Funktionsweise Luft-Wasser-Wärmepumpe
Luft-Wasser-Wärmepumpen nutzen die in der Umgebungsluft enthaltene, kostenlose Wärmeenergie und wandeln sie in umweltfreundliche Heizenergie um. In diesem Ratgeber erfährst du, wie diese faszinierende Technologie funktioniert und welche Vor- und Nachteile Luft-Wasser-Wärmepumpen haben.
Auf die Frage „Welche Heizung ist die beste?“ lautet die Antwort in 99 Prozent aller Fälle die Wärmepumpe. Sie ist effizienter, klimafreundlicher und zukunftssicherer als jedes andere Heizsystem, allen voran eine fossile Heizung wie die Gasheizung. Diese produziert klimaschädliche CO2-Emissionen und – seien wir ehrlich – es ist alles andere als effizient, Gas bei 1000 Grad Celsius zu verbrennen, um ein Haus auf kuschelige 20 Grad Raumtemperatur zu heizen.
Insbesondere die Luft-Wasser-Wärmepumpe ist auf dem Durchmarsch, denn sie revolutioniert die Art und Weise, wie wir heizen. Von den 356.000 Wärmepumpen, die 2023 in Deutschland verkauft wurden, waren mehr als 90 Prozent Luft-Wasser-Wärmepumpen. Und das aus vielerlei Gründen.
Funktionsprinzip: Wärmegewinnung aus der Umgebungsluft
Die geniale Funktionsweise einer Luft-Wasser-Wärmepumpe ist einfach erklärt. Sie nutzt die Wärmequelle Luft. Selbst bei sehr niedrigen Temperaturen bis minus 20 Grad Celsius kann sie der Außenluft genügend Wärme entziehen. Doch selbst bei noch niedrigeren Temperaturen weiß sich die Wärmepumpe zu helfen. Sie kann einen Heizstab im Pufferspeicher zuschalten und heizt somit auch an den seltenen Tagen, an denen es in unseren Breiten klirrend kalt ist, zuverlässig deine Räume.
Diesen scheinbar paradoxen Vorgang machen spezielle Kältemittel möglich, die bereits bei geringen Temperaturen verdampfen. Der Siedepunkt des natürlichen Kältemittels R290 (Propan) liegt sogar bei minus 45 Grad Celsius und es ist noch dazu ausgesprochen klimafreundlich. Mehr erfährst du in unserem Beitrag über Propan-Wärmepumpen.
Im ersten Schritt des Kältekreislaufs saugt ein leistungsstarker Ventilator die Umgebungsluft an und leitet sie zu einem Wärmetauscher, dem sogenannten Verdampfer. Hier zirkuliert das flüssige Kältemittel und nimmt durch den Kontakt mit der wärmeren Außenluft stetig an Temperatur zu, bis es schließlich verdampft.
Vom gasförmigen Kältemittel zur nutzbaren Wärme
Nachdem das Kältemittel vom flüssigen Zustand in Dampfform übergegangen ist, strömt es weiter zu einem Kompressor. Dieser erhöht durch Verdichtung den Druck des Dampfes, wodurch auch seine Temperatur ansteigt.
Der auf die erforderliche Temperatur gebrachte Kältemitteldampf gelangt als nächstes zum Verflüssiger, einem weiteren Wärmetauscher. Hier überträgt der heiße Kältemitteldampf nun seine Temperatur auf das Heizwasser im Heizkreislauf oder das Frischwasser im Brauchwasserspeicher. Dabei kühlt sich der Kältemitteldampf wieder ab, kondensiert und wird wieder flüssig.
Jetzt hat deine Luft-Wasser-Wärmepumpe die Temperatur der Luft „hochgepumpt“ und du kannst mit der gewonnenen Energie dein Haus heizen und Warmwasser bereiten. Bevor der Kältekreislauf der Wärmepumpe von Neuem beginnt, muss das flüssige Kältemittel noch das sogenannte Expansionsventil passieren. Druck und Temperatur sind danach wieder auf dem Ausgangsniveau.
Wie können wir dir helfen?
WÄhle deinen Nächsten Schritt!
Aufstellmöglichkeiten für eine Luft-Wasser-Wärmepumpe
Luft-Wasser-Wärmepumpen eignen sich sowohl für die Heizung von Neubauten als auch für das Modernisieren einer bestehenden Heizung. Sie lassen sich innerhalb und außerhalb des Hauses installieren.
