Wärmepumpe im Altbau – funktioniert das wirklich? Die Fraunhofer-Studie liefert die Antwort
Viele Hausbesitzer glauben, ihr Altbau sei für eine Wärmepumpe nicht geeignet. Die Fraunhofer-Daten zeigen klar: Entscheidend ist nicht das Baujahr, sondern die richtige Planung und Installation. Lassen Sie sich von Enter ausführlich beraten.
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Sie besitzen ein Einfamilienhaus aus den 1970er Jahren und überlegen, Ihre alte Gasheizung zu ersetzen? Viele Hausbesitzer zweifeln, ob eine Wärmepumpe im Altbau wirklich effizient arbeiten kann. Genau diese Frage hat das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE in einer umfassenden Langzeitstudie untersucht. Über vier Jahre lang wurden 77 Wärmepumpen in Altbauten detailliert vermessen – mit überraschend positiven Ergebnissen. Die Studie des Fraunhofer ISE belegt: Wärmepumpen heizen auch im Altbau klimafreundlich und effizient, ohne dass eine Komplettsanierung notwendig ist.
Das Thema kurz und kompakt
Effizienz bestätigt: Das Fraunhofer ISE belegt in einer vierjährigen Studie mit 77 Wärmepumpen, dass diese auch in älteren, unsanierten Gebäuden zuverlässig und effizient arbeiten – Jahresarbeitszahlen von 2,6 bis 5,4 wurden erreicht.
Klimaschutz messbar: Wärmepumpen stoßen 64 % weniger CO₂ aus als Gasheizungen, selbst bei Berücksichtigung des aktuellen deutschen Strommixes mit zeitvariablen Emissionsfaktoren.
Keine Vollsanierung nötig: Das Fraunhofer ISE stellte keine Korrelation zwischen Baujahr der Gebäude und Effizienz der Wärmepumpen fest – auch unsanierte Altbauten erzielen gute Werte.
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WP-QS im Bestand: Welche Methode wurde angewendet?
Das Forschungsprojekt „WP-QS im Bestand" des Fraunhofer ISE untersuchte über vier Jahre lang 77 Wärmepumpen in Ein- bis Dreifamilienhäusern unter realen Bedingungen. Anders als in Laborversuchen wurden die Anlagen im tatsächlichen Alltagsbetrieb vermessen. Von den 77 untersuchten Wärmepumpen waren 61 Luft-Wasser-Wärmepumpen und 16 Sole-Wasser-Wärmepumpen.
34 Anlagen stammten aus dem Vorgängerprojekt „WPsmart im Bestand" aus dem Jahr 2019, 43 Messobjekte kamen neu hinzu. An dem vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie geförderten Projekt beteiligten sich neun Wärmepumpenhersteller wie Bosch, Viessmann, Vaillant und Stiebel Eltron sowie die Energieversorger Lechwerke und Stadtwerke Stuttgart.
Was genau wurde untersucht?
Die Forschenden des Fraunhofer ISE konzentrierten sich auf vier Hauptuntersuchungsbereiche. Die untersuchten Gebäude wiesen Baujahre von 1826 bis 2001 auf, mit einer beheizten Fläche zwischen 90 und 370 m² (Mittelwert 170 m²). Vor 1977 errichtete Häuser waren teilweise saniert: 51 % verfügten über eine Fassadendämmung, verglichen mit nur 30 % im Bundesdurchschnitt. Die ab 1977 errichteten Gebäude blieben bis auf eine Ausnahme unsaniert. Diese Bandbreite unterschiedlicher Sanierungszustände unterstreicht die Praxisnähe der Untersuchung und zeigt: Wärmepumpen funktionieren auch ohne umfassende Gebäudesanierung.
- Effizienz: Detaillierte Messungen der Jahresarbeitszahlen (JAZ) zur Bewertung der Energieeffizienz im realen Betrieb.
- CO₂-Emissionen: Erstmals Berücksichtigung zeitvariabler Emissionsfaktoren für präzisere Klimabilanz-Bewertung.
- Schallmessungen: Langzeit-Schallfeldmessungen an 5 ausgewählten Anlagen zur Erfassung der Geräuschentwicklung unter verschiedenen Betriebsbedingungen.
- PV-Kombination: Analyse von 6 Wärmepumpen in Verbindung mit Photovoltaikanlagen zur Bewertung von Autarkie und Eigenverbrauch
Ergebnis: Wärmepumpen heizen auch im Altbau effizient und klimafreundlich
Das Forschungsprojekt des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE liefert eindeutige Ergebnisse: Wärmepumpen arbeiten auch in älteren, unsanierten Gebäuden zuverlässig und klimafreundlich. Die Ergebnisse zeigen eindeutig, dass Wärmepumpen auch in älteren Gebäuden effizient betrieben werden können und klimaschonend heizen, ohne dass die Gebäude auf Neubaustandard saniert werden müssen.
