Luft-Wasser-Wärmepumpe: Heizen mit Wärme aus der Umwelt
Luft-Wasser-Wärmepumpen speisen die Heizung mit Energie aus der Luft. Diese ist kostenfrei verfügbar und lässt sich sogar bei niedrigen Außentemperaturen noch gewinnen. Voraussetzung dafür ist ein besonderer technischer Prozess. Erfahren Sie in den folgenden Abschnitten, wie eine Luft-Wasser-Wärmepumpe dies bewerkstelligt und mit welchen Kosten Sie bei einer Erstanschaffung Sie rechnen müssen.
Die Themen im Überblick:
- Luftwärmepumpe: Eine Definition
- Funktionsweise der Luft-Wasser-Wärmepumpe
- Einsatzgebiet der Luft-Wärmepumpe
- Kosten der Luft-Wasser-Wärmepumpe
- Staatliche Förderung
- Die Vor- und Nachteile zusammengefasst
- Beim Kauf unbedingt beachten
Eine Wärmepumpe für das Heizen mit Außenluft
Die Luft-Wasser-Wärmepumpe ist eine Umweltheizung zur Wärmegewinnung aus der Luft. Sie hebt die Temperatur des Heizungswassers an und sorgt energiesparend sowie umweltfreundlich für warme Räume. Am besten funktioniert das bei niedrigen Vorlauftemperaturen. Bei Bedarf sorgen die Heizgeräte aber auch für warmes Trinkwasser – spezielle Hochtemperatur-Luftwärmepumpen erreichen dabei unabhängig von der Außentemperatur Werte von über 70 Grad Celsius im Vorlauf.Kompakt- oder Split-Bauweise der Umweltheizung
Im Gegensatz zu anderen Wärmepumpentypen gibt es Luft-Wärmepumpen in Kompakt- und Split-Bauweise. Kompaktgeräte bestehen aus nur einem Gerät, das alle Komponenten enthält. Es kann innen oder außen aufgestellt werden. Bei der Innenaufstellung bezieht es die Außenluft über Kanäle, die durch die Außenwand führen. Luft-Wärmepumpen in Split-Bauweise bestehen hingegen aus einer Außen- und einer Inneneinheit. Während sich der Verdampfer dabei vor dem Haus befindet, werden alle übrigen Funktionen von der Inneneinheit übernommen. Eine Luft-Wärmepumpe in Split-Bauweise ist platzsparender und kommt ohne große Mauerdurchbrüche aus. Um die Lautstärke der Wärmepumpe zu reduzieren, ist allerdings ein optimaler Aufstellort wichtig.Luft-Wasser- oder Luft-Luft-Wärmepumpe kaufen
Geht es um den Einsatz in wasserführenden Zentralheizungen, kommen Luft-Wasser-Wärmepumpen zum Einsatz. Diese machen kostenfreie Umweltenergie der Außenluft nutzbar, um das Heizungswasser im Haus auf höhere Temperaturen zu bringen. Sie lassen sich auch zur Warmwasserbereitung einsetzen und sind der Standard im Heizungsbereich. Luft-Luft-Wärmepumpen übertragen Heizwärme hingegen direkt auf die Luft im Haus. Sie kommen ohne Heizflächen aus und sind insgesamt kompakter. Ein typisches Beispiel ist die Split-Klimaanlage, die in aller Regel auch mit einer Heizfunktion ausgestattet ist. Bei dieser nimmt die Luftwärmepumpe bei niedrigen Außentemperaturen Wärme der Außenluft auf, um die Raumluft zu erhitzen.Funktionsweise der Luft-Wasser-Wärmepumpe
Grundsätzlich arbeiten alle Wärmepumpen nach dem Prinzip eines Kühlschranks. Während vergleichbare Systeme Energie aus dem Grundwasser oder dem Erdreich nutzbar machen, setzt eine Luft-Wasser-Wärmepumpe auf die Wärmegewinnung aus der Luft. Wie das funktioniert, lässt sich in vier Schritten verständlich erklären.Schritt 1: Umweltenergie verdampft Kältemittel
Im ersten Schritt der Luftwärmepumpen-Funktion nimmt das Heizgerät thermische Energie aus der Umgebung auf. Das funktioniert mit einem Ventilator, der Luft über einen Wärmeübertrager leitet. Durch diesen fließt ein kühleres Medium, das sich dabei erwärmt. Das Besondere an dem sogenannten Kältemittel ist, dass es bereits bei geringen Temperaturen vollständig verdampft. Zum Vergleich: Leitungswasser verdampft unter normalen Bedingungen erst bei 100 Grad Celsius.Schritt 2: Kompressor verdichtet Kältemitteldampf
Dass das Medium seinen Aggregatzustand vollständig wechselt, ist Voraussetzung für den zweiten Schritt der Luftwärmepumpen-Funktion. Denn hier wird es von einem Verdichter komprimiert, sodass mit seinem Druck auch die Temperatur ansteigt. Die Anlage verbraucht dabei mehr Strom oder Gas, je höher die Vorlauftemperatur der Heizung ist.Schritt 3: Wärmepumpe erhitzt das Heizungswasser
Hat der Kältemitteldampf die benötigte Temperatur erreicht, strömt er über einen weiteren Wärmeübertrager. Hier speist er die transportierte thermische Energie in das Heizsystem ein, wobei das Kältemittel selbst abkühlt. Zeitgleich sinkt auch der Druck und das Medium wird allmählich flüssig.Schritt 4: Kreislauf der Luftwärmepumpen-Funktion
Im letzten Schritt der Luftwärmepumpen-Funktion strömt das Kältemittel über ein sogenanntes Entspannungsventil. Dabei sinken Temperatur und Druck auf den Ausgangszustand ab. Das Medium verflüssigt sich vollständig und der Prozess kann von vorn beginnen. Die folgende Grafik zeigt, wie das Heizen mit Außenluft funktioniert.
