Welche Wärmepumpen-Arten gibt es?

Meist ist in Gesprächen oder der Berichterstattung von „der Wärmepumpe“ die Rede. Dabei könnte leicht der Eindruck entstehen, dass es nur eine Art gibt und sie immer gleich funktioniert. Tatsächlich gibt es aber verschiedene Wärmepumpen-Arten, die je nach Einsatzort unterschiedliche Vorteile bringen.

Das Wichtigste in Kürze

• Es gibt im Grunde vier Wärmepumpen-Arten. Sie unterscheiden sich vor allem durch den genutzten Energieträger, den sie für die Wärmeerzeugung benötigen. Es gibt Sole/Wasser-, Wasser/Wasser-, Luft/Wasser- und Luft/Luft-Wärmepumpen.

• Man unterscheidet außerdem, auf welchem Weg die Wärme dem Heizsystem zugeführt wird. In der Regel entweder Wasser (über Rohre) oder direkt über die Luft, ähnlich einer Klimaanlage.

• Wärmepumpen arbeiten besonders effizient und können ein Vielfaches an Wärme produzieren gemessen am Strom, den sie für ihren Betrieb benötigen.

• Lassen Sie sich vor dem Einbau eingehend beraten, welche Wärmepumpe in Ihren Immobilien am sinnvollsten einsetzbar ist.

Wärmepumpe = Wärmepumpe?

Die Funktionsweise ist grundsätzlich bei allen Wärmepumpen-Arten ähnlich, unterscheidet sich aber leicht, je nach Energiequelle. Denn eine Wärmepumpe kann aus unterschiedlichen Quellen betrieben werden, wie Luft, Grundwasser oder aus dem Erdreich. Was alle eint: In der Regel braucht eine Wärmepumpe neben der Energiequelle auch Strom für ihre Arbeit. Sie möchten mehr darüber erfahren, was eine Wärmepumpe ist und wie sie funktioniert? Dann empfehlen wir einen Blick in unseren Artikel Wärmepumpen: Was das ist und wie sie funktionieren.

Um eine Wärmepumpe zu beschreiben, gibt es immer zwei Angaben. Der erste Begriff sagt etwas darüber aus, woher das Gerät Energie bezieht, die zweite Angabe bezeichnet die Art, wie die Wärme weitergeleitet wird. Bei einer „Luft/Wasser“-Wärmepumpe bedeutet das beispielsweise konkret: Das Gerät nutzt Luft als Energiequelle und führt Wärme über erwärmtes Wasser in den Heizkreislauf bis zum Heizkörper. Dieses Vorgehen kennen Sie auch von anderen Systemen, zum Beispiel von Gasheizungen. 

Wasser/Wasser-Wärmepumpen 

Eine „Wasser/Wasser“-Wärmepumpe bezieht ihre Energie aus dem Grundwasser. Klingt erstmal seltsam, schließlich ist das Grundwasser doch sehr kalt, oder? Das ist für unser menschliches Wärmeempfinden korrekt. Das Kältemittel im Wärmepumpen-Kreislauf verdampft allerdings schon bei sehr niedrigen Temperaturen. Dadurch reicht das vermeintlich kühle Grundwasser bereits aus, um das Kältemittel gasförmig zu machen und damit in den Kreislauf einzubinden.  

Allerdings ist eine „Wasser/Wasser“-Wärmepumpe nicht überall sinnvoll. Für einen effizienten Betrieb des Geräts sollte das Grundwasser in maximal 20 Metern Tiefe erreichbar sein. Für größere Abstände verbraucht die Wärmepumpe sehr viel Energie, was wiederum nicht effizient und nicht wirtschaftlich ist. 

Es muss außerdem an der Stelle, an der die Wärmepumpe arbeiten soll, genug Grundwasser vorhanden sein. In Regionen oder Gegenden, in denen es nur ein geringes Vorkommen gibt, lohnen sich andere Wärmepumpen-Arten deutlich mehr. 

Obwohl das Grundwasser nicht Teil des Wärmepumpen-Kreislaufs ist, spielt die Wasserqualität eine große Rolle. Wenn zu hohe Eisen- und Mangananteile vorhanden sind, können sich die Materialien im Saugbrunnen ablagern, der das Grundwasser überhaupt erst in die Nähe der Wärmepumpen-Rohre bringt. Diese Ablagerungen beeinträchtigen die Heizleistung, Effizienz und auch die Lebenszeit des Brunnens und anderer Bauteile. 