Die Untersuchung stellte keine Korrelation zwischen Baujahr der Gebäude und Effizienz der Wärmepumpen fest. Auch unsanierte Häuser erzielten gute Werte, sofern Heizflächen und Hydraulik stimmten. Ausreichend dimensionierte Heizkörper können mit ähnlich niedrigen Temperaturen wie Flächenheizungen betrieben werden. Trotz dieser positiven Ergebnisse identifizierte das Fraunhofer ISE auch Optimierungspotenziale bei Planung und Installation.
Effizienz: Jahresarbeitszahlen von 2,6 bis 5,4
Die im Forschungsprojekt des Fraunhofer ISE gemessenen Effizienzwerte belegen die gute Leistung von Wärmepumpen im Altbau. Luft-Wasser-Wärmepumpen erreichten im Durchschnitt eine Jahresarbeitszahl (JAZ) von 3,4, erdgekoppelte Anlagen lagen bei 4,3.
Die JAZ gibt an, wie viel Wärme aus einer Einheit Strom erzeugt wird: Eine JAZ von 3,4 bedeutet, dass aus 1 kWh Strom 3,4 kWh Wärme entstehen. Die Bandbreite reichte bei Luft-Wasser-Wärmepumpen von 2,6 bis 4,9, bei erdgekoppelten Systemen von 3,6 bis 5,4.
Im Vergleich zum 2019 abgeschlossenen Projekt „WPsmart im Bestand" verbesserte sich die Effizienz: Bei Luft-Wasser-Wärmepumpen stieg die durchschnittliche JAZ von 3,1 auf 3,4, bei Erdreichwärmepumpen von 4,1 auf 4,3.
Elektroheizstäbe zur Unterstützung bei sehr niedrigen Temperaturen spielten kaum eine Rolle: Bei Luft-Wasser-Wärmepumpen übernahmen sie nur 1,3 % der elektrischen Arbeit, bei Erdreichwärmepumpen lag der Anteil nahezu bei null Prozent – auch bedingt durch die vergleichsweise milden Witterungsbedingungen im Messzeitraum. Höhere JAZ-Werte bedeuten wirtschaftlicheren Betrieb und niedrigere Heizkosten.
Treibhausgasemissionen: 57 bis 68 % niedriger als bei Gaskesseln
Die Klimabilanz der untersuchten Wärmepumpen fällt deutlich positiv aus. Mit dem deutschen Strommix von 2024 lagen die CO₂-Emissionen 68 % unter denen von Gasheizungen bei statischer Berechnung. Das Fraunhofer ISE ging jedoch einen Schritt weiter und wendete erstmals eine dynamische Bilanzierung an: Dabei wurden viertelstündlich berechnete Emissionswerte im deutschen Strommix berücksichtigt.
Diese Methode erfasst die unterjährige und untertägige Varianz der Wärmepumpeneffizienz sowie die wechselnden Beiträge einzelner Kraftwerkstypen zur Stromproduktion präziser. Mit dieser dynamischen Berechnung lag der CO₂‑Ausstoß der untersuchten Wärmepumpen im Jahr 2024 im Schnitt um 64 % niedriger als bei Gasheizungen – nur vier Prozentpunkte weniger als bei der statischen Methode. Der geringe Unterschied zeigt: Auch bei genauester Betrachtung bleiben Wärmepumpen deutlich klimafreundlicher als fossile Heizsysteme, selbst mit dem heutigen Strommix.
Wo noch Optimierungsbedarf besteht
Trotz der insgesamt guten Ergebnisse identifizierte das Forschungsteam des Fraunhofer ISE auch Optimierungspotenziale bei den untersuchten Wärmepumpen. Auf Basis der detaillierten Messdatenanalyse lässt sich nachvollziehen, welche Planungs- oder Installationsfehler besonders häufig auftreten und wo sich ineffizientes Betriebsverhalten zeigt. Das Fraunhofer ISE erstellte eine Prozessmatrix, die für die einzelnen Phasen Planung, Installation und Inbetriebnahme mögliche Qualitätsdefizite dokumentiert und konkrete Lösungswege aufzeigt. Diese Erkenntnisse bieten wertvollen praktischen Nutzen für Planer, Installateure und Betreiber von Wärmepumpen.
- Überdimensionierung: Viele Wärmepumpen waren auf den Verbrauch bezogen zu groß ausgelegt, was zu häufigem Takten und reduzierter Effizienz führt.
- Hohe Schalthäufigkeiten: Bei einigen Anlagen lagen die Schalthäufigkeiten im sehr hohen Bereich, was Verschleiß erhöht und die Effizienz mindert.