Luft-Wasser-Wärmepumpe vereisen im Winter
Arbeitet die Heizung bei niedrigen Außentemperaturen, kondensiert Wasser aus der Außenluft am Verdampfer und die Wärmepumpe vereist. Dieses Phänomen ist typisch für eine Außenluft-Heizung, allerdings auch mit höheren Verbrauchskosten verbunden. Letztere entstehen beim Abtauen. Dabei nutzt die Anlage elektrische Energie oder Heizwärme, um den Verdampfer vom Eis zu befreien. Ohne diese Funktion käme weniger Außenluft zur Heizung und die Leistung würde abfallen. Bei der optimal ausgelegten Kombination einer Zusatzheizung wie der Gastherme mit der Wärmepumpe (Hybridheizung) ist das meist nicht der Fall. Hier schaltet sich die Wärmepumpe bei einer bestimmten Temperatur ab. Die Zusatzheizung arbeitet dann allein und läuft unter Umständen günstiger.Einsatzgebiet der Luft-Wasser-Wärmepumpe
Wie die Luftwärmepumpen-Funktion zeigt, arbeitet die Technik immer dann besonders sparsam, wenn der Unterschied zwischen Luft- und Vorlauftemperatur klein ist. Denn in diesem Fall muss der Verdichter weniger leisten und der Stromverbrauch der Luftwärmepumpe bleibt auf einem niedrigen Niveau. Die Technik eignet sich daher vor allem in neu gebauten oder energetisch sanierten Häusern. Begünstigend wirkt hier übrigens eine Flächenheizung. Denn diese überträgt thermische Energie über große Flächen und kommt daher mit geringeren Vorlauftemperaturen aus als herkömmliche Heizkörper.
Wichtig zu wissen: Unter bestimmten Umständen benötigen Sie eine Genehmigung zur Aufstellung von Luft-Wasser-Wärmepumpen. Der Fall ist das in der Regel bei leistungsstarken Geräten, die auf überbaubaren Grundstücksflächen errichtet werden sollen. Weitere Informationen dazu bekommen Sie von der zuständigen Gemeinde- oder Stadtverwaltung.
Wärmepumpe kombinieren: Auch im Altbau geeignet
Kombinieren Hausbesitzer die Wärmepumpentechnik mit einer Gas- oder Öl-Brennwertheizung, sorgt sie auch im Altbau für niedrige Heizkosten. Denn in diesem Fall wählt die sogenannte Hybridheizung automatisch die günstigste Energiequelle. Während das über weite Teile des Jahres die Wärmepumpe ist, schaltet sie bei sehr niedrigen Außentemperaturen auf die Gas- bzw. Ölheizung um.Tipp: Wärmepumpe mit Solar für Neubauten
Hybrid-Kombis eignen sich nicht nur im Bestand. Auch im Neubau hat es Vorteile, wenn Sie die Umweltheizung mit anderen Systemen kombinieren. Ein Beispiel ist die Wärmepumpe mit Solarthermie. Während das Heizen hierbei über die Außenluft erfolgt, sorgt die Solaranlage umweltfreundlich für warmes Wasser. Die Luftwärmepumpe kann weite Teile des Jahres mit geringeren Temperaturen arbeiten und läuft dadurch sparsamer. Übrigens: Wer die Wärmepumpe mit Photovoltaik kombiniert, erzeugt den zum Heizen benötigten Strom größtenteils selbst und spart noch mehr.Wie wird die Luft-Wasser-Wärmepumpe im Haus eingebunden?
Das folgende Schaubild zeigt, eine Möglichkeit, wie diese Wärmepumpe bei Ihnen eingebaut werden kann und welche zusätzlichen Komponenten für einen effizienten Betrieb unerlässlich sind. Während die Anlage im Bild auf Außenluft setzt, ist es auch möglich, Wärmepumpe und Lüftungsanlage zu kombinieren.
Kosten der Luft-Wasser-Wärmepumpe
Für Einfamilienhäuser mit einer Heizleistung von acht bis zwölf Kilowatt belaufen sich die Kosten einer solchen Wärmepumpe auf rund 20.000 bis 26.000 CHF. Inbegriffen sind sämtliche Anbauteile sowie Zubehör wie Rohrleitungen. Der konkrete Preis hängt insbesondere vom Wärmepumpentyp ab. Die Außenaufstellung kann im Vergleich zur Luft-Wasser-Wärmepumpe zur Innenaufstellung etwas teurer sein. Zudem muss zwischen Anlagen mit Invertertechnik, Wasserführung sowie modulierenden Anlagen unterschieden werden. Auch Kombinationen mit elektrischen Zusatzheizungen sind denkbar.
