Typen von Wärmepumpen: Bau- und Funktionsweise gängiger Anlagentypen

Luft-Wasser-Wärmepumpen sind kostengünstig in der Investition, da sich die Außenluft als Wärmequelle einfacher erschließen lässt, als beispielsweise das Erdreich. Luft-Wasser-Wärmepumpen können sowohl innerhalb als auch außerhalb eines Gebäudes aufgestellt werden. Die Funktionsweise unterscheidet sich dabei nicht: auch bei Modellen, die innerhalb von Gebäuden platziert werden, wird Außenluft angesaugt, nur geschieht das in der Regel über ein Gitter in der Fassade. Unterschiede gibt es allerdings bei den Geräuschemissionen, es empfiehlt sich daher die Emissionswerte zu vergleichen und Ort und Art der Aufstellung zu optimieren. Weitere Informationen zum Thema Geräuschemissionen bietet die Themenseite „Geräuschemissionen von Wärmepumpen".

An kalten Tagen kann es erforderlich sein, dass ein Elektroheizstab die Wärmebereitstellung übernimmt bzw. unterstützt. Messungen des Fraunhofer ISE in Bestandsgebäuden mit Außenluft-Wärmepumpen haben gezeigt, dass der Anteil des Heizstabs am Gesamtstromverbrauch der Wärmepumpe bei weniger als 3 Prozent liegt, so dass dieser keinen relevanten Einfluss auf die Effizienz der Wärmepumpe hat. Diese liegt laut einem 2024 vom Fraunhofer ISE durchgeführtem Feldtest mit 49 Anlagen bei Außenluft-Wärmepumpen im Bestand im Bereich von 2,6 bis 4,9 bei einem Mittelwert von 3,4 für die Jahresarbeitszahl (JAZ). Weitere Informationen zum Thema Effizienz bieten die Themenseiten „Effizienzkennzahlen bei Wärmepumpen" sowie „Effizienz des Wärmepumpe-Geräts".

Factsheet: Erneuerbare Wärmeerzeugung im Bestand – Luft-Wasser-Wärmepumpe

Ausführliche Informationen darüber, wie bei Ein- und Zweifamilienhäusern im Gebäudebestand mittels einer elektrischen Luft-Wasser-Wärmepumpe die GEG-Vorgabe zur Nutzung von mindesten 65 Prozent erneuerbaren Energien erfüllt werden kann, können folgendem Factsheet entnommen werden. Die Betrachtungen zielen dabei auf Ein- und Zweifamilienhäuser im Gebäudebestand.

Factsheet Luft-Wasser-Wärmepumpe (PDF / 615 KB)

Eine Luft-Luft-Wärmepumpe gibt die Wärme unmittelbar an an die Raumluft ab, über welche das Gebäude direkt beheizt wird. Ein wassergeführtes Heizungssystem wird in diesem Fall nicht benötigt.

Luft-Luft-Wärmepumpen (auch als Klima-Splitgeräte zum Kühlen oder/und Heizen bekannt) saugen die Raumluft an und erwärmen diese über einen Wärmeplattentauscher. Die Wärmeenergie wird aus der Außenluft über das Kältemittel nutzbar gemacht.

Eine besondere Form sind Abluft-Kompaktgeräte, die der Abluft aus dem Gebäude die Wärmeenergie entziehen und damit Zuluft oder Trinkwarmwasser erwärmt werden. Diese Form wird in Passivhäusern mit geringem Wärmebedarf eingesetzt.

Factsheet: Erneuerbare Wärmeerzeugung im Bestand – Luft-Luft-Wärmepumpe

Ausführliche Informationen darüber, wie bei Ein- und Zweifamilienhäusern im Gebäudebestand mittels einer elektrischen Luft-Luft-Wärmepumpe die GEG-Vorgabe zur Nutzung von mindesten 65 Prozent erneuerbaren Energien erfüllt werden kann, können folgendem Factsheet entnommen werden. Die Betrachtungen zielen dabei auf Ein- und Zweifamilienhäuser im Gebäudebestand.

Factsheet Luft-Luft-Wärmepumpe (PDF / 313 KB)

Die Sole-Wasser-Wärmepumpe entzieht dem Erdboden Wärme. Eine Flüssigkeit (Sole, frostgeschützt) wird entweder durch ein in 1,5-Meter Tiefe flächig gelegtes System von Kollektoren geleitet oder sie fließt durch eine Sonde, die durchschnittlich 100 Meter tief und damit in einer Umgebungstemperatur von etwa 10 Grad Celsius arbeitet. Es können auch mehrere Sonden gelegt werden. Die dadurch notwendigen, recht aufwendigen Erdarbeiten/Bohrungen, die in die Fläche (Kollektoren) oder in die Tiefe (Sonde) gehen, verursachen im Vergleich zu anderen Wärmepumpen-Typen höhere Investitionskosten. Dafür ist die Effizienz von Sole-Wasser-Wärmepumpen im Vergleich zu Außenluft-Wärmepumpen höher und der Stromverbrauch im Betrieb entsprechend geringer.

In einem 2024 durchgeführtem Feldtest des Fraunhofer ISE erreichten 13 Erdreich-Wärmepumpen mit Erdwärmesonden Jahresarbeitszahlen (JAZ) von 3,6 bis 5,4 für Bestandsgebäude. Ein Zusammenhang zwischen Baualter der Gebäude und JAZ der Wärmepumpen konnte nicht festgestellt werden. 

Weitere Informationen:

• Themenseite „Effizienzkennzahlen bei Wärmepumpen"
• Themenseite „Effizienz des Wärmepumpe-Geräts"
• BWP: Wärmepumpe - Erdwärme

Factsheet: Erneuerbare Wärmeerzeugung im Bestand – Sole-Wasser-Wärmepumpe

Ausführliche Informationen darüber, wie bei Ein- und Zweifamilienhäusern im Gebäudebestand mittels einer elektrischen Sole-Wasser-Wärmepumpe die GEG-Vorgabe zur Nutzung von mindesten 65 Prozent erneuerbaren Energien erfüllt werden kann, können folgendem Factsheet entnommen werden. Die Betrachtungen zielen dabei auf Ein- und Zweifamilienhäuser im Gebäudebestand.

Factsheet Sole-Wasser-Wärmepumpe (PDF / 660 KB)

Für eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe (Grundwasser oder Wasser aus Gewässern) sind ein Brunnen für die Wassergewinnung sowie ein Brunnen für die Rückführung in idealerweise 10 bis 20 Metern Tiefe notwendig. Beschaffung und Verfügbarkeit des Wassers müssen vorab geprüft werden, weiterhin muss eine behördliche Genehmigung für die Bohrung und Entnahme vorliegen. Aufwand und Investitionskosten sind entsprechend höher, dafür erreicht das System eine hohe Effizienzmit einer JAZ bis zu fünf. Das System benötigt im Betrieb dann relativ betrachtet auch weniger Strom.

Weitere Informationen:

• BWP: Wärmepumpe - Grundwasser

Factsheet: Erneuerbare Wärmeerzeugung im Bestand – Wasser-Wasser-Wärmepumpe

Ausführliche Informationen darüber, wie bei Ein- und Zweifamilienhäusern im Gebäudebestand mittels einer elektrischen Wasser-Wasser-Wärmepumpe die GEG-Vorgabe zur Nutzung von mindesten 65 Prozent erneuerbaren Energien erfüllt werden kann, können folgendem Factsheet entnommen werden:

Factsheet Wasser-Wasser-Wärmepumpe (PDF / 404 KB)