Luftwärmepumpe: sinnvoll oder ineffizient als Wärmequelle?

Luftwärmepumpen haben mitunter einen schlechten Ruf, was ihre Leistungsfähigkeit angeht. Viele Vorurteile, die über sie verbreitet werden, entpuppen sich bei näherem Hinsehen jedoch als falsch. Eine Luftwärmepumpe kann eine gute Wahl für Ihr Haus oder Ihre Wohnung sein, selbst in Altbauten. Wichtig sind jedoch eine fachmännische Planung und Installation. Erfahren Sie in diesem Ratgeber alles über die Funktionsweise von Luftwärmepumpen, über die verschiedenen Varianten und auf was es bei der Auswahl ankommt.

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Das erwartet Sie in diesem Beitrag

Die wichtigsten Vorurteile und Fakten im Kurzüberblick

 Bevor wir etwas tiefer in die Materie einsteigen, hier erst einmal ein kurzer Überblick über die wichtigsten Fakten und Vorurteile über Luftwärmepumpen:

Wichtige Fakten:

  • Luftwärmepumpen sind die günstigste Wärmepumpenart
  • Es lassen sich Luft/Wasser und Luft/Luft-Wärmepumpen unterscheiden#
  • Sie bieten alle technischen Möglichkeiten bei niedrigen Außentemperaturen

Falsche Annahmen:

  • Luftwärmepumpen können nicht genügend Heizleistung im Winter bereitstellen
  • Luftwärmepumpen sind Stromfresser
  • Luftwärmepumpen sind sehr laut

Das ist wichtig zu wissen:

  • Luftwärmepumpen lassen sich unabhängig von Grundstücks- und wasserrechtlichen Bedingungen betreiben
  • Luftwärmepumpen sind eine gute Ergänzung zu anderen erneuerbaren Energien wie Photovoltaik
  • Wichtig ist eine Planung und Installation vom Fachmann

Was ist eine Luftwärmepumpe?

Luftwärmepumpen nutzen die Wärmeenergie der Außenluft, um Wärme im Innenbereich zu erzeugen. Sie arbeiten ähnlich wie ein Kühlschrank, nur in umgekehrter Richtung. Sie sind die günstigste Wärmepumpenart in der Anschaffung und können unabhängig von Grundstücks- und wasserrechtlichen Bedingungen überall eingesetzt werden. Es gibt zwei Arten von Luftwärmepumpen: Luft/Wasser-Wärmepumpen und Luft/Luft-Wärmepumpen.

  • Luft/Wasser-Wärmepumpen nutzen die Wärme der Außenluft, um Wasser zu erwärmen, das dann in ein Heizsystem im Gebäude geleitet wird.
  • Luft/Luft-Wärmepumpen nutzen ebenfalls die Wärme der Außenluft, geben diese allerdings  direkt an den Innenraum ab.
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Wie funktioniert eine Luftwärmepumpe?

Wichtiger Bestandteil einer jeden Wärmepumpe, das bedeutet auch jeder Luftwärmepumpe, ist der Wärmetauscher. Er ist für den Austausch von Wärmeenergie zwischen dem Kältemittel im Inneren der Wärmepumpe und dem zu erwärmenden Medium, wie z.B. Wasser oder Luft, verantwortlich.

Im Falle einer Luftwärmepumpe wird die Wärmeenergie aus der Außenluft durch den Verdampfer aufgenommen und an das Kältemittel übertragen. Das Kältemittel verdampft und erhöht so seine Energie. Dann wird das Kältemittel durch einen Kompressor verdichtet und erhöht seine Temperatur und Druck weiter.

Danach wird das Kältemittel durch den Wärmetauscher geleitet, wo es seine Wärmeenergie an das zu erwärmende Medium, z.B. Wasser oder Luft, abgibt. Das Kältemittel kondensiert und verliert dadurch seine Wärmeenergie und geht zurück zum Verdampfer.

Im Innern des Wärmetauschers gibt es eine Reihe von Röhren und Kanälen, die von einer Flüssigkeit durchflossen wird, die für die Wärmeübertragung verantwortlich ist. Das kann Wasser, Glykol ein spezielles Kältemittel sein. Prinzipiell ist der Wärmetauscher so konstruiert, dass ein möglichst großer Wärmeübergang zwischen Kältemittel und dem zu erwärmenden Medium stattfinden kann.

Können Luftwärmepumpen im Winter genügend Heizleistung bereitstellen?

Viele Menschen sind skeptisch, ob eine Luftwärmepumpe bei extrem kaltem Wetter überhaupt genügend Wärme bereitstellen kann. Das ist in den meisten Fällen unbegründet, moderne Luftwärmepumpen sind in der Lage, Energie aus Luft bis zu -20 Grad Celsius zu nutzen und daraus Vorlauftemperaturen von mehr als 50 Grad Celsius zu erzeugen. Das haben auch Feldversuche des Fraunhofer ISE gezeigt. Nur in ganz seltenen Fällen ist es notwendig, den elektrischen Heizstab zur Wärmeversorgung zu nutzen.

Klar ist hier natürlich, dass es dazu die entsprechend dimensionierten Heizkörper braucht. Je größer die Heizflächen, desto geringer kann die Vorlauftemperatur ausfallen. Fußbodenheizungen sind hier klar im Vorteil. Es funktioniert aber auch meist mit großen Heizkörpern. Wichtig ist jedoch, im Voraus alles genau durchzuplanen und durchzurechnen in Sachen Heizwärmebedarf und Heizleistung. Umso wichtiger ist es in diesem Moment, einen erfahrenen Fachmann an seiner Seite zu haben.

Haben Luftwärmepumpen einen hohen Stromverbrauch?

Ein Vorurteil von Luftwärmepumpen ist der hohe Stromverbrauch, und dass sie dadurch äußerst unrentabel sind. Das ist zumindest bei modernen Wärmepumpen in der Regel nicht der Fall. Es gibt jedoch beim Einsatz einer Luftwärmepumpe im Neubau und insbesondere im Altbau wichtige Details der Auslegung zu beachten, da die Leistung der Luftwärmepumpe aufgrund von schwankenden Außentemperaturen und unterschiedlichem Heizwärmebedarf stark variieren kann.

Wie bereits an anderer Stelle geschrieben, hat das Fraunhofer ISE in Feldversuchen getestet, wie hoch der Stromverbrauch ist. Es hat sich gezeigt, dass es nur in seltenen Fällen notwendig war, einen zusätzlichen Elektroheizstab in Betrieb zu nehmen. Oft sind es nur wenige Tage im Jahr, an denen es wirklich notwendig ist. Rechnen Sie mit Zusatzkosten von rund 100 Euro, wenn Sie den Heizstab an 20 sehr kalten Tagen nutzen (bei einer Luftwärmepumpe mit sechs Kilowatt Heizleistung).

Selbst in Altbauten liegt der COP einer Luftwärmepumpe in der Regel zwischen drei und vier. COP steht für Coeffizient of Performance und gibt an, wie viel Wärmeenergie die Wärmepumpe für jede Einheit elektrischer Energie erzeugt, die sie verbraucht. Das bedeutet, bei einem COP von vier erzeugt die Luftwärmepumpe aus jeder Einheit Strom vier Einheiten Wärme, was ein sehr guter Wert ist. Bei sehr kalten Außentemperaturen sinkt dieser Wert meist auch nicht unter drei.

Effizienz einer Luftwärmepumpe

Fast noch wichtiger als die COP-Zahl, die unter bestimmten Normbedingungen im Labor gemessen wird, ist die Jahresarbeitszahl (JAZ). Konkret wird damit das Verhältnis von zugeführter Energie (Strom) zu erzeugter Energie (abgegebene Wärme gemessen). Und das unter realen Bedingungen und über die Dauer eines gesamten Jahres. Hier fließen zusätzlich noch die Effizienz des gesamten Heizsystems sowie das individuelle Nutzungsverhalten in die Berechnung mit ein.

Wollen Sie die JAZ berechnen, benötigen Sie einen Stromzähler und einen Wärmemengenzähler. Letzterer erfasst die Wärmemenge, die an das Heizungs- und Brauchwasser abgegeben wird. Der Stromzähler misst den hingegen den von der Wärmepumpe verbrauchten Strom. Alleine mit dem Hausstromzähler können Sie die JAZ nicht berechnen. Haben Sie die beiden Werte, können Sie die JAZ mit Hilfe der VDI-Richtlinie 4650 Blatt 1 ermitteln:

JAZ = kWh/a (Heizwärme) : kWh/a (Strom)

Aus diesem Wert lässt sich dann ganz einfach berechnen, wie hoch die Stromkosten bei einer Luftwärmepumpe vorraussichtlich pro Jahr ausfallen werden:

JAZ x Heizstunden x Wärmepumpentarif = Stromkosten der Wärmepumpe pro Jahr

Nachfolgend einige Richtwerte für die JAZ, Sie sehen, dass dieser für eine Luftwärmepumpe niedriger als bei einer Erdwärme- oder Wasser-Wärmepumpe ausfählt. Dafür sind die Anschaffungskosten niedriger:

Wärmepumpen-TypJAZ für HeizungJAZ für Warmwasser
Luftwärmepumpe2,82,4
Erdwärmepumpe4,03,8
Wasser-Wärmepumpe4,84,5

Nimmt man eine Heizleistung von 20.000 kWh pro Jahr an, ergeben sich folgende Stromverbräuche je Wärmepumpe:

Wärmepumpen-TypWärmeenergie für HeizungJAZ für HeizungStromverbrauch Wärmepumpe
für Heizung
Wärmeenergie
für Warmwasser
JAZ für Warm-
wasser
Stromverbrauch Wärmepumpe für WarmwasserStromverbrauch Wärmepumpe gesamt (Heizung+Warmwasser)
Luftwärmepumpe12.000 kWh2,84.286 kWh
(= 6.000 kWh/ 2,8)
8.000 kWh2,43.333 kWh
(= 4.000 kWh/ 2,4)
7.619 kWh
(= 4.286 kWh + 3.333 kWh)
Erdwärmepumpe12.000 kWh4,03.000 kWh
(= 6.000 kWh/ 4,0)
8.000 kWh3,82.104 kWh
(= 4.000 kWh/ 3,8)
5.104 kWh
(= 3.000 kWh + 2.104 kWh)
Wasser-Wärmepumpe12.000 kWh4,82.500 kWh
(= 6.000 kWh/ 4,8)
8.000 kWh4,51776 kWh
(= 4.000 kWh/ 4,5)
4.276 kWh
(= 2.500 kWh + 1776 kWh)

Sind Luftwärmepumpen laut?

Mitunter werden Luftwärmepumpen als zu laut beschrieben. Das ist  aber in der Regel nicht so. Moderne Luftwärmepumpen sind in der Regel eher leise und stören nicht, wenn sie im Wohnbereich betrieben werden. Wichtig ist aber auch, dass diese fachgerecht montiert werden. Geschieht das nicht, kann es schon einmal lauter werden. Durch Montage in einem Schaltschrank oder in einem Schallschutzkasten kann die Geräuschentwicklung zusätzlich minimiert werden.

Wenn Sie die Luftwärmepumpe im Innenbereich aufstellen, haben Sie einige Vorteile. So unterliegen sie zum Beispiel keinen Witterungseinflüssen und sie fallen optisch nicht weiter auf. Es sind allerdings zwei separate Schläuche oder Luftkanäle für Zu- und Abluft zu montieren. Diese können den Schall übertragen oder verstärken, wenn sie nicht fachmännisch montiert werden.

Sie können die Luftwärmepumpe auch im Außenbereich montieren, dann haben Sie diese Probleme nicht. Allerdings sollten Sie die Wärmepumpe nicht unbedingt unter dem Schlafzimmerfenster aufstellen. Gehen Sie zudem nicht zu nah ans Nachbargrundstück, um Ärger mit dem Nachbarn zu vermeiden. Gut aufgehoben sind die Luftwärmepumpen etwa fünf Meter vom Haus entfernt und mit einem Lamellenzaun eingefasst, dann sind sie kaum mehr zu hören.

Sind Luftwärmepumpen nicht umweltfreundlich?

Klar, Wärmepumpen werden mit Strom betrieben. Wenn Sie diesen aus dem Netz beziehen, ist dieser nicht zu 100 Prozent Öko. Im Jahr 2022 bestand aber immerhin bereits die Hälfte des Netzstroms aus erneuerbaren Energien – und das wird sich in den kommenden Jahren stetig verbessern. Im Vergleich zur Gasheizung leisten Luftwärmepumpen bereits ab einer Jahresarbeitszahl von zwei einen deutlich höheren Beitrag zum Klimaschutz.

Effizienz der WärmepumpeCO2-Minderung 2019CO2-Minderung 2030
2,5– 33%– 76%
3,0– 44%– 80%
3,5– 52%– 83%
4,0– 58%– 85%
4,5– 63%– 87%
CO2-Emissionsminderungen einer Wärmepumpe gegenüber einer Gasheizung mit Solar (Quelle: Fraunhofer ISE)

Achten Sie jedoch beim Heizen mit einer Luftwärmepumpe immer auch die Effizienz, insbesondere wenn sie im Altbau verwendet werden soll. Eventuell ist es hier notwendig, die Heizkörper auszutauschen, da alte Heizkörper meist für höhere Vorlauftemperaturen ausgelegt sind und eine entsprechend kleine Heizfläche haben. Eventuell sind auch Sonderlösungen wie eine Kaskadenschaltung oder eine hybride Betriebsart sinnvoll.

Sie werden sich zudem wahrscheinlich erst einmal vor der Stromrechnung erschrecken, wenn Sie von einer Gasheizung zur Luftwärmepumpe wechseln. Das ist klar, aber dafür bekommen Sie keine Rechnung mehr vom Gasversorger. Kombinieren Sie zudem die Wärmepumpe mit einer Photovoltaik-Anlage, können Sie auch die Stromrechnung reduzieren und der Betrieb wird noch umweltfreundlicher. Wobei die Solarerträge im Winter, wenn die Wärmepumpe besonders viel Wärme erzeugen muss, natürlich geringer als im Sommer sind.

Was kosten Luftwärmepumpen?

Konkrete Preise möchten wir an dieser Stelle nicht nennen, weil die sich ständig ändern können. Außerdem hängen sie von der Größe, Leistung, Art und Hersteller ab. Prinzipiell sind Luftwärmepumpen jedoch günstiger als Erdwärmepumpen bezüglich Anschaffungskosten und Installation. Zum Anzapfen der Erdwärme sind schließlich umfangreiche Bohrungen in Ihrem Garten notwendig.

Gehen Sie davon aus, dass Ihre Luftwärmepumpe zwischen 5.000 und 15.000 Euro kosten wird. Dazu kommen dann noch die Stromkosten für den Betrieb, die fortlaufend anfallen. Weiterhin müssen Sie Kosten für Wartung und eventuelle Reparaturen mit einplanen. Das ist bei anderen Heizungen aber auch nicht anders, zumal dort noch der jährliche Besuch des Schornsteinfegers dazukommt. Den benötigen Sie bei der Wärmeerzeugung mit der Wärmepumpe nicht mehr, da nichts verbrannt wird und kein Schornstein notwendig ist.

Die Kosten für die Luftwärmepumpe lassen sich durch verschiedene Förderprogramme und Zuschüsse reduzieren. Ihr Wärmepumpenfachmann wird Ihnen sicherlich dabei helfen und Ihnen sagen können, was gerade aktuell an Fördermaßnahmen möglich ist. In der Regel sind Anträge bereits vorher einzureichen, auch da kann Ihnen der Fachmann weiterhelfen. Insgesamt betrachtet sind Luftwärmepumpen in der Anschaffung in der Regel teurer als zum Beispiel Gasheizungen, langfristig bieten sie jedoch eine höhere Energieeffizienz und haben geringere Betriebskosten.

Auf der Seite von Bosch erhalten Sie detaillierte Informationen über die Fördermöglichkeiten bei Wärmepumpen.

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