Die Luft-Wasser-Wärmepumpe

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Die Luft-Wasser-Wärmepumpe – Funktion mit Vor- und Nachteilen

Die Luft-Wasser-Wärmepumpe gehört zu den am häufigsten installierten Wärmepumpen in Deutschland. Wir zeigen Ihnen, wie diese Heizung funktioniert, mit welchen Kosten Sie rechnen müssen und welche Vor- und Nachteile sie hat.

Luft-Wasser-Wärmepumpe im Keller © Gerd, stock.adobe.com
Die Installation einer Luft-Wasser-Wärmepumpe im Keller kann in vielen Fällen einfacher und kostengünstiger sein als andere Systeme, da keine aufwändigen Bohrungen für Erdwärmekollektoren oder Tiefenbohrungen notwendig sind © Gerd, stock.adobe.com

Wie funktioniert eine Luft-Wasser-Wärmepumpe?

Wie alle Wärmepumpen funktioniert auch die Luft-Wasser-Wärmepumpe nach dem umgekehrten „Kühlschrankprinzip“. Ein Kreislauf aus Verdampfen, Verdichten und Kondensieren von Kältemittel erzeugt Wärmeenergie, die zum Heizen oder für Warmwasser genutzt werden kann. Die Luft-Wasser-Wärmepumpe verwendet als Energiequelle dafür die Außenluft. Und das funktioniert so:

Die Luft-Wasser-Wärmepumpe macht aus kalter Luft warmes Wasser
Die Luft-Wasser-Wärmepumpe macht aus kalter Luft warmes Wasser
  1. Die Wärmepumpe saugt die Außenluft mit einem Ventilator an. Dabei wird die Luft über einen Wärmeträger geführt. Darin fließt ein Kältemittel, das schon bei einer geringfügig höheren Temperatur verdampft.
  2. Nachdem das Kältemittel verdampft und nun dampfförmig ist, wird es in einem Kompressor verdichtet. Mit steigendem Druck steigt auch die Temperatur.
  3. Die beim Verdichten erzeugte Wärme wird über einen Wärmetauscher an Heizungswasser oder Wasser als Trägermedium für einen Pufferspeicher abgegeben. Gleichzeitig kühlt das Kältemittel, der Druck sinkt und das Kältemittel kondensiert.
  4. Das flüssig gewordene Kältemittel strömt über ein Entspannungsventil wieder zurück. Druck und Temperatur entsprechen dann wieder dem Zustand zu Beginn des Kreislaufs. Nun beginnt der Prozess von vorn, indem dem Kältemittel wieder Außenluft zugeführt wird.

Luft-Wasser-Wärmepumpe vs. Luft-Luft-Wärmepumpe

Häufig wird die Luft-Wasser-Wärmepumpe mit der Luft-Luft-Wärmepumpe gleichgesetzt und auch als „Luftwärmepumpe“ bezeichnet. Das ist nicht ganz korrekt. Denn eine Luft-Luft-Wärmepumpe überträgt die erzeuge Wärmeenergie tatsächlich auf Luft, die in einem Raum geblasen wird. Diese Funktionsweise wird auch von Split-Klimaanlagen genutzt, die nicht nur Kälte, sondern auch Wärme erzeugen können.

Eine „echte“ Luft-Wasser-Wärmepumpe überträgt die Wärmeenergie auf Wasser, das zum Heizen oder für die Warmwassergewinnung genutzt wird.

Die Vorteile und Nachteile der Luft-Wasser-Wärmepumpe im Überblick

Auch wenn die Wärmepumpe als wichtiger Baustein der Energiewende gilt, hat sie neben vielen Vorteilen auch einige Nachteile, die wir hier übersichtlich aufführen:

Vorteile Luft-Wasser-Wärmepumpe Nachteile Luft-Wasser-Wärmepumpe
  • Die kompakte Bauweise ermöglicht eine flexible Montage. Je nach Modell (Split/Monoblock) innen und außen montierbar.
  • Die Investitionskosten sind dank hoher staatlicher Förderung überschaubar.
  • Die Geräte können sehr gut mit Flächenheizungen kombiniert werden.
  • Der Wartungsaufwand ist gering, da z.B. keine Brenner oder Schornsteine gewartet werden müssen.
  • Je nach Modell kann die WP im Sommer auch zum Kühlen verwendet werden.
  • Luft als Wärmequelle ist kostenlos und unbegrenzt verfügbar.
  • Die Wärmepumpe stößt keine Emissionen aus.
  • In der Regel ist keine behördliche Genehmigung erforderlich.
  • Die Nachrüstung im Bestand ist möglich.
  • Wird konventionell erzeugter Strom verwendet, erzeugt die Wärmepumpe auch CO2.
  • Der Wirkungsgrad ist geringer als bei anderen Wärmepumpen-Arten.
  • Trotz Einhaltung der Emissionsgrenzwerte kann das Betriebsgeräusch von bis zu 60 Dezibel störend sein.
  • Die Investitionskosten sind höher als bei konventionellen Heizsystemen wie Gas- oder Ölheizungen.
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Wo wird eine Luft-Wasser-Wärmepumpe installiert?

