Eine Luft-Wasser-Wärmepumpe ist eine umweltfreundliche Möglichkeit, Brauch- und Heizungswasser zu erwärmen. Wie das funktioniert und in welchem Verhältnis sich Kosten und Nutzen gegenüberstehen, erfahren Sie hier auf Klimatechniker.net!
Der Kreislauf einer Luft-Wasser-Wärmepumpe besteht im Wesentlichen aus vier Komponenten: Verdampfer, Verdichter, Verflüssiger und Entspannungsventil. © Klimatechniker.net
Eine Wärmepumpe nutzt die Energie einer Energiequelle – Sonne, Wasser, Erde oder Luft – und überträgt diese in der Regel auf das Brauchwasser oder den Heizkreislauf. Die verwendete Energiequelle bestimmt auch über die Bezeichnung der Wärmepumpe. So nutzt eine Solar-Wärmepumpe dank Solarthermie die Kraft der Sonne, eine Luft-Wärmepumpe hingegen die der Umgebungsluft. Im folgenden Artikel möchten wir Ihnen eine Variante letzterer Art etwas genauer vorstellen: die Luft-Wasser-Wärmepumpe. Wie funktioniert eine solche Anlage, wie unterscheidet sie sich in Sachen Kosten und Nutzen von anderen Wärmepumpen und was ist bezüglich der Installation und Instandhaltung zu beachten?
Wie funktioniert eine Luft-Wasser-Wärmepumpe?
Wie bereits beschrieben, nutzt eine Luft-Wasser-Wärmepumpe die Energie der Umgebungsluft. Die Bezeichnung „Wasser“ bezieht sich darauf, dass die gewonnene Energie auf das Warmwasser, das Heizungswasser oder auf beides übertragen wird. Dazu benötigt eine solche Anlage im Wesentlichen folgende Bestandteile:
- Kältemittel: Dabei handelt es sich um ein Medium, dass aufgrund seiner Eigenschaften bei niedrigem Druck unter Wärmezufuhr verdampft und sich später (bei Wärmeabgabe) wieder verflüssigt. Das Kältemittel dient also als Überträger der Energie und wird durch einen Prozesskreislauf geleitet.
- Verdampfer: Hier wird das Kältemittel durch die Umgebungsluft erwärmt, sodass dieses den Siedepunkt erreicht und in den gasförmigen Zustand übergeht.
- Verdichter: Dieser kann elektrisch oder mit einem Verbrennungsmotor angetrieben werden. Er saugt das verdampfte Kältemittel an und verdichtet es. Durch den zugeführten Druck erhöht sich die Temperatur des Mediums weiter.
- Verflüssiger: Der Verflüssiger der Luft-Wasser-Wärmepumpe kühlt das Kältemittel wieder ab. Die dabei freigesetzte Energie wird mittels Wärmeüberträger auf das Heizungs- beziehungsweise Brauchwasser übertragen. Durch den Temperaturanfall wechselt das Kältemittel wieder in den flüssigen Zustand.
- Entspannungsventil: Hier wird das Kältemittel durch die Reduzierung des Drucks noch weiter abgekühlt und dann wieder zum Verdampfer geleitet.
Vergleich der Luft-Wasser-Wärmepumpe mit anderen Wärmepumpen
Die Luft-Wasser-Wärmepumpe hat im Vergleich Wärmepumpen, die auf andere Energiequellen zurückgreifen, sowohl Vor- als auch Nachteile. Eine Sole-Wasser-Wärmepumpe (auch Erdwärmepumpe genannt) erfordert die Installation von Kollektoren oder Sonden im Erdboden. Es handelt sich um einen arbeitsintensiven Prozess, der zusätzlich ausreichend Platz auf dem Grundstück erfordert. Auch wenn das Grundwasser als Quelle dient, sind tiefe Bohrungen erforderlich, die außerdem einer Genehmigung bedürfen. Der entscheidende Vorteil der Luft-Wasser-Wärmepumpe in dieser Hinsicht ist, dass Umgebungsluft unbegrenzt zur Verfügung steht und nicht erst erschlossen werden muss. Dadurch fallen die Anschaffungs- beziehungsweise Installationskosten auch geringer aus. Auch eine Genehmigung durch die Behörden ist nicht notwendig. Dieser Preisvorteil wird allerdings durch die höheren Betriebskosten wieder relativiert, welche durch einen größeren Strombedarf zum Verdichten des Kältemittels bei niedrigen Lufttemperaturen bedingt sind.
Aufgrund der starken Schwankungen, der die Außenluft über das Jahr hinweg unterliegt, schwankt auch die Leistung der Luft-Wasser-Wärmepumpe. Je niedriger die Temperaturen sind, desto mehr Strom muss zusätzlich zugeführt werden, um das Warmwasser zu erhitzen. Hier sind sowohl Erdwärme- als auch Grundwasserwärmepumpen im klaren Vorteil, da die Medien Erde und Wasser deutlich schwächeren Temperaturschwankungen unterliegen und somit relativ konstant effizient arbeiten können.
Wärmepumpen sind insgesamt recht wartungsarm. Um eine lange und effiziente Laufzeit zu ermöglichen, sollte dennoch eine regelmäßige Wartung der mechanischen Teile stattfinden. Im Gegensatz zu Sole-Wasser- oder Wasser-Wasser-Wärmepumpen ist bei der Luft-Wasser-Wärmepumpe generell ein Abtauen des Verdampfers notwendig.
Varianten der Luft-Wasser-Wärmepumpe
Von einer normalen Bauweise der Luft-Wasser-Wärmepumpe, bei der alle Komponenten integriert entweder im Haus oder auf dem Grundstück platziert werden, lässt sich noch die Split-Bauweise unterscheiden. Hierbei wird der Verdampfer separat draußen, beispielsweise an der Hauswand, angebracht, während die restlichen Einheiten drinnen Platz finden. Daraus ergeben sich nicht nur Platzvorteile: So konzipierte Anlagen sind aufgrund ihrer Herstellung in größeren Stückzahlen günstiger.
Eine Brauch- oder Heizwasserwärmepumpe kann zusätzlich mit einer Lüftungsanlage kombiniert werden, die über Wärmerückgewinnung verfügt. Die Luft-Wasser-Wärmepumpe würde dann in den Kreislauf der Lüftungsanlage integriert werden und könnte so von wärmerer Luft als Energiequelle profitieren.
