Wie funktioniert eine Wärmepumpe - Vom Profi erklärt

Wärmepumpen zählen zu den effizientesten Heizsystemen, wenn es darum geht, niedrige Heizkosten mit einer nachhaltigen Wärmeversorgung zu verbinden.

Sie nutzen die in Luft, Erde oder Grundwasser gespeicherte Umweltenergie, die kostenlos und nahezu unbegrenzt zur Verfügung steht. Lediglich ein geringer Anteil elektrischer Energie wird benötigt, um diese Wärme für das Heizsystem nutzbar zu machen.

Da Wärmepumpen ohne fossile Brennstoffe (Öl und Gas) auskommen, leisten sie außerdem einen Beitrag zur Reduzierung der CO₂-Emissionen und zu einer klimafreundlichen Energieversorgung.

Aber wie funktionieren Wärmepumpen, welche Vor- & Nachteile haben sie und können sie gefördert werden? Diese und weitere wichtige Fragen werden Ihnen unsere Wärmepumpen-Experten in diesem Beitrag beantworten.

Die Funktion einer Wärmepumpe erklärt - Teil 1

Die Funktionsweise einer Wärmepumpe basiert auf einem einfachen physikalischen Prinzip:

Sie entzieht der Umwelt Wärme und hebt diese mithilfe elektrischer Energie auf ein höheres Temperaturniveau an, damit sie zum Heizen und für die Warmwasserbereitung genutzt werden kann.

Als Wärmequelle einer Wärmepumpe dienen je nach System die Außenluft, das Erdreich oder das Grundwasser. Selbst bei niedrigen Außentemperaturen verfügen diese Energiequellen noch über ausreichend Wärme, die von der Wärmepumpe genutzt werden kann. Im Inneren des Systems zirkuliert ein spezielles Kältemittel in einem geschlossenen Kreislauf.

Dieses Kältemittel nimmt im Verdampfer die Umweltwärme auf und verdampft dabei bereits bei sehr niedrigen Temperaturen. Anschließend wird das so erzeugte gasförmige Kältemittel von einem Verdichter komprimiert, wodurch Druck und Temperatur deutlich ansteigen.

Die entstandene Wärme wird im Verflüssiger an das Heizungswasser übertragen, das anschließend Heizkörper, Fußbodenheizung oder den Warmwasserspeicher versorgt.

Grundlegende Funktionsweise einer Wärmepumpe
[1] Wärmepumpe [2] Speicher-Wassererwärme [3] Heizwasser-Pufferspeicher

Die Funktion einer Wärmepumpe erklärt - Teil 2

Danach wird das Kältemittel durch ein Expansionsventil geleitet, in dem Druck und Temperatur wieder sinken. Anschließend beginnt der Kreislauf erneut.

Im Gegensatz zu herkömmlichen Heizsystemen erzeugt eine Wärmepumpe den Großteil der benötigten Wärme nicht selbst, sondern transportiert vorhandene “Umweltenergie” (Luft, Wasser, Erde).

Dadurch arbeitet sie besonders effizient: Aus einer Kilowattstunde Strom können, je nach Betriebsbedingungen der Wärmepumpe, drei bis fünf Kilowattstunden Heizwärme entstehen.

Das macht Wärmepumpen zu einer der effizientesten und  wirtschaftlichsten Lösung für die moderne Heizung und Kühling von Gebäuden!

Welche Arten von Wärmepumpen gibt es?

Je nach Wärmequelle unterscheidet man zwischen verschiedenen Wärmepumpenarten. Jede Variante bietet eigene Vorteile und eignet sich für unterschiedliche Gebäude und Grundstücke.

