Wie funktioniert eine Luft-Wasser-Wärmepumpe?

Wärmepumpen sollen das Heizsystem der Zukunft werden, so viel steht fest. Das Funktionsprinzip aller Arten von Wärmepumpen klingt ja auch verlockend: Dem erstgenannten Element wird die bereits vorhandene Wärme entzogen und mittels des zweitgenannten Elements wieder an die zu beheizenden Räume abgegeben. Benötigt wird für diesen Prozess lediglich Elektrizität, um die Pumpe zu betreiben. Während Sole-Wasser-Wärmepumpen und Wasser-Wasser-Wärmepumpen an bestimmte Standortbedingungen gebunden sind, kann die Luft-Wasser-Wärmepumpe sehr flexibel beinahe überall eingesetzt werden und wird daher vermutlich das am weitesten verbreitete Modell werden. Doch wie genau funktioniert der Prozess? Die wichtigsten Antworten finden Sie hier.

Bezeichnet Luft-Wärmepumpe und Luft-Wasser-Wärmepumpe dasselbe?

Jein. Streng genommen gibt es auch noch Luft-Luft-Wärmepumpen, die der Außenluft entzogene Wärme direkt wieder an die Raumluft abgeben, während bei einer Luft-Wasser-Wärmepumpe die Wärme von einem wasserbasierten Heizkreislauf im Haus transportiert wird. Beispiel für eine Luft-Luft-Wärmepumpe ist eine im Fenster installierte Split-Klimaanlage, deren Kühlungseffekt sich im Winter bei bestimmten Modellen umkehren lässt, sodass warme Luft direkt in den Raum geblasen wird.

Ein typisches Beispiel für den an einen Luft-Wasser-Wärmepumpe angeschlossenen Heizkreislauf ist dagegen eine Fußboden- oder Wandflächenheizung.

Durch ihre Flexibilität im Einsatz sind Luft-Wasser-Wärmepumpen das verbreitetste Modell in Deutschland. Daher spricht man von ihnen verkürzt oft einfach als Luft-Wärmepumpen.

Wie genau funktioniert eine Luft-Wasser-Wärmepumpe?

Alle Arten von Wärmepumpen funktionieren nach dem Prinzip des Kühlschranks in vier Stufen – nur eben umgekehrt.

Stufe 1: Verdampfen - Über einen Ventilator wird die Außenluft zu einem Wärmeüberträger geleitet, durch den ein Kältemittel fließt. Dieses erwärmt sich dabei und verdampft bereits bei geringen Temperaturen komplett – im Gegensatz zum Beispiel zu Wasser, das erst bei 100 Grad Celsius in Wasserdampf übergeht.

Stufe 2: Verdichten - Das jetzt gasförmige Kältemittel wird von einem Kompressor verdichtet, also zusammengepresst, wobei sich seine Temperatur durch den Druck wieder erhöht. Je höher die Zieltemperatur ist, die sich in der Regel nach der Vorlauftemperatur der Heizung richtet, desto höher muss der Druck hier sein und desto mehr Strom wird bei diesem Schritt verbraucht.

Stufe 3: Verflüssigen - Der auf die richtige Temperatur gebrachte Dampf wird über einen Wärmeüberträger oder Wärmetauscher geleitet, an den er seine Wärme abgibt und dabei wieder langsam in den flüssigen Zustand übergeht. Bei der Luft-Wasser-Wärmepumpe ist der Wärmetauscher oft eine gewendelte Rohrschlange, durch die Wasser aus dem Warmwasserspeicher der Heizung läuft, das sich auf dem Weg erwärmt. Je heißer der Kühlmitteldampf, desto heißer auch das so erwärmte Wasser.

Stufe 4: Entspannen - Das Kältemittel passiert jetzt ein sogenanntes Entspannungsventil, wodurch es wieder vollständig flüssig und kalt wird. Der Kreislauf beginnt von vorn.

Was passiert, wenn es im Winter richtig kalt wird?

Steht die Wärmepumpe außen vor dem Haus, kann es im Winter bei niedrigen Außentemperarturen passieren, dass Wasserdampf aus der Luft am Verdampfer kondensiert und die Wärmepumpe vereist. Dann benötigt eine Wärmepumpe zusätzlichen Strom für einen elektrischen Heizstab, der den Verdampfer abtaut, denn sonst leidet die Heizleistung der Pumpe. In Gegenden mit kalten Wintern empfiehlt es sich daher, die Wärmepumpe nicht im Freien, sondern frostsicher im Keller, in der Garage oder im Technikraum aufzustellen oder ein Hybrid-System zu wählen, bei dem bei Minusgraden eine normale Zusatzheizung mit Gas- oder Ölbetrieb das Heizen übernimmt.

Wie laut ist eine Luft-Wasser-Wärmepumpe im Betrieb?

Wie laut eine Wärmepumpe arbeitet, steht normalerweise in den Herstellerangaben. Die üblichen Durchschnittswerte liegen bei 50 bis 65 Dezibel direkt neben dem Gerät, was der Lautstärke eines normalen Gesprächs entspricht. In drei Metern Entfernung beträgt die Geräuschemission dann um die 45 Dezibel – also in etwa demselben Brummen, das auch ein normaler Kühlschrank von sich gibt. Bei der Aufstellung einer Wärmepumpe im Außenbereich sollte daher, um Stress und Ärger schon im Vorfeld zu vermeiden, auf ausreichend Abstand zu den Nachbarn und auch zum eigenen Schlafzimmerfenster geachtet werden. Ist dies nicht möglich, können sogenannte Dämmhauben die Lärmbelästigung verringern.

Soll eine Wärmepumpe im Keller oder in der Garage aufgestellt werden, muss man auch hier auf ausreichend Schallschutz achten. Auf jeden Fall sollte der Raum über eine Schallschutztür verfügen. Doch unter gewissen baulichen Bedingungen überträgt sich das Betriebsgeräusch der Wärmepumpe, ein tiefes Brummen, auch über bauliche Elemente wie Wände, Decken oder Leitungsrohre. Dieses Phänomen nennt man Körperschall, und es kann die Wohnqualität erheblich beeinträchtigen. Abhilfe schafft eine Schallentkoppelung, die die Übertragung der Betriebsgeräusche an feste Bauteile unterbricht. Hierfür wird die Wärmepumpe auf spezielle Füße gestellt. Auch eine Antivibrationsmatte, wie man sie für Waschmaschinen verwendet, kann das Problem verringern.

Fazit

Kühlschränke stehen in jedem Haushalt und sind aus unserem Leben nicht mehr wegzudenken – ist abzusehen, dass Luft-Wasser-Wärmepumpen, die nach dem umgekehrten Kühlschrankprinzip arbeiten, einen ähnlichen Siegeszug antreten? Ob eine mit Luft-Wasser-Wärmepumpe betriebene Heizanlage in Ihrer Immobilie die richtige und kostensparende Lösung ist, hängt von vielen verschiedenen Faktoren ab. Dazu zählen die Dämmung des Hauses und Herkunft des benötigten Stroms ebenso wie die Beachtung der Lärmbelästigung im eigenen und nachbarlichen Umfeld und die durchschnittlichen Außentemperaturen im Winter. Die Antwort ist damit so individuell wie Ihre Immobilie. Gerne beraten wir Sie kostenfrei und unverbindlich bei Ihrem Vorhaben.