Zwei Ventilatoren einer Luft-Wasser-Wärmepumpe ausserhalb des Hauses.
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Wärmepumpen: Funktionsweise, Arten und Kosten

Thomas Bott

Wärmepumpenheizungen werden in der Schweiz immer beliebter. Bereits 2017 waren laut dem Bundesamt für Statistik rund 18 Prozent der Gebäude in der Schweiz mit einer solchen Heizung ausgestattet. Die Tendenz ist steigend, denn gerade bei Neubauten kommt die Wärmepumpe immer häufiger zum Einsatz. Kein Wunder, denn sie bietet zahlreiche Vorteile. Dennoch gibt es viele Vorbehalte, gerade wegen des hohen Anschaffungspreises. Welche Arten von Wärmepumpen es gibt und ob sich die Investition lohnt, erfahren Sie hier.

Wärmepumpe: die grundsätzliche Funktionsweise

Eine Wärmepumpenheizung besteht im Prinzip aus drei geschlossenen Kreisläufen. Der erste Kreislauf ist die Wärmequellenanlage. Sie holt die Wärme aus der Umwelt, also aus Luft, Erdreich oder Wasser. Und diese Wärme gelangt in den zweiten Kreislauf: die eigentliche Wärmepumpe. Dort nimmt sie ein mit einem speziellen Kältemittel gefüllter Verdampfer auf. Wie der Name schon vermuten lässt, kommt es darin zu einer Verdampfung. Grund dafür ist die Empfindlichkeit des Kältemittels, das auf die zugeführte Wärme reagiert. Der ohnehin schon warme Dampf steigt in einen Verdichter auf. Der komprimiert ihn und setzt somit Hitze frei.

Der komprimierte heisse Dampf gelangt in den Verflüssiger. Hier ist bereits der nächste Kreislauf angeschlossen: das Wärmeverteil- und Speichersystem. Das darin enthaltene Wasser nimmt die Wärme auf, das Gas kühlt ab. Dabei kondensiert es, wandelt sich also wieder in Flüssigkeit um, und fliesst über ein Ventil zurück zum Verdampfer. Wozu das Ventil? Die Flüssigkeit steht unter Druck, der sich über diesen Schritt verringern soll. Währenddessen verteilt der dritte Kreislauf die erzeugte Wärme im Haus.

Illustration der möglichen Energiequellen für die Wärmepumpe. Diese sind: Luft, Grundwasser sowie Erde. Für letztere gibt es mit der Erdsonde und Erdkollektoren zwei Möglichkeiten der Gewinnung.

Wie hier zu sehen, kann die Energie aus unterschiedlichen Quellen kommen. Die Wärmepumpe erzeugt nutzbares Warmwasser und Wärme für die Heizung.

Arten: Diese Wärmepumpen gibt es

Weit verbreitet sind vier Arten von Wärmepumpen, die sich in ihrer grundsätzlichen Funktionsweise kaum voneinander unterscheiden. Der entscheidende Punkt ist vielmehr die Quelle der Energie.

Sole-Wasser-Wärmepumpe

Hier kommt die Energie aus dem Erdreich, weshalb die Sole-Wasser-Wärmepumpe alternativ auch den Namen Erdwärmepumpe trägt. Die Leitungen der Wärmequellenanlage schlängeln sich dabei durch das umliegende Erdreich. Zum Schutz vor Frost liegen die Leitungen mindestens 1,5 Meter unter der Erde. Um ein Haus ausreichend zu beheizen, muss die Wärmequellenanlage die doppelte Wohnfläche abdecken. Der unterirdische Platzbedarf ist also hoch. Eine Alternative sind Erdsonden. Diese nehmen deutlich weniger Platz ein, machen aber Bohrungen in Tiefen von bis zu 300 Meter notwendig. Dafür ist zwingend eine Genehmigung des jeweiligen Kantons notwendig. Die Sole-Wasser-Wärmepumpe gilt als sehr effizient.