- Fehlende Temperaturtrennung: Bei einem Teil der Anlagen mit Kombispeichern wurde keine zuverlässige Trennung der Temperaturniveaus für Raumheizung und Trinkwassererwärmung realisiert, was zu unnötiger Wärmebereitstellung auf Warmwasser-Temperaturniveau führte.
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Kombination von Wärmepumpe und Photovoltaik-Anlage
Das Fraunhofer ISE untersuchte zudem sechs Wärmepumpen in Kombination mit Photovoltaikanlagen. Die Vorteile dieser Kombination liegen auf der Hand: Solarstrom ist günstiger als Netzstrom, der Betrieb wird klimafreundlicher und das Verteilnetz wird zu bestimmten Zeiten entlastet. Ein klassischer Ansatz zur Erhöhung des Eigenverbrauchs ist die Anhebung von Solltemperaturen bei überschüssigem PV-Strom.
Die Ergebnisse zeigen deutliche Unterschiede mit und ohne Batteriespeicher: Ohne Batterie erreichten die Gebäude 25 bis 40 % Autarkie und 22 bis 37 % Eigenverbrauch. Mit Batteriespeicher stiegen diese Werte auf 32 bis 62 % Autarkie und 40 bis 83 % Eigenverbrauch. Die PV-Integration bietet somit nicht nur ökonomische Vorteile durch geringere Stromkosten, sondern trägt auch zur Netzstabilisierung bei. Als neutrale Plattform vergleicht Enter für Sie kostenlos die besten Angebote für Wärmepumpe und Photovoltaik und berücksichtigt in der digitalen Beratung auch die optimale Integration Ihrer Photovoltaikanlage.
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Das vierjährige Forschungsprojekt des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE liefert eindeutige Beweise: Wärmepumpen heizen auch im Altbau effizient und klimafreundlich, ohne dass eine umfassende Sanierung notwendig ist. Die Studie widerlegt wissenschaftlich fundiert die langjährigen Zweifel vieler Hausbesitzer.
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FAQ
Wann lohnt sich eine Wärmepumpe im Altbau?
Eine Wärmepumpe lohnt sich im Altbau fast immer, besonders bei Vorlauftemperaturen unter 55 Grad Celsius und guter Grunddämmung. Mit staatlicher Förderung von bis zu 70 % amortisiert sich die Investition oft innerhalb von 10 bis 15 Jahren.
Was kostet eine Wärmepumpe im Altbau?
Eine Luft-Wasser-Wärmepumpe kostet inklusive Installation 15.000 bis 25.000 €. Sole- und Wasser-Wasser-Systeme liegen bei 25.000 bis 40.000 €. Nach Abzug der Förderung (bis zu 21.000 €) reduzieren sich die Kosten erheblich.
Welche Wärmepumpe eignet sich für einen Altbau?
Die Luft-Wasser-Wärmepumpe ist für die meisten Altbauten die beste Wahl. Sie ist günstiger, einfacher zu installieren und benötigt keine Erdbohrungen. Für unsanierte Altbauten gibt es spezielle Hochtemperatur-Wärmepumpen.
Funktioniert eine Wärmepumpe mit normalen Heizkörpern?
Ja, auch mit herkömmlichen Heizkörpern funktioniert eine Wärmepumpe. Voraussetzung: Die Heizkörper müssen groß genug dimensioniert sein. Eventuell müssen einzelne Heizkörper gegen größere Modelle oder Niedertemperatur-Heizkörper getauscht werden.
Wie funktioniert eine Wärmepumpe?
Eine Wärmepumpe funktioniert im Prinzip wie ein Kühlschrank, nur umgekehrt. Sie entzieht der Umgebung (Luft, Erde oder Wasser) Wärme und gibt diese an das Heizsystem ab. Aus 1 kWh Strom erzeugt sie 3 bis 4 kWh Wärme.
In welchen Häusern scheitert die Wärmepumpe?
In Gebäuden mit hohem Alter und Vorlauftemperaturen über 70 Grad Celsius kann eine Wärmepumpe unwirtschaftlich werden. Auch bei fehlenden Stellflächen für die Außeneinheit oder sehr kleinen Heizkörpern sind Anpassungen nötig.
Wie viel kW braucht eine Wärmepumpe im Altbau?
Für ein Einfamilienhaus sind typischerweise 8 bis 12 kW Heizleistung nötig. Die genaue Größe hängt vom Heizenergiebedarf, der Dämmung und der Wohnfläche ab. Eine Heizlastberechnung durch einen Fachbetrieb ist unerlässlich.
Wie kann ich stressfrei und günstig auf eine Wärmepumpe umsteigen?
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