Sole/Wasser-Wärmepumpen 

Übersetzen lässt sich ihr Name auch mit „Erdwärmepumpen“, fachlich richtig heißen sie jedoch „Sole/Wasser“-Wärmepumpen. Der Name kommt von der Flüssigkeit, der Sole, die durch die Leitungen ins Erdreich fließt, um die Wärme daraus aufzunehmen und in den Kreislauf der Wärmepumpe zu befördern.  

Erdwärmepumpe ist jedoch nicht gleich Erdwärmepumpe. Während die Umwandlung der Wärmeenergie wie bei den anderen vorgestellten Wärmepumpen-Arten funktioniert, lässt sich das Sole/Wasser-Gerät nochmal in zwei Typen unterteilen, die sich je nach Art der Wärmegewinnung unterscheiden: 

• Erdkollektoren: Sie werden verhältnismäßig nah unter der Erdoberfläche verlegt – meist in ein bis zwei Metern Tiefe. Das Rohrsystem, in dem die Sole zirkuliert, verläuft in der Regel waagerecht. Die Größe der Erdkollektoren kann sich je nach Wärmebedarf eines Gebäudes unterscheiden. Grundsätzlich gilt: Je größer, desto mehr Sole kann zirkulieren und desto mehr Umweltwärme wird gleichzeitig aufgenommen. Wichtig: Erdkollektoren funktionieren nur unter Boden, der nicht asphaltiert oder anderweitig verbaut ist, weil die Wärme durch Regen und Sonneneinstrahlung entsteht und sonst nicht ins Erdreich gelangen könnte.
• Erdsonden: Sie werden deutlich tiefer verlegt als Erdkollektoren, in der Regel schräg oder senkrecht. Auch hier ist das zentrale Element die Sole, die die Wärme aufnimmt – in einer Tiefe von 40 bis 100 Metern. Die Tiefe der Bohrung richtet sich unter anderem nach dem Wärmebedarf der Immobilie. Ihr Vorteil gegenüber Erdkollektoren: Erdsonden benötigen weniger Platz und können im Sommer zum Kühlen verwendet werden. Achtung: Da bei Erdsonden Tiefbohrungen notwendig sind, müssen Sie sich vorab eine Genehmigung einholen. 

Da die Temperatur im Erdreich relativ konstant bleibt, können „Sole/Wasser“-Wärmepumpen besonders effizient arbeiten. 

Luft/Wasser-Wärmepumpen 

Wie der Name bereits verrät, beziehen „Luft/Wasser“-Wärmepumpen ihre Energie aus der Umgebungsluft. Anders als bei „Wasser/Wasser“- und „Sole/Wasser“-Wärmepumpen zirkuliert hier kein Wasser, das die Wärme aufnimmt. Stattdessen saugt ein integrierter Ventilator die Umgebungsluft an und befördert sie so in den Wärmepumpen-Kreislauf.  

„Luft/Wasser“-Wärmepumpen sind besonders beliebt, wenn sie ein altes Heizsystem ersetzen oder im Rahmen einer Sanierung nachgerüstet werden sollen. Der Grund: Der Installationsaufwand ist im Vergleich zu anderen Wärmepumpen-Arten niedrig. Es müssen keine Kollektoren oder Sondern angebracht und nicht tief gebohrt werden. Dadurch lassen sich „Luft/Wasser“-Wärmepumpen verhältnismäßig einfach aufstellen und sind in der Regel günstiger als andere Wärmepumpen-Arten. 

Sie sollten jedoch berücksichtigen, dass eine „Luft/Wasser“-Wärmepumpe meist außerhalb eines Gebäudes aufgestellt wird. Sie benötigen also Platz außerhalb Ihrer Immobilie. 

Außerdem praktisch: „Luft/Wasser“-Wärmepumpen lassen sich in der Regel auch umgekehrt verwenden. Das heißt, sie können mit ihr nicht nur Heizen, sondern Räume im Sommer auch auf angenehme Temperaturen herunterkühlen. 

Luft/Luft-Wärmepumpe 

Die „Luft/Luft“-Wärmepumpe ist die einzige Wärmepumpen-Art, mit der die umgewandelte Wärme nicht klassisch über Rohrleitungen und Wasser in Wohnungen und Häuser gelangt, sondern über die Luft. Das bedeutet: Sie überträgt die erzeugte Wärmeenergie nicht auf Wasser, das wiederum durch einen Heizkörper fließt, sondern bläst die Luft direkt in die Räumlichkeiten. Vergleichbar mit klassischen Klimaanlagen, nur mit Wärme.