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Wasser-Wasser-Wärmepumpe

Die Wasser-Wasser-Wärmepumpe nutzt das Grundwasser zum Erzeugen von Wärme. Notwendig sind dafür zwei Brunnen: einer, um das Grundwasser anzupumpen, und einer, um es zurückzuführen. Für diese Brunnen sind genehmigungspflichtige Bohrungen notwendig. Ausserdem sind die lokalen Vorschriften zum Wasserschutz einzuhalten. Die Wasser-Wasser-Wärmepumpe besitzt die höchste Effizienz der Systeme. Es kann jedoch sein, dass die Gemeinde oder der Kanton eine mögliche Inbetriebnahme bei Bedenken, dass die Anlage den Wasserschutz nicht gewährleisten kann, ablehnt.

Luft-Wasser-Wärmepumpe

Ohne Flüssigkeit in der Wärmequellenanlage kommt die Luft-Wasser-Wärmepumpe aus. Hierbei führt ein Ventilator die Umgebungsluft direkt am Verdampfer vorbei. Aufstellen lässt sich dieser Ventilator an verschiedenen Orten auf dem Grundstück. Der Platzbedarf ist dabei gering, eine Genehmigung braucht es dafür nicht. Auch dieses System gilt als sehr effizient.

Luft-Luft-Wärmepumpe

Ein Sonderfall ist die Luft-Luft-Wärmepumpe. Dafür braucht es weder einen Kältemittelkreislauf noch einen Wasserkreislauf für die Heizung. Stattdessen saugt das System frische Umgebungsluft an und erwärmt sie über einen Plattenwärmetauscher mit der Energie der verbrauchten Raumluft. Dieses Prinzip eignet sich allerdings nur für sehr gut gedämmte Gebäude wie Passivhäuser oder nach dem Minergie-P-Standard gebaute Häuser.

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Voraussetzungen: Auf das Umfeld kommt es an

Mit Ausnahme der Luft-Luft-Wärmepumpe sind nahezu alle Häuser für den Einbau einer Wärmepumpe geeignet. Vielmehr geht es um die Umgebung und die Vorschriften der Gemeinde sowie des Kantons. Für eine Sole-Wasser-Wärmepumpe ist ein grosses Grundstück notwendig. Dieses sollte zudem möglichst eben und nicht felsig sein. Bei der Nutzung einer Erdsonde ist es wichtig, dass bis zu einer Tiefe von 40 bis 300 Meter Bohrungen möglich sind. Ein Boden-Check im Vorfeld ist hier also zwingend erforderlich.

Bei einer Wasser-Wasser-Wärmepumpe ist ausreichend Grundwasser notwendig. Auch hier kommt es zu Bohrungen, weshalb sich keine störenden Materialien im Boden befinden sollten. Die benötigten Brunnen lassen sich aber an vielen Stellen realisieren. Eine Luft-Wasser-Wärmepumpe ist nur dann ein Problem, wenn die Temperaturen im Winter unter minus 20 Grad Celsius sinken. Ab dann liefert das System nicht mehr ausreichend Wärme für das Kältemittel in der Wärmepumpe.

Blick auf ein Alpenpanorama und den Brienzersee vom kleinen Örtchen Iseltwald aus.

In ländlicheren Gegenden ist der Einsatz einer Sole-Wasser-Wärmepumpe meist einfacher, weil sich der erhöhte Platzbedarf leichter decken lässt.

Installation: Darauf ist bei der Wärmepumpe zu achten

Der ideale Platz für die Wärmepumpe befindet sich im Keller des Hauses. Sollte keine Unterkellerung vorhanden sein, brauchen Sie einen separaten Raum mit guter Schalldämmung. Die Systeme sind im Betrieb sonst hörbar, was störend sein kann. Zusätzlich benötigen Sie einen ganz normalen Heizungskreislauf mit Heizkörpern. Durch diesen läuft dann das erhitzte Wasser. In den meisten bestehenden Gebäuden ist ein solcher Kreislauf bereits vorhanden.