Grundsätzlich gibt es die Luft-Wasser-Wärmepumpe als Monoblock- oder Splitgerät. Bei der Split-Bauweise befindet sich der Kältekreis teilweise innerhalb und teilweise außerhalb des Gebäudes. In der Außeneinheit sind die beweglichen und Geräusche verursachenden Teile wie Ventilator, Verdampfer und Verdichter untergebracht. Eine Kältemittelleitung führt von der Außeneinheit zur Inneneinheit mit Verflüssiger, Umwälzpumpe und Regelungstechnik.
Beim Monoblock befindet sich der komplette Kältekreislauf in einem Einzelgerät. Wird die Monoblock Luft-Wasser-Wärmepumpe außen aufgestellt, wir diese mit einer Wasserleitung zur Inneneinheit verbunden. Über die Inneneinheit wird dann lediglich das warme Heizwasser im Heizsystem verteilt. Inneneinheiten für alpha innotec Luft-Wasser-Wärmepumpen sind wahlweise als Wandregler mit Umwälzpumpe, als kompaktes Hydraulikmodul oder als Hydrauliktower mit Reihenpufferspeicher und Warmwasserspeicher erhältlich – letztere sind die perfekte Ergänzung für unsere modernste und klimafreundlichste Wärmepumpen-Familie Hybrox.
Eine platzsparende Außenaufstellung ist vor allem bei der Modernisierung die bevorzugte Lösung. Bei einem Neubau kannst du den Standort deiner Luft-Wasser-Wärmepumpe von vorneherein auch im Innenbereich einplanen. Unser Tipp, wenn der Platz sowohl im Garten als auch im Haus knapp ist: Unsere Luft-Wasser-Wärmepumpe Paros für die Innenaufstellung benötigt nur eine Grundfläche von 0,3 Quadratmetern und kann dank der cleveren Luftführung sogar auf dem Dachboden installiert werden.
Staatliche Förderung für umweltfreundliche Heizung
Da das Heizen mit Umweltwärme äußerst sauber und zukunftsorientiert ist, unterstützt der Staat dich bei der Anschaffung einer Luft-Wasser-Wärmepumpe. Die Höhe der Förderung hängt von deinem Einkommen, dem Zeitpunkt der Anschaffung und dem verwendeten Kältemittel ab. Ausführliche Informationen findest du in unserem Beitrag zu Förderung von Wärmepumpen.
Ökobilanz verbessern durch Photovoltaik und Ökostrom
Das Heizen mit Umweltwärme ist per se schon klimafreundlich, da nur ein Bruchteil der Energie in Form von Strom aufgewendet werden muss. Viele Energieversorger bieten spezielle Wärmepumpentarife an, die günstiger sind als herkömmliche Stromtarife und darüber hinaus aus regenerativen Quellen stammen.
Deine Luft-Wasser-Wärmepumpe arbeitet noch wirtschaftlicher und klimafreundlicher, wenn du den Strom für den Betrieb des Kompressors mit deiner eigenen Photovoltaik produzierst.
Fazit: Durch die Kombination einer hocheffizienten Luft-Wasser-Wärmepumpe mit Photovoltaik und Ökostrom kannst du die Ökobilanz deiner Heizungsanlage optimieren. So schonst du nicht nur deinen Geldbeutel, sondern auch die Umwelt.
Reversibler Betrieb ermöglicht Kühlen im Sommer
Obwohl die Hauptaufgabe einer Luft-Wasser-Wärmepumpe im Heizen und Warmwasserbereiten liegt, kannst du moderne Geräte auch zum Kühlen nutzen, denn ihr Kältekreislauf ist auf Knopfdruck umschaltbar. Die Wärmepumpe bezieht dann die Wärmeenergie aus deinem Haus und leitet diese nach außen ab. Der reversible Betrieb sorgt ganzjährig für ein angenehmes Raumklima - sowohl in den kühlen als auch in den warmen Monaten.
Leiser Betrieb durch Schallentkopplung
Wie nahezu jede technische Anlage erzeugt auch eine Luft-Wasser-Wärmepumpe beim Betrieb unvermeidbare Geräusche. Eine moderne Luft-Wasser-Wärmepumpe von alpha innotec ist jedoch durch eine kombinierte Schall- und Schwingungsoptimierung sehr leise. Die Geräusche liegen, gemessen direkt an der Schallquelle, im Bereich eines normalen Gesprächs. In drei Metern Entfernung reduziert sich der Schallpegel unserer Hybrox 5 auf rund 45 dB(A) - vergleichbar mit dem sanften Brummen eines Kühlschranks.
