Weiterentwicklung der Effizienz und der Planung und Installation von Wärmepumpen

Wärmepumpen gelten als zentrale Technologie zur Dekarbonisierung des Gebäudesektors. Sie nutzen Umweltwärme aus Luft, Erdreich oder Wasser und wandeln diese in Heizenergie um – mit hoher Effizienz und ohne direkte CO₂-Emissionen.

Trotz dieses großen Potenzials sahen sich Wärmepumpen bislang mit praktischen Herausforderungen konfrontiert: Die Planungs- und Installationsprozesse sind deutlich komplexer als bei fossilen Heizsystemen. Solche Faktoren hemmen aktuell die Akzeptanz, insbesondere bei der Sanierung von Gebäuden

Forschung und Entwicklung arbeiten intensiv daran, diese Barrieren zu senken. Fortschritte bei Akustik, Effizienz, Design und Digitalisierung sollen Wärmepumpen nicht nur funktional, sondern auch wirtschaftlich und gestalterisch attraktiver machen. Ziel ist es, sie zur Standardlösung für alle Gebäudetypen zu etablieren.

Aufholbedarf trotz ambitionierter Ziele

Bis zum Jahr 2030 soll der Bestand an Wärmepumpen auf über sechs Millionen Geräte steigen. Gegenüber dem aktuellen Niveau von etwa zwei Millionen Anlagen bedeutet dies eine Steigerung um das Dreifache. Um dieses Ziel zu erreichen, wären ab dem Jahr 2027 jährlich rund 500.000 Neuinstallationen erforderlich, was nach wie vor als eher illusorisch gilt. Nach einem Rekordjahr 2023 mit etwa 356.000 neu installierten Geräten verzeichnete der Markt 2024 jedoch einen deutlichen Rückgang um rund 45 Prozent.

Dennoch gibt es Anzeichen für eine Stabilisierung. So zeigen Daten der Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) steigende Förderanträge. Für das Jahr 2025 rechnet die Branche wieder mit etwa 260.000 Neuinstallationen.

Technologische Fortschritte und Steigerung der Effizienz

Auf technologischer Ebene verläuft die Entwicklung rasant. Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf der Geräuschminimierung. So zielt etwa ein interdisziplinäres Forschungsprojekt auf die gleichzeitige Reduktion von Schallemissionen und Verbesserung der Energieeffizienz – eine bislang selten kombinierte Betrachtung. Typische Anlagen erzeugen je nach Leistung Schallpegel zwischen 50 und 70 dB(A), was dem Geräusch eines Staubsaugers entspricht. Neue Ansätze sollen diese Werte deutlich senken, um Mindestabstände zur Nachbarschaft besser einhalten zu können.

Auch bei der Effizienz sind deutliche Fortschritte zu erwarten. Während herkömmliche Wärmepumpen aus einer Kilowattstunde Strom rund 4 bis 5 Kilowattstunden Heizwärme erzeugen, arbeiten neue Konzepte auf Basis elektrokalorischer Materialien effektiver. Diese Systeme verzichten auf klassische Kompressoren und nutzen stattdessen elektroaktive Materialien, die sich unter Spannung erwärmen und bei Entladung abkühlen. Forscher konnten damit nahezu den vollständigen Energieeinsatz in Heizleistung umwandeln. Theoretisch sind mit dieser Technologie Wirkungsgrade von bis zu 85 Prozent erreichbar – eine deutliche Steigerung gegenüber derzeitigen physikalischen Obergrenzen von etwa 50 Prozent.

Vereinfachung der Planung und Installation von Wärmepumpen

Auch die Umweltverträglichkeit verbessert sich durch den vermehrten Einsatz natürlicher Kältemittel wie Propan. Diese ermöglichen höhere Vorlauftemperaturen, sind nicht ozonschädigend und erfüllen die Anforderungen der EU-F-Gas-Verordnung, die den Ausstieg aus fluorierten Kältemitteln vorantreibt.

Ein weiteres Entwicklungsfeld betrifft die Digitalisierung: Moderne Wärmepumpen lassen sich zunehmend in Smart-Home-Systeme integrieren, wodurch sich der Betrieb automatisiert an Nutzerverhalten, Wetterprognosen und Energiepreise anpassen lässt. In Kombination mit Photovoltaikanlagen und Batteriespeichern entstehen integrierte Energiesysteme, die Autarkie und Wirtschaftlichkeit erhöhen.

Ein nicht zu unterschätzender Faktor ist der Installationsaufwand. Der Einbau einer Wärmepumpe im Bestandsgebäude nimmt deutlich mehr Zeit in Anspruch als bei einer herkömmlichen Gasheizung – insbesondere durch die aufwändige Verrohrung, die bis zu zwei Arbeitstage beanspruchen kann. Das Projekt WESPE („Wärmepumpen-Einbau beschleunigen“) adressiert diese Herausforderungen. Ziel ist es, durch Digitalisierung und Standardisierung der Arbeitsprozesse – von der Kundenberatung über Planung bis hin zur Wartung – Zeit und Ressourcen einzusparen. Erste Resultate zeigen, dass bereits in der Baustellenvorbereitung im Büro erhebliches Optimierungspotenzial besteht.

Zukünftige Erweiterungen der Plattform sollen unter anderem Augmented-Reality-Anwendungen zur Unterstützung der Monteure auf der Baustelle sowie digitale Schulungskonzepte für Fachbetriebe umfassen. Das Projekt läuft noch bis September 2026 und wird durch ein breites Netzwerk aus Wissenschaft, Handwerk und Handel unterstützt.