Kosten: Investition, Betrieb und Wartung

Die Investitionskosten für eine Wärmepumpenheizung sind sehr unterschiedlich. Sie richten sich nach der Art der Wärmepumpe, der zu beheizenden Wohnfläche und dem bereits gegebenen Heizungssystem. Grob sollten Sie zwischen 30 000 und 60 000 Franken einplanen. Damit ist die Wärmepumpenheizung in der Anschaffung deutlich teurer als etwa eine Öl- oder Gasheizung.

Den Unterschied machen allerdings die Betriebskosten, denn hier ist die Wärmepumpe besonders günstig. Kosten für die Energieträger fallen quasi nicht an, denn Luft, Wasser und Erde müssen Sie nicht erst von einem Zulieferer beziehen. Was für den Betrieb allerdings notwendig ist: Strom. Für einen durchschnittlichen Vierpersonenhaushalt rechnet der Anbieter Hoval hier mit rund 500 Franken pro Jahr. Dazu kommen rund 200 Franken jährlich für die Wartung. Der hohen Investition stehen bei der Wärmepumpenheizung also geringe Betriebskosten gegenüber. Das macht die Systeme sehr wirtschaftlich und nachhaltig. Je nach Verbrauch und Art der Wärmepumpe kann sich eine solche Heizung schon nach fünf bis zehn Jahren amortisieren. In manchen Fällen kann es jedoch deutlich länger dauern.

Förderung: Kantone unterstützen bei Wärmepumpen

Grundsätzlich ist eine Wärmepumpe förderfähig, weil sie eine umweltfreundlichere und nachhaltigere Art der Energieerzeugung darstellt. Diesen Vorteil gegenüber den mit fossilen Energien betriebenen Heizungssystemen belohnen viele Kantone. Grundlage dafür ist das Gebäudeprogramm. Welche Summe die einzelnen Kantone dabei ausbezahlen, bleibt diesen selbst überlassen.

Interessieren Sie sich also für eine Wärmepumpenheizung, sollten Sie sich bei Ihrem Kanton über die mögliche Höhe der Förderung informieren. Fragen Sie dabei auch, ob ein Bonus für das Wärmeverteilsystem angeboten wird.

Wärmepumpe: Vor- und Nachteile im Überblick

  • Vorteile
  • Nachteile
  • Auswahl aus vier verschiedenen Arten von Wärmepumpen passend zu Ihren Gegebenheiten.
  • Nicht jede Art von Wärmepumpenheizung ist für jede Liegenschaft geeignet.
  • Keine hohen, aber teils schwankende Kosten für Brennstoffe.
  • Teils hohe bürokratische Hürden beim Einholen benötigter Genehmigungen (vor allem bei Erdsonden und Brunnen).
  • Meist kompatibel zu einem bestehenden Heizkreislauf bei Wechsel des Heizungssystems.
  • Sehr hohe Investitionskosten im Vergleich zu anderen Heizungssystemen.
  • Hohe Effizienz der Wärmepumpenheizung im Vergleich zu vielen anderen Heizungssystemen.
  • Kantonal sehr unterschiedliche Höhe der Förderung.
  • Umweltfreundliche Wärme- und Warmwassererzeugung.
  • -
  • Förderung durch den jeweiligen Kanton möglich, gegebenenfalls sogar mit einem Bonus.
  • -
  • Unabhängigkeit von fossilen Brennstoffen und externen Energielieferanten.
  • -

Fazit: Saubere Heizung mit der Kraft der Natur

Lassen Sie sich von den hohen Anschaffungskosten nicht abschrecken, denn die Wärmepumpenheizung ist eine umweltfreundliche und auf lange Sicht wirtschaftliche Alternative zu vielen anderen Heizungssystemen. Statt auf fossile Energieträger zu setzen, heizen Sie so mit einer nachhaltigen Wärmequelle. Wärmepumpen sind sehr effizient und lassen sich auch mit anderen Energiequellen kombinieren. So könnten Sie zur weiteren Verbesserung der CO2-Bilanz etwa den benötigten Strom selbst über eine Photovoltaikanlage produzieren.

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