Luft-Wasser-Wärmepumpe

05.06.2022
Luft-Wasser-Wärmepumpe

Luft- Wasser- Wärmepumpe

Eine Luft-Wasser-Wärmepumpe stellt eine effiziente sowie umweltbewusste Alternative zu Heizungsanlagen dar, welche mit fossilen Energieträgern wie Gas oder Öl betrieben werden. Gegenüber konventionellen Heizsystemen, können mit einer Luft-Wasser-Wärmepumpe bis zu 75% der Heizkosten eingespart werden, ohne hierbei die Kapazität der Wärmepumpe zu beeinträchtigen. Um Wärmeenergie zu gewinnen, benötigt diese lediglich die Umgebungsluft. In der Heizungsanlage wird diese dann mit Hilfe von Wasser im ganzen Haus verteilt. Für diese Art der Wärmepumpe sind weder große Flächen noch Verlegungen von Erdkollektoren oder Bohrungen für Brunnen oder Erdsonden erforderlich. Gerade aus diesem Grund ist eine Luft-Wasser-Wärmepumpe in der Anschaffung preiswerter als beispielsweise eine Erdwärmepumpe. Luft ist überall verfügbar und kann demnach mit geringem Aufwand als Wärmequelle erschlossen werden. Die Aufstellung erfordert lediglich Luftkanäle für die Ab- und Zufuhr der Außenluft.

Darüber hinaus ist bei der Installation einer solchen Wärmepumpe kein langwieriges Genehmigungsverfahren erforderlich. Ebenso wie Erdpumpen, erzeugen auch Luft-Wasser-Wärmepumpen die Energie, die sowohl zum Heizen wie auch zur Warmwasserbereitung benötigt wird. Im Vergleich zur Erdwärmepumpe, welche sich anhand von Sonden die Wärme des Erdreichs zunutze macht, erweist sich eine Luft-Wasser-Wärmepumpe etwas ineffizienter. Dies liegt vor allem daran, dass sich bei frostigen Temperaturen der Wirkungsgrad verschlechtert. Pro Jahr können so etwa 150 bis 200 Euro an Mehrkosten hinzukommen. Deshalb ist an besonders kalten Tagen nicht selten ein Parallelbetrieb mit einem Brennstoffkessel oder ein elektrisches Nachheizen erforderlich. Sollte die Temperatur zu stark abfallen, schaltet die Regelung der Wärmepumpe ab und aktiviert gleichzeitig den Kessel. Damit kann sichergestellt werden, dass zu jeder Zeit immer diejenige Wärmequelle genutzt wird, welche die geringsten Energiekosten verursacht. Möglich ist zudem auch die Kombination mit einem wassergeführten Kamin oder einer thermischen Solaranlage. Allerdings ist anzumerken, dass eine Luft-Wasser-Wärmepumpe selbst bei Minusgraden gute Werte erzielt. Darüber hinaus sind mittlerweile Systeme mit integriertem Elektroheizstab oder automatisierter Abtaufunktion auf den Markt, so dass kalte Temperaturen der Luft-Wasser-Wärmepumpe nicht so schnell etwas anhaben können. Auf diese Weise wird das Heizsystem sinnvoll unterstützt.

Bei günstigen Betriebsbedingungen vermag eine Luft-Wasser-Wärmepumpe etwa 95 bis 98% des gesamten jährlichen Energiebedarfs abzudecken. Die Luft-Wasser-Wärmepumpe ermöglicht eine einfache und schnelle Aufstellung. Installiert werden kann das Heizsystem sowohl im Haus sowie im Freien, etwa im Hof oder Garten. Um den Wärmeverlust so gering wie möglich zu halten, sollte eine Luft-Wasser-Wärmepumpe jedoch nach Möglichkeit im Inneren aufgestellt werden. So werden die für die Heizfunktion zuständigen Komponenten vor Wind und Wetter geschützt und die Lebensdauer der Wärmepumpe verlängert. Zudem hat die "interne Lösung" den Vorteil, dass die Wärmeverluste durch den kleineren Warmwasserkreislauf auf ein Minimum reduziert werden.


Funktion und Förderung einer Luft-Wasser-Wärmepumpe

Eine Luft-Wasser-Wärmepumpe nutzt im Prinzip einen Ventilator, welcher für das Ansaugen der Umgebungsluft verantwortlich ist. Der eingesogenen Luft wird anschließend anhand eines Verdampfers die Wärme entzogen. Die absorbierte Temperatur wird nun mittels eines Mechanismus auf das benötigte Niveau angehoben und an den Wasserkreislauf der Heizungsanlage abgegeben. In den meisten Fällen erzielt eine Luft-Wasser-Wärmepumpe eine Vorlauftemperatur von etwa 75 Grad Celsius. Um effizient zu sein, genügt jedoch bereits eine Temperatur von 55 Grad Celsius. Niedrigere Vorlauftemperaturen stellen im Hinblick auf die staatlichen Fördermöglichkeiten ein Problem dar. Denn die Betriebskosten lassen sich dann nicht auf das gefordert niedrigere Niveau halten, zumal die Förderbank (KfW) eine positive Wirkungsgradbilanz fordert. Sofern jedoch die entsprechende Vorlauftemperatur erreicht wird, können beim Einbau einer Luft-Wasser-Wärmepumpe attraktive Förderprogramme genutzt werden.


Was bei der Aufstellung einer Luft-Wasser-Wärmepumpe zu beachten ist
Außen:

  • Die durch den Wärmeentzug abgekühlte Luft muss frei ausgeblasen und nicht erneut angesaugt werden können (Kurzschluss vermeiden)
  • Mindestabstände zu festen Wänden
  • Auskühlen wasserführender Teile verhindern
  • Schallabdichtung erforderlich
  • Anschluss an die Heizungsanlage im Haus anhand wärmeisolierter Rohre (erdverlegt)

Innen:

  • Um die Luftfeuchtigkeit gering zu halten, ist der Aufstellraum der Wärmepumpe mit Außenluft zu belüften
  • Das anfallende Kondenswasser ist frostfrei abzuleiten
  • Die große Menge von Ausblas- und Ansaugluft erfordert eine spezielle Geometrie der Luftkanäle sowie bestimmte Mindestabmessungen
  • Aufstellung muss in unbeheizten Räumen (Abstellraum, Keller) und nicht im Wohnbereich erfolgen. So wird weniger Kondensat gebildet, wenn kalte Außenluft (bis zu -20 Grad Celsius) angesaugt wird.


Wichtigste Vor- und Nachteile einer Luft-Wasser-Wärmepumpe auf einen Blick
Vorteile:

  • Kein Genehmigungsverfahren
  • Keine Unwägbarkeiten in der Wärmequellenverfügbarkeit
  • Gutes Preis-/ Leistungsverhältnis
  • Niedrige Investitionskosten im Vergleich zu anderen Wärmepumpen (keine Bohrungen oder Grabungen notwendig)
  • Installation in Alt- sowie Neubauten möglich
  • Kleine Aufstellfläche
  • Außen- und Innenaufstellung sowie Splitbauweise (außen + innen) möglich

Nachteile:

  • An frostigen Tagen ist oft der zusätzliche Betrieb eines Brennstoffkessels erforderlich
  • Bei ungünstigen Betriebsbedingungen (z.B. sehr niedrigen Außentemperaturen) verschlechtert sich der Wirkungsgrad, was ein Anstieg des Primärenergiebedarfs zur Folge hat
  • Im Zusammenhang mit dem Ventilatorgeräusch ist der Lärmschutz zu beachten
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