Angesichts der steigenden Energiepreise und den negativen Effekten von fossilen Brennstoffen auf die Umwelt sind viele Nutzer auf der Suche nach einer nachhaltigen Energieversorgung. Hier kommt die Luftwärmepumpe ins Spiel. Das Heizsystem nutzt die Umgebungsluft, um Wärme zu erzeugen und agiert auch bei niedrigen Außentemperaturen einwandfrei.
Wer jetzt neugierig geworden ist, erfährt in diesem Beitrag mehr über die Funktionsweise und den Aufbau von Luftwärmepumpen. Wir stellen zwei verschiedene Arten von Luftwärmepumpen vor und gehen auf ihre Vorteile und die idealen Voraussetzungen für eine energieeffiziente Arbeitsweise ein.
Luftwärmepumpe – das steckt hinter dem Begriff
Eine Luftwärmepumpe nutzt Wärmeenergie aus der Umgebungsluft, um Gebäude zu beheizen oder Warmwasser bereitzustellen. Das Heizungssystem arbeitet, indem es die in der Luft enthaltene Wärme aufnimmt, auf ein höheres Temperaturniveau anhebt und diese Energie ins Heizsystem einspeist.
Die Besonderheit der Luftwärmepumpe im Vergleich mit Erdwärmepumpen (auch Sole-Wasser-Wärmepumpen genannt) liegt zum einen in der unkomplizierten Installation und zum anderen darin, dass sie selbst bei niedrigen Außentemperaturen mit hoher Effizienz arbeiten kann.
Da sie Umweltenergie zum Heizen verwendet, müssen rein die Stromkosten für den Betrieb der Anlage gedeckt werden. Kann sie unter geeigneten Bedingungen effizient arbeiten, lassen sich mit einer Wärmepumpe Heizkosten erheblich senken.
Der Begriff Luftwärmepumpe wird dabei als Oberbegriff für zwei Wärmepumpenarten verwendet, die beide die Außenluft als Wärmequelle nutzen. Im Folgenden gehen wir genauer auf ihren