  • Luft-Wasser-Wärmepumpe: Sie nutzt die Außenluft als Wärmequelle und ist die am häufigsten installierte Wärmepumpe. Die Installation ist vergleichsweise einfach, da keine Erdarbeiten sind. Sie eignet sich sowohl für Neubauten als auch für viele Altgebäude und überzeugt durch ihr Preis-Leistungs-Verhältnis.
  • Sole-Wasser-Wärmepumpe: Diese Erdwärmepumpe gewinnt Energie aus dem Boden. Über Erdsonden oder Flächenkollektoren wird die gespeicherte Erdwärme genutzt. Da die Temperaturen im Boden das ganze Jahr über relativ konstant sind, arbeitet sie besonders effizient. Allerdings sind teure Erdarbeiten und teilweise behördliche Genehmigungen notwendig.
  • Wasser-Wasser-Wärmepumpe: Hier dient das Grundwasser als Wärmequelle. Aufgrund der konstanten Wassertemperaturen erreicht diese Bauart sehr hohe Wirkungsgrade. Für den Betrieb sind jedoch “Förder- und Schluckbrunnen” sowie eine wasserrechtliche Genehmigung erforderlich.
  • Brauchwasser-Wärmepumpe: Diese spezielle Wärmepumpe ist ausschließlich für die Warmwasserbereitung ausgelegt. Sie nutzt die Wärme der Raumluft oder Abluft und kann den Energieverbrauch für die Trinkwassererwärmung deutlich reduzieren. Sie eignet sich ideal als Ergänzung zu bestehenden Heizsystemen, vor allem im gewerblichen Bereich.
Funktionsweise einer Viessmann Erdwärmepumpe
Einsparpotential von Wärmepumpen

Wie hoch sind die möglichen Einsparungen einer Wärmepumpe?

Am Beispiel von Wärmepumpen- & Photovoltaik-Technologie von Viessmann möchten wir Ihnen die möglichen Ersparnisse einmal vorrechnen:

FörderartGas-EinsparungEnergiekosteneinsparung/Jahr
Luft/Wasser-Wärmepumpe100 %bis zu 560 €
Luft/Wasser-Wärmepumpe + Photovoltaik + Stromspeicher100 %bis zu 2.340 €
Hybrid-Wärmepumpe + Gas-Brennwertkessel87 %bis zu 720 €
Hybrid-Wärmepumpe + Gas-Brennwertkessel + Photovoltaik + Stromspeicher87 %bis zu 2.330 €

Welche Vorteile hat eine Wärmepumpe?

Moderne Wärmepumpen bieten eine ganze Reihe von Vorteilen, für private Eigenheim-Besitzer ebenso wie für gewerbliche Anwender:

  • Hohe Energieeffizienz: Da Wärmepumpen den Großteil der benötigten Wärme aus der Umwelt beziehen, erzeugen sie aus einer Kilowattstunde Strom je nach System und Betriebsbedingungen ein Vielfaches an Heizenergie.
  • Niedrige Heizkosten: Durch den geringen Strombedarf und die kostenlose Nutzung von Umweltwärme können die laufenden Energiekosten im Vergleich zu fossilen wie bei Öl- & Gasheizungen Heizsystemen deutlich sinken.
  • Umweltfreundliche Technologie: Wärmepumpen verursachen keine direkten CO₂-Emissionen. In Kombination mit Ökostrom oder einer Photovoltaikanlage lässt sich die Klimabilanz zusätzlich verbessern.
  • Vielseitige Einsatzmöglichkeiten: Sowohl im Neubau als auch im modernisierten Altbau können Wärmepumpen sinnvoll eingesetzt werden. Viele Modelle können neben dem Heizen auch die Warmwasserbereitung übernehmen und im Sommer sogar als Klimaanlage zur Kühlung genutzt werden.
  • Geringer Wartungsaufwand: Da keine Verbrennung stattfindet, reduzieren sich die Aufwände für Wartung & Inspektionen. Trotzdem sollte regelmäßig Wartung durch einen Fachbetrieb erfolgen, um die Lebensdauer der Wärmepumpe zu verlängern.  
  • Hohe Zukunftssicherheit: Wärmepumpen erfüllen alle aktuelle Anforderungen an eine nachhaltige Wärmeversorgung und sind deshalb eine langfristige Investition in die eigene Gebäudetechnik.
Was sind die Vorteile einer Wärmepumpe
Das sind die Nachteile einer Wärmepumpe

Was sind die Nachteile von Wärmepumpen?