Um Beschwerden zu vermeiden, solltest du bei einer Außenaufstellung allerdings immer darauf achten, ausreichende Abstände zu benachbarten Grundstücken und zum eigenen Schlafzimmer einzuhalten. Bei einer Innenaufstellung, etwa im Keller oder der Garage, ist eine Schallentkopplung sowie die Installation spezieller Schwingungsdämpfer unter der Wärmepumpe ratsam. So wird die Übertragung der Geräusche als unangenehmer Körperschall auf Wände, Decken und Leitungen unterbunden.
Vor- und Nachteile einer Luft-Wasser-Wärmepumpe
Als Luft-Wasser-Wärmepumpe hat diese Technologie sowohl Vor- als auch Nachteile. Hier ist eine Übersicht:
Vorteile der Luft-Wasser-Wärmepumpe
- Umweltfreundlichkeit: Luft-Wasser-Wärmepumpen nutzen erneuerbare Wärmequellen wie Luft, um Wärme zu erzeugen, was zu einer geringeren Umweltbelastung führt.
- Energieeffizienz: Sie können effizient Wärme erzeugen und sind im Vergleich zu herkömmlichen Heizsystemen energieeffizienter.
- Niedrigere Betriebskosten: Da sie die Umgebungsluft als Wärmequelle nutzen, sind die Betriebskosten im Vergleich zu anderen Heizsystemen niedriger.
- Vielseitigkeit: Luft-Wasser-Wärmepumpen können für Heizung, Warmwasserbereitung und Kühlung eingesetzt werden.
- Kosten im Vergleich zur Erdwärmepumpe: Im Vergleich zu Erdwärmekollektoren oder Erdwärmesonden, wie sie bei Sole-Wasser-Wärmepumpen erforderlich sind, entfallen bei Luft-Wasser-Systemen die aufwändigen Erdarbeiten. Dies reduziert die Investitionskosten erheblich.
Nachteile der Luft-Wasser-Wärmepumpe
- Abhängigkeit von Außentemperatur: Die Effizienz von Luft-Wasser-Wärmepumpen hängt stark von der Außentemperatur ab. Je höher die Differenz zwischen der Temperatur an der Wärmequelle und der Vorlauftemperatur der Heizung, desto stärker muss der Druck angehoben werden – je kälter die Außentemperatur, desto mehr Strom braucht die Wärmepumpe.
- Lärm: Einige Modelle können Geräusche verursachen, die als störend empfunden werden können. Dies kann ein Problem in Wohngebieten sein. Lass dich hier von einem Fachpartnerbetrieb beraten und wähle ein schall- und schwingungsoptimiertes Gerät.
- Platzbedarf: Luft-Wasser-Wärmepumpen benötigen Platz für die Installation von Außengeräten.
- Kosten im Vergleich zu fossilen Heizungen: Die Anschaffungskosten für eine Luft-Wasser-Wärmepumpe können höher sein als für herkömmliche Heizsysteme. Insbesondere in Kombination mit Photovoltaik kannst du diese allerdings durch die hohe staatliche Förderung und die Einsparungen bei den Betriebskosten in wenigen Jahren amortisieren.
Wirtschaftlichkeit einer Luft-Wasser-Wärmepumpe
Jede Wärmepumpe arbeitet effizienter als eine Öl- oder Gasheizung. Wie wirtschaftlich eine mit Luft-Wasser-Wärmepumpe betriebene Heizung arbeitet, hängt von vielen individuellen Faktoren ab, wie zum Beispiel:
- Gebäudedämmung und Wärmebedarf in deinem Haus
- Eigenerzeugter Strom über Photovoltaik oder externer Strombezug
- Durchschnittliche Außentemperaturen im Winter
- Anschaffungs- und Betriebskosten im Vergleich zu Alternativsystemen
- Staatliche Förderung
Lass dich hier unbedingt von geschulten Fachpartnerbetrieben beraten. Denn die Effizienz und Leistungsfähigkeit jeder Wärmepumpe steht und fällt mit der Auslegung und der richtigen Einstellung der Anlage.
Eines ist allerdings sicher: Wärmepumpe rechnen sich fast immer und das auch im Altbau. Der WWF Deutschland hat 2023 in eine Beispielrechnung aufgezeigt, dass die Wärmepumpe selbst bei der minimalen Förderung von 30 Prozent über 15 Jahre gerechnet die günstigere Variante ist – und das in einem Einfamilienhaus der Energieeffizienzklasse F. Wenn du Photovoltaik auf dem Dach hast, amortisieren sich die Mehrkosten noch schneller, denn der selbst produzierte und genutzte Strom ist deutlich günstiger als Tarifstrom.