Durch ihre Eigenschaften ist eine „Luft/Luft“-Wärmepumpe nur in Gebäuden sinnvoll, die über ein Lüftungssystem verfügen und einen geringen Wärmebedarf haben. Als Wärmequelle kommt außerdem nicht etwa die Umgebungsluft von außen zum Einsatz, wie bei einer „Luft/Wasser“-Wärmepumpe, sondern meistens die Abluft der Lüftungsanlage. 

Alle Wärmepumpen-Arten auf einen Blick 

Welche Wärmepumpe sich für welchen Zweck eignet, hängt von vielen Faktoren ab. Beispielsweise vom geplanten Budget und den Gegebenheiten vor Ort. Diese Tabelle hilft Ihnen, sich einen Überblick zu verschaffen, welche Wärmepumpen-Art für Ihre Immobilie in Frage kommen könnte:

Welche Wärmepumpen-Art für welches Gebäude? 

Für die Entscheidung, welche Wärmepumpen-Art es sein soll, helfen Ihnen auch diese Fragen weiter: 

• Wie groß ist das Grundstück, auf dem die Immobilie steht? Kleine Flächen bieten oft nicht genug Platz für Erdkollektoren oder Tiefbohrungen, deshalb sind für kleine Grundstücke eher Luft-Wärmepumpen von Vorteil. 
• Welche Energiequelle steht zur Verfügung? Für Sole- und Wasser-Wärmepumpen müssen ebenfalls die Voraussetzungen stimmen. So sind beispielsweise die Bodenbeschaffenheit sowie die Tiefe und Qualität des Grundwassers wichtig. 
• Handelt es sich um einen Bestands- oder Neubau? Bei einem Neubau lässt sich die Wärmepumpe von Beginn an mitdenken und ihr Einsatz genau planen, das geht bei einem bestehenden Gebäude leider nicht. Hier sollten vorher die Gegebenheiten geprüft werden. In unsanierten Altbauten kann der Einbau einer Wärmepumpe besonders herausfordernd werden. Dort kommen in der Regel vor allem „Luft/Wasser“-Wärmepumpen zum Einsatz, weil sie im Vergleich zu anderen Arten weniger Platz benötigen und leichter zu installieren sind.  

Lassen Sie sich im besten Fall vorher ausführlich beraten. Fachfirmen können Ihnen nicht nur sagen, welche Wärmepumpen-Art sich in Ihrer Situation besonders eignet, sondern sind außerdem meist in der Lage, die Gegebenheiten, wie die Bodenbeschaffenheit, zu überprüfen. 

Wärmepumpen und ihre Effizienz 

Das praktische an Wärmepumpen ist, dass sie besonders effizient arbeiten. Sie benötigen im Vergleich zu fossilen Heizsystemen nur einen sehr geringen Teil zugeführte Energie, um daraus ausreichend Wärmeenergie zu generieren. Darüber hinaus benötigen sie nur eine niedrige Vorlauftemperatur (meist zwischen 30°C und 35°C) und eignen sich deshalb besonders gut für Fußbodenheizungen. Je niedriger die Vorlauftemperatur, desto weniger Strom wird für den Betrieb der Wärmepumpe benötigt, weil der Unterschied zur Wärmequelle geringer ausfällt. Für höhere Vorlauftemperaturen wird entsprechend mehr Strom benötigt. 

In diesem Zusammenhang spielt die sogenannte Jahresarbeitszahl (kurz: JAZ) eine wichtige Rolle. Sie gibt an, wie viel Wärmeenergie die Wärmepumpe pro Kilowattstunde Strom erzeugt hat.

Beispiel: Beträgt die JAZ beispielsweise 3, bedeutet das: Mit 1 kWh Strom hat die Wärmepumpe 3 kWh Wärme bereitgestellt.

Als effizient gilt die Wärmepumpe in der Regel, wenn sie einen Wert von mindestens 3 erreicht. Damit produziert sie also das Dreifache an Energie, das ihr zugeführt wurde.

Sie können die Effizienz Ihrer Wärmepumpe zusätzlich steigern, wenn Sie ihr die Möglichkeit geben, konstante Temperaturen zu halten. Dabei wird eine bestimmte Temperatur im Heizsystem aufrechterhalten, um externe Faktoren auszugleichen, wie zum Beispiel die Außentemperatur.