Trotz ihrer zahlreichen Vorteile wollen wir auch auf die Nachteile von Wärmepumpen eingehen.:

  • Hohe Anschaffungskosten: Die Investitionskosten liegen häufig über denen, die man aus früheren Zeiten von klassischen Gas- oder Ölheizung kennt. Besonders Erd- und Grundwasser-Wärmepumpen verursachen durch Bohrungen oder Brunnen hohe Zusatzkosten.
  • Abhängigkeit vom Strompreis: Für den Betrieb wird elektrische Energie benötigt. Steigende Strompreise können sich auf die laufenden Betriebskosten auswirken, auch wenn Wärmepumpen insgesamt sehr effizient arbeiten. Wobei Öl- & Gas-Preise in den letzten Jahren mindestens ebenso großen Schwankungen erleben mussten. 
  • Effizienz abhängig vom Gebäude: In schlecht gedämmten Gebäuden oder bei alten Heizkörpern mit hohen Vorlauftemperaturen kann die Wirtschaftlichkeit geringer ausfallen. Oft sind energetische Sanierungsmaßnahmen sinnvoll. Altbauten mit Fußbodenheizungen sind hier im Vorteil!
  • Platz- und Genehmigungsbedarf: Je nach Wärmepumpentyp werden ausreichend Grundstücksfläche, Erdsonden oder wasserrechtliche Genehmigungen benötigt. Das ist nicht überall möglich.
  • Geräuschentwicklung: Luft-Wasser-Wärmepumpen erzeugen durch Ventilator und Verdichter Betriebsgeräusche. Eine fachgerechte Planung und Aufstellung verhindert jedoch in der Regel die eigenen Beeinträchtigungen und Störungen des Nachbarn. 
  • Leistungsabfall bei sehr niedrigen Außentemperaturen: Luftwärmepumpen arbeiten auch im Winter zuverlässig, benötigen bei starkem Frost jedoch mehr Strom als bei milden Temperaturen. Hier ist eine fachgerechte Planung im Vorfeld entscheidend!

Wieviel Strom braucht eine Wärmepumpe?

Eine Wärmepumpe nutzt kostenlose Umweltenergie aus Luft, Erde oder Wasser und benötigt deshalb nur sehr wenig zusätzlichen Strom für ihren Betrieb. Je nach Art der Anlage werden etwa 25 bis 30 Prozent der benötigten Heizenergie aus Strom gewonnen.

Das bedeutet: Um zehn Kilowattstunden Wärme zu erzeugen, benötigt eine Wärmepumpe ungefähr drei Kilowattstunden Strom. Wie hoch der tatsächliche Stromverbrauch einer Wärmepumpe ausfällt, hängt von mehreren Faktoren ab:

  • Art der Wärmepumpe: Luft-, Erde- oder Wasser-Wärmepumpen arbeiten je nach Wärmequelle unterschiedlich effizient.
  • Jahresarbeitszahl (JAZ): Sie beschreibt das Verhältnis zwischen erzeugter Wärmeenergie und dem eingesetzten Strom über ein ganzes Jahr.
  • Wärmebedarf des Gebäudes: Dämmstandard, Wohnfläche und Heizverhalten beeinflussen den Energiebedarf erheblich.

 

Für eine grobe Berechnung des jährlichen Stromverbrauchs werden folgende Werte benötigt:

  • Heizleistung der Wärmepumpe in Kilowatt (kW)
  • Jahresarbeitszahl (JAZ) der Anlage
  • Jährliche Betriebsstunden der Wärmepumpe mit folgenden Richtwerten:
    • Neubau: ca. 1.200 bis 1.500 Betriebsstunden pro Jahr
    • sanierter Altbau: ca. 1.500 bis 1.800 Betriebsstunden pro Jahr
    • unsanierter Altbau: ca. 1.800 bis 2.200 Betriebsstunden pro Jahr
Stromverbrauch einer Wärmepumpe
Beispielrechnung für den Stromverbrauch

Beispielrechnung für den Stromverbrauch

Den Stromverbrauch einer Wärmepumpe können Sie mit dieser Formel einfach selber berechnen:

Stromverbrauch (kWh) = Heizleistung (kW) ÷ Jahresarbeitszahl × Betriebsstunden pro Jahr

Eine Sole-Wasser-Wärmepumpe mit einer Heizleistung von 10 kW und einer Jahresarbeitszahl von 4,0 läuft 2.000 Stunden pro Jahr.

10 kW ÷ 4,0 × 2.000 h = 5.000 kWh Stromverbrauch pro Jahr

Um die jährlichen Stromkosten zu berechnen, wird der Stromverbrauch mit dem aktuellen Strompreis multipliziert:

Stromkosten = Stromverbrauch (kWh) × Strompreis pro kWh

Bei einem Strompreis von z.B. 35 Cent pro Kilowattstunde ergibt sich:

5.000 kWh × 0,35 € = 1.750 € pro Jahr

Zusätzlich müssen Sie bei der Kalkulation den Grundpreis des Stromtarifs berücksichtigen.

