Luft-Wasser-Wärmepumpen
Im Unterschied zu Sole– und Wasserwärmepumpen, die Erde bzw. das Grundwasser als Wärmequelle nutzen, beziehen Luftwärmepumpen (auch: Luft-Wasser-Wärmepumpen) die „Umweltenergie“ aus der Luft, meist der Außenluft. Sie erwärmen damit das Heiz- und/oder Trinkwasser. Wenn sie der Gebäudebeheizung dienen, sollten sie in Häusern mit gutem Wärmeschutz und möglichst niedrigen Heiztemperaturen installiert werden. So fällt der Stromverbrauch am geringsten aus. Es werden Kompaktgeräte und Splitgeräte angeboten. Kompaktgeräte beinhalten alle Komponenten in einem Gehäuse. Es gibt welche, die in Innenräumen aufgestellt werden können und welche, die sich für den Außenbereich eignen. Die am häufigsten verwendeten Splitgeräte bestehen aus einem Innengerät und einem Außengerät. Es gibt auch Luftwärmepumpen, die nur das Trinkwasser erwärmen, so genannte Warmwasserwärmepumpen.
Funktionsweise von Luftwärmepumpen
Wärmepumpen arbeiten mit einem Kältemittel, das bereits auf sehr niedrigem Temperaturniveau verdampft. So ist es möglich, der im Winter recht kalten Außenluft noch Wärme zu entziehen. Die Luft wird von einem Ventilator angesaugt. In einem Kreisprozess wird das Kältemittel verdampft, indem es aus der Luft Umweltwärme aufnimmt.
Anschließend erhöht ein Verdichter (Kompressor) den Druck des Kältemittels, das dadurch weiter erwärmt wird (daher der Begriff „Wärmepumpe“). Im Anschluss gibt das Kältemittel die Wärmeenergie über einen Kondensator an das Heizungswasser ab und wird dadurch wieder flüssig. Im letzten Schritt erfolgt die Entspannung durch ein Expansionsventil und das Kältemittel kühlt weiter ab. Der Prozess beginnt von vorn.
Für den Betrieb einer Wärmepumpe wird meist Strom als Energieträger genutzt. Effiziente Anlagen schaffen es, die erforderliche Heizenergie mit etwa 75 Prozent Umweltenergie und nur 25 Prozent Strom zu erzeugen. Anders ausgedrückt: mit einer Kilowattstunde Strom werden vier Kilowattstunden Wärme erzeugt. Die Effizienz einer Wärmepumpenanlage hängt, neben der Effizienz des Gerätes selbst, wesentlich von den Betriebsbedingungen in der Heizungsanlage ab.
Voraussetzungen zur Installation von Luft-Wasser-Wärmepumpen
Eine Luft-Wasser-Wärmepumpe zu installieren, ist nur sinnvoll, wenn das Gebäude bestimmte Voraussetzungen erfüllt. Neben einer guten Dämmung des Hauses, die den Heizenergiebedarf geringhält, ist vor allem eine möglichst niedrige Systemtemperatur der Heizungsanlage essenziell für den effizienten Betrieb einer Wärmepumpe und damit einen geringen Stromverbrauch. Daher ist eine Flächenheizung in Form einer Wand- oder Fußbodenheizung besonders gut für den Wärmepumpenbetrieb geeignet. Es können aber auch große Heizkörper oder so genannte Tieftemperaturheizkörper (mit kleinen Ventilatoren) installiert werden.
Wenn diese Bedingungen erfüllt sind, können Luft-Wasser-Wärmepumpen auch in Bestandsgebäuden eingesetzt werden. Angeboten werden auch so genannte Hochtemperatur-Wärmepumpen. Diese werden für Systemtemperaturen bis 70 Grad Celsius beworben. Hier sollte genau geprüft werden, welche Stromkosten bei diesen hohen Temperaturen zu erwarten sind. Die Temperaturen sollten so niedrig wie möglich sein. Um Fehlinvestitionen oder hohe Folgekosten zu vermeiden, sollte vor der Anschaffung geprüft werden, ob sich Gebäude und Heizsystem wirklich eignen, um eine Wärmpumpe zu installieren.
Vorteile und Nachteile von Luftwärmepumpen
Eine Luftwärmepumpe benötigt im Haus nur wenig Platz. Sie besteht meistens aus einem Innenteil, eventuell zusätzlich einem Pufferspeicher und einem Außengerät mit Ventilator und Verdampfer. Viele Wärmepumpen können nicht nur heizen, sondern im Sommer durch Umkehr des Kreisprozesses auch kühlen. Der Installationsaufwand und damit verbunden die Investitionskosten sind im Vergleich zu anderen Systemen geringer da keine Erdarbeiten für Erdkollektoren oder Tiefensondenbohrungen erforderlich sind. Im Vergleich zu anderen Wärmepumpen haben Luftwärmepumpen allerdings die geringste Effizienz und damit höhere Betriebskosten. Bei der Platzwahl des Außengerätes ist eine eventuelle Geräuschbelästigung durch den Ventilator zu beachten. Um die gesetzlichen Vorgaben zum Schallschutz einzuhalten, ist der Aufstellort einer Luftwärmepumpe sorgfältig zu wählen. Bei sehr kalten Außentemperaturen sinkt die Leistung der Luftwärmepumpe stark ab. Dann wird in der Regel ein Elektroheizstab zugeschaltet. Auch die damit einhergehenden Stromkosten sind zu beachten.
Tipp: Lassen Sie sich vor der Installation die zu erwartende Jahresarbeitszahl der Wärmepumpe berechnen. Dabei sollte unbedingt die zugrundeliegenden individuellen Randbedingungen in Ihrem Heizsystem beachtet werden. Die Jahresarbeitszahl gibt Auskunft darüber, wieviel Wärme die Wärmepumpe über den Zeitraum eines Jahres aus einer Kilowattstunde Strom erzeugt. So können Sie die Effizienz der Anlage und die zu erwartenden Stromkosten einschätzen und verschiedene Wärmepumpen vergleichen. Die vom Hersteller angegebene Leistungszahl (COP) macht dagegen „nur“ eine Aussage zur auf dem Prüfstand ermittelten Effizienz des Gerätes selbst.
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