hier weniger platzgebunden sind.

Welche Wärmepumpe ist ideal für mein Haus?

Für Gebäude mit wenig Platz auf dem Grundstück bietet sich die Luftwärmepumpe an, auch Hybridheizungen sind eine gute Wahl. Bei einem großen Grundstück sind auch Erd- oder Grundwasserwärmepumpen ideal. Für einen Altbau sind Wärmepumpen nur bedingt geeignet, bei einer Sanierung hingegen raten Experten zu dieser Art von Heizung.

Wann lohnt sich eine Luft-Wasser-Wärmepumpe?

Die Luft-Wasser-Wärmepumpe lohnt sich nur dann, wenn die Einsparungen bei einer anderen Heizungsvariante z. B. mit Öl oder Gas geringer wären als der erhöhte Stromverbrauch. Die Wärmepumpen-Technik setzt den Stromverbrauch deutlich nach oben, daher ist dieser der entscheidende Faktor.

Was kostet eine Luft-Wasser-Wärmepumpe für ein Einfamilienhaus?

Für ein Einfamilienhaus kostet die Luftwärmepumpe in der Anschaffung zwischen 10.000 und 14.000 Euro. Die Erschließungs- und Installationskosten sind hierbei allerdings geringer als bei anderen Varianten und liegen nur zwischen 500 und 2000 Euro.

Wie funktioniert die Luft-Wasser-Wärmepumpe?

Die Luft-Wasser-Wärmepumpe arbeitet mit der Luft aus der Umgebung und setzt diese als Wärmequelle ein. Ein Ventilator saugt die Luft ein und leitet sie an den Wärmeübertrager weiter. Von hier aus gelangt sie an den Verdampfer. Dieser überträgt die Wärme an das Heizsystem, wo sie kondensiert.

Wie viel Strom verbraucht eine Luft-Wasser-Wärmepumpe?

Je nach Größe und Dämmung des Hauses liegen die Kosten für den verbrauchten Betriebsstrom zwischen 230 und 1.400 Euro im Jahr. Der Stromverbrauch einer Wärmepumpe mit beispielsweise neun Kilowatt Heizleistung liegt bei rund 5.400 kWh im Jahr, ausgegangen wird hier von einer Jahresarbeitszahl von 3.

Über den Autor

Marius Beilhammer

Marius Beilhammer, Jahrgang 1969, studierte Journalismus in Bamberg. Er schreibt bereits viele Jahre für technische Fachmagazine, außerdem als freier Autor zu verschiedensten Markt- und Businessthemen. Als fränkische Frohnatur findet er bei seiner Arbeit stets die Balance zwischen Leichtigkeit und umfassendem Know-how durch seine ausgeprägte Affinität zur Technik.

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