Unsere Tipps für Wärmepumpen

Smartes Zusammenspiel von Wärmepumpe und Photovoltaikanlage

Eine besonders kostengünstige und umweltfreundliche Möglichkeit ist die Kombination aus Wärmepumpe und Photovoltaikanlage. Während die Photovoltaikanlage Sonnenenergie in elektrischen Strom wandelt, nutzt die Wärmepumpe diesen Strom, um Umweltwärme für Ihr Gebäude nutzbar zu machen. Vor allem an sonnigen Tagen kann ein großer Teil des benötigten Betriebsstroms einer Wärmepumpe direkt durch den selbst erzeugten Solarstrom gedeckt werden. Dadurch sinken die laufenden Energiekosten erheblich und die Unabhängigkeit von Stromanbietern steigt.

Ein Batteriespeicher kann den Eigenverbrauch zusätzlich erhöhen, indem überschüssiger Solarstrom gespeichert und zu späteren Tageszeiten für den Betrieb der Wärmepumpe genutzt wird. So können beispielsweise Warmwasserspeicher oder Pufferspeicher dann aufgeheizt werden, wenn ausreichend Solarstrom vorhanden ist. 

Die Kombination aus Wärmepumpe und Photovoltaik dürfte damit nachhaltig eine der kostengünstigsten und zukunftssichersten Energieversorgungen für Eigenheimbesitzer und das Gewerbe sein.

Smarte Wärmepumpen - Photovoltaik Kombination
Förderung nutzen auch für Viessmann Wärmepumpen

Gibt es Förderung für eine Wärmepumpe?

Das Gebäudeenergiegesetz (GEG), häufig als „Heizungsgesetz“ bezeichnet, soll den Umstieg auf energieeffiziente und klimafreundliche Heizsysteme unterstützen. Im Zuge der Reform 2026 wurde das bisherige Gesetz umfassend angepasst. Für Eigentümer bedeutet dies vor allem mehr Flexibilität bei der Wahl des Heizsystems. 

Die Förderung moderner Heizsysteme bleibt ein wichtiger Bestandteil der Wärmewende. Besonders Wärmepumpen, Photovoltaik und Hybridlösungen können in der Regel gefördert werden. 

Für den Einbau einer klimafreundlichen Wärmepumpe können Hausbesitzer Zuschüsse erhalten. Die genaue Höhe der Förderung hängt dabei vom gewählten Heizsystem, den Investitionskosten und den persönlichen Voraussetzungen ab. Bei der aktuellen Förderung für Wärmepumpen sind Zuschüsse von bis zu 70 Prozent der förderfähigen Kosten möglich.

Wichtig ist, die Förderbedingungen vor Beginn der Modernisierung zu prüfen und den Antrag rechtzeitig vor Beginn der Umsetzung zu stellen. Da sich gesetzliche Rahmenbedingungen ändern können, sollten Eigentümer die Planung gemeinsam mit einem Fachbetrieb durchführen, um die technisch sinnvollste und wirtschaftlich attraktivste Lösung zu finden.

Ihr Wärmepumpen-Experte in Dresden & Umland

Aus wirtschaftlicher und ökologischer Sicht gibt es also viele gute Gründe, eine vorhandene Gas- oder Ölheizung durch eine moderne Wärmepumpe zu ersetzen. Ein entscheidender Vorteil ist dabei die staatliche Förderung nach dem Gebäudeenergiegesetz (Heizungsgesetz), die bis 2029 weiterhin attraktive Zuschüsse für den Umstieg auf klimafreundliche Heiztechnik ermöglicht.

Als erfahrene Wärmepumpen-Installateure beraten wir Sie gerne persönlich und unverbindlich zu den Kosten, Fördermöglichkeiten und passenden Lösungen für Ihr Gebäude. Ob effiziente Wärmepumpe für das Eigenheim oder leistungsstarke Systeme für gewerbliche Anwendungen: 

Vertrauen Sie auf unsere Erfahrung als Wärmepumpen-Fachbetrieb für die Region Dresden!

Ihr Fachbetrieb für Wärmepumpen - Heizungsbau Ritter