Eine Luft-Wasser-Wärmepumpe ist sehr kompakt und in den Abmessungen meist nicht wesentlich größer als ein Kühlschrank. Das macht die Installation der Pumpen sehr flexibel. Abhängig von der Bauweise ergeben sich verschiedene Varianten:

  • Monoblock-Wärmepumpen: Im Gehäuse dieser Kompaktgeräte sind alle wichtige Komponenten der Luft-Wasser-Wärmepumpe enthalten, wie der Verdampfer oder Wärmetauscher. Die Monoblockgeräte können innen wie außen installiert werden. Bei der Innenmontage sind jedoch Luftleitungen nach draußen notwendig, um dort die Außenluft anzusaugen. Wird die Monoblock-Anlage außen installiert, muss ein Mindestabstand von drei Metern zum Nachbarn eingehalten werden.
  • Die Wärmepumpe als Monoblock oder Splitgerät
    Die Wärmepumpe als Monoblock oder Splitgerät
  • Splitgeräte: Wärmepumpen als Splitgeräte bestehen aus zwei Einheiten, einer Außen- und einer Inneneinheit. Die Außeneinheit beinhaltet den Verdampfer, während alle weiteren Funktionen der Wärmepumpe von der Inneneinheit geleistet werden. Ein Vorteil der Splitgeräte besteht darin, dass sie draußen weniger Platz benötigen. Für die Installation ist meist kein großer Wanddurchbruch erforderlich.

Welche Kosten kommen mit einer Luft-Wasser-Wärmepumpe auf mich zu?

Die Investitionskosten einer Luft-Wasser-Wärmepumpe liegen unter den Kosten von Erdwärmepumpen oder Wasser-Wasser-Wärmepumpen. Allerdings sind die Betriebskosten in der Regel höher, weil mehr Strom für das Verdichten der Umweltwärme erforderlich ist.

Mit folgenden Installations- und Anschaffungskosten können Hausbesitzer rechnen:

  • Kosten für die Luft-Wasser-Wärmepumpe: abhängig vom Modell zwischen 15.000 und 20.000 Euro.
  • Montagekosten: ab 1.000 Euro

Diese regelmäßigen Kosten fallen bei einer Luft-Wasser-Wärmepumpe an:

  • Kosten für Wartung: rund 50 bis 100 Euro pro Jahr
  • Kosten für Strom: zwischen 1.000 und 1.200 Euro pro Jahr.

Die hier angegebenen Kosten sind Richtwerte. Wie hoch die Stromkosten pro Jahr ausfallen, hängt von der Art des bezogenen Stroms und dem Wärmebedarf im Haus ab. Je mehr Wärme Sie benötigen, desto mehr Strom wird Ihre Wärmepumpe brauchen.

Durch die richtige Dimensionierung der Luft-Wasser-Wärmepumpe ebenso wie mit einer PV-Anlage lassen sich die Betriebskosten deutlich senken.

Deutsches Förderprogramm für erneuerbare Energien: Euro Geldscheine, Bauplan und Haus mit dem Text Fördermittel energetische Sanierung auf dem Display eines Taschenrechners © Racamani, stock.adobe.com
Die Förderung von Luft-Wasser-Wärmepumpen kann an bestimmte Bedingungen geknüpft sein, wie zum Beispiel die Erfüllung bestimmter technischer Standards oder energetischer Effizienzvorgaben © Racamani, stock.adobe.com

Welche Faktoren muss ich für die Leistung meiner Luft-Wasser-Wärmepumpe berücksichtigen?

Damit eine Luft-Wasser-Wärmepumpe wirtschaftlich arbeitet, müssen bestimmte Kennzahlen berücksichtigt werden. Ein Fachbetrieb orientiert sich bei der Leistungsberechnung an der DIN EN 12831 und der DIN 4708. Die Normen beziehen sich auf den Gesamtwärmebedarf bzw. den Brauchwasserbedarf.

Daneben wird die notwendige Vorlauftemperatur der Heizung berücksichtigt. Sie ist bei Flächenheizungen niedriger als bei konventionellen Heizkörpern. Je niedriger die Vorlauftemperatur ist, desto energieeffizienter kann die Luft-Wasser-Wärmepumpe arbeiten.

Wichtig für die Leistungsberechnung ist auch, ob die Wärmepumpe in ein Hybridsystem mit Gas- oder Ölheizung sowie anderen Wärmeerzeugern integriert wird. Außerdem spielt die Dämmung des Gebäudes eine zentrale Rolle, um die notwendige Leistung der Wärmepumpe zu bestimmen. Die Dämmung fließt in die Berechnung des Heizwerts ein.

Da die Leistung der Wärmepumpe maßgeblich darüber entscheidet, wie wirtschaftlich das Gerät arbeitet, sollte die Berechnung nur von Profis übernommen werden. Das können Energieberater oder Experten aus einem SHK-Fachbetrieb sein.

Faktoren für den bestmöglichen Wirkungsgrad der Wärmepumpe
Faktoren für den bestmöglichen Wirkungsgrad der Wärmepumpe

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Kann eine Luft-Wasser-Wärmepumpe im Winter vereisen?

Bei Minusgraden kann es vorkommen, dass Feuchtigkeit aus der Außenluft am Verdampfer kondensiert und vereist. Um die Vereisung zu lösen, können Wärmepumpen mit einem Heizstab ausgestattet sein. Dadurch wird zwar mehr Strom benötigt, dennoch kann eine Luft-Wasser-Wärmepumpe auch bei Minusgraden noch wirtschaftlich betrieben werden.

Mit der Luft-Wasser-Wärmepumpe im Sommer kühlen

Die Wärmepumpe hat einen coolen Vorteil im Sommer
Die Wärmepumpe hat einen coolen Vorteil im Sommer

Reversibel nutzbare Luft-Wasser-Wärmepumpen lassen sich im Sommer auch als Kühlsysteme nutzen. Die Außenluft wird dann im Verdampfer nicht in Wärme, sondern in Kälte umgewandelt. Die Wärmepumpe funktioniert dann wie ein Kühlschrank. Über den Wärmetauscher wird die Kälte auf das Heizungswasser übertragen, das gekühlt durch die Leitungen strömt. Die Kühlfunktion von Luft-Wasser-Wärmepumpen wird auch „Active-Cooling“ genannt. Im Gegensatz zu Klimaanlagen mit Splitfunktion wird bei der Wärmepumpe tatsächlich das Heizungswasser gekühlt und nicht die Raumluft.

Kann ich die Luft-Wasser-Wärmepumpe auch im Altbau nutzen?

Wärmepumpe im Altbau
Wärmepumpe im Altbau

Moderne Luft-Wasser-Wärmepumpen lassen sich auch im Altbau nachrüsten. Hier hängt die Wirtschaftlichkeit und Energieeffizienz des Heizgeräts maßgeblich vom Dämmungsgrad des Altbaus und den Heizkörpern ab. Flächenheizungen und eine Dämmung verbessern die Leistung der Wärmepumpe und verringern den Strombedarf. Grundsätzlich ist das Nachrüsten eines Altbaus mit Wärmepumpentechnik fast immer möglich.

Dank Wärmepumpe ist das charmante und klimafreundliche heizen auch im Altbau möglich
Dank Wärmepumpe ist das charmante und klimafreundliche heizen auch im Altbau möglich

Kann ich eine Luft-Wasser-Wärmepumpe mit anderen Heizsystemen kombinieren?

Eine gute Kombination: Solarthermie + Wärmepumpe
Eine gute Kombination: Solarthermie + Wärmepumpe

Luft-Wasser-Wärmepumpen lassen sich auch als Hybrid-Systeme mit bestehenden Öl- oder Gasheizungen sowie mit Solarthermie oder Pellettechnik kombinieren. Ältere Öl- und Gaskessel müssen dafür meist mit entsprechender Regeltechnik nachgerüstet werden. Durch die Wärmepumpe lässt sich so der Gas- oder Ölverbrauch auf ein Minimum reduzieren, denn die Heizkessel springen nur dann an, wenn die Temperaturen stark fallen und der Heizbedarf nicht mehr von der Wärmepumpe gedeckt werden könnte.

Die Kombination mit anderen Erneuerbaren-Energien-Heizungen ist auch im Neubau sinnvoll. So können Hausbesitzer mit Solarthermie, PV-Anlage und einer Wärmepumpe nahezu autark heizen oder Warmwasser erzeugen.

Fazit: Die Luft-Wasser-Wärmepumpe ist ein vielseitig einsetzbares, nachhaltiges Heizsystem

Die Luft-Wasser-Wärmepumpe bietet vielen Hausbesitzern die Möglichkeit, dank hoher Förderung auf eine umweltfreundliche Heizung umzustellen. Wird der Strom zusätzlich über eine PV-Anlage erzeugt, ist klimaneutrales Heizen ohne Abhängigkeit von Energieversorgern ganzjährig möglich.

Wärmepumpe an der Wand eines Einfamilienhauses installiert. Hausbild, das erneuerbare Energiequellen zeigt © guteksk7, stock.adobe.com
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