Luftwärmepumpen – Funktion, Kosten und Effizienz
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Eine Luftwärmepumpe entzieht der Außenluft Wärme – auch dann, wenn es draußen friert – und bringt sie mit Hilfe von Strom auf Heiztemperatur. Aus einer Kilowattstunde Strom macht sie im Jahresmittel meist drei bis vier Kilowattstunden Wärme. Wie gut das gelingt, hängt weniger vom Gerät ab als vom Haus: Je niedriger die nötige Vorlauftemperatur, desto effizienter arbeitet sie.
Das Prinzip in vier Schritten
Die Wärmepumpe arbeitet wie ein Kühlschrank, nur andersherum. In einem geschlossenen Kreislauf zirkuliert ein Kältemittel, das bei sehr niedriger Temperatur verdampft.
- Verdampfen. Ein Ventilator saugt Außenluft über einen Wärmetauscher. Das Kältemittel darin ist kälter als die Luft, nimmt ihre Wärme auf und verdampft.
- Verdichten. Ein elektrisch angetriebener Verdichter presst den Dampf zusammen. Dabei steigt seine Temperatur stark an.
- Kondensieren. Im zweiten Wärmetauscher gibt das heiße Gas seine Wärme an das Heizungswasser ab und wird wieder flüssig.
- Entspannen. Ein Expansionsventil senkt den Druck, das Kältemittel kühlt stark ab, und der Kreislauf beginnt von vorn.
Der Strom treibt nur den Verdichter, den Ventilator und die Pumpen an. Die eigentliche Heizenergie stammt aus der Luft.
COP und Jahresarbeitszahl
| COP | Leistungszahl unter festgelegten Prüfbedingungen, etwa bei 2 °C Außenluft und 35 °C Vorlauf. Ein COP von 4 bedeutet: 1 kW Strom ergibt 4 kW Wärme – in diesem Moment. |
| Jahresarbeitszahl (JAZ) | Verhältnis von erzeugter Wärme zu verbrauchtem Strom über ein ganzes Jahr, im realen Haus. Sie ist die Zahl, die über die Kosten entscheidet. |
| Vorlauftemperatur | Temperatur des Heizungswassers, das zu den Heizkörpern fließt. Jedes Grad weniger verbessert die Effizienz spürbar. |
Gut geplante Luftwärmepumpen erreichen im Bestand Jahresarbeitszahlen um 3 bis 3,5, im Neubau mit Fußbodenheizung auch 4 und mehr. Sole-Wasser-Wärmepumpen mit Erdsonde liegen höher, weil das Erdreich im Winter wärmer ist als die Luft.
Was im Winter passiert
An sehr kalten Tagen sinkt die Effizienz, weil der Temperaturunterschied zwischen Außenluft und Heizwasser wächst. Moderne Geräte arbeiten bis etwa −20 °C und tiefer. Bei Frost und hoher Luftfeuchte vereist der Wärmetauscher der Außeneinheit. Die Wärmepumpe taut ihn dann regelmäßig ab, indem sie den Kreislauf kurz umkehrt. Das kostet etwas Energie und ist normal.
Für extreme Kälte haben die meisten Anlagen einen elektrischen Heizstab. Er sollte nur an wenigen Tagen im Jahr laufen. Springt er häufig an, ist die Wärmepumpe zu klein oder falsch eingestellt.
Monoblock oder Split
Bei der Monoblock-Wärmepumpe steckt der gesamte Kältekreis in der Außeneinheit, ins Haus führen nur Wasserleitungen. Sie ist einfach zu installieren, die Leitungen müssen aber gegen Frost geschützt werden. Bei der Split-Wärmepumpe ist der Kältekreis auf Außen- und Inneneinheit verteilt, verbunden durch Kältemittelleitungen. Die Installation erfordert einen zertifizierten Kältetechniker.
Immer häufiger wird Propan (R290) als Kältemittel eingesetzt. Es ist klimafreundlicher als viele synthetische Kältemittel und erlaubt hohe Vorlauftemperaturen, ist aber brennbar – deshalb gelten Abstandsregeln zu Fenstern, Lichtschächten und Kellerabgängen.
Funktioniert sie im Altbau?
Häufiger, als man denkt. Viele Heizkörper im Bestand sind großzügig bemessen, weil früher mit Reserve geplant wurde. Moderne Luftwärmepumpen schaffen Vorlauftemperaturen von 60 bis 65 °C, wenn auch mit geringerer Effizienz. Ein einfacher Test: Stellen Sie an kalten Tagen die Vorlauftemperatur der vorhandenen Heizung auf höchstens 55 °C. Werden alle Räume warm, ist das Haus meist wärmepumpentauglich.
Wenn nicht, helfen gezielte Maßnahmen: einzelne Heizkörper gegen größere tauschen, einen hydraulischen Abgleich durchführen lassen, die oberste Geschossdecke oder die Kellerdecke dämmen. Eine Komplettsanierung ist nicht zwingend.
Aufstellen und Schall
Die Außeneinheit braucht einen festen Untergrund, Abstand zur Wand für die Luftzirkulation und einen Ablauf für das Tauwasser, das beim Abtauen anfällt. Lärm ist das häufigste Streitthema mit Nachbarn. Maßgeblich sind die Richtwerte der TA Lärm, in reinen Wohngebieten nachts 35 dB(A) am Fenster des Nachbarn, in allgemeinen Wohngebieten 40 dB(A). Stellen Sie das Gerät nicht in Ecken oder zwischen Wände, die den Schall reflektieren, und nicht vor das Schlafzimmerfenster nebenan.
Kosten im Überblick
Eine Luft-Wasser-Wärmepumpe kostet im Einfamilienhaus mit Einbau meist 25.000 bis 40.000 Euro, abzüglich möglicher Förderung. Im Betrieb hängt die Rechnung vor allem von Jahresarbeitszahl und Strompreis ab. Eine ausführliche Rechnung gegen Gas und Öl steht unter Kostenvergleich Wärmepumpe, die Fördermöglichkeiten unter Wärmepumpe: welche Förderungen gibt es.
Typische Fehler
- Überdimensioniert. Die Anlage taktet ständig, verschleißt schneller und arbeitet ineffizient.
- Kein hydraulischer Abgleich. Einzelne Räume werden nicht warm, also wird die Vorlauftemperatur für alle erhöht.
- Heizkurve zu hoch. Die Werkseinstellung ist oft großzügig. Schrittweise absenken, bis es gerade noch warm genug ist.
- Ungünstiger Standort. Laut beim Nachbarn, in der Laubecke oder im Schneeverwehungsbereich.
Häufige Fragen
Wie lange hält eine Luftwärmepumpe?
Meist 15 bis 20 Jahre, ähnlich wie ein Gaskessel. Der Verdichter ist das am stärksten beanspruchte Bauteil.
Braucht sie Wartung?
Weniger als eine Gasheizung, aber regelmäßige Kontrolle lohnt sich: Außeneinheit von Laub freihalten, Filter reinigen, Einstellungen prüfen. Kein Schornsteinfeger.
Passt sie zu einer Photovoltaikanlage?
Gut. Eigener Solarstrom deckt vor allem in der Übergangszeit und beim Warmwasser einen Teil des Bedarfs. Im Winter, wenn die Wärmepumpe am meisten braucht, liefert die Anlage allerdings am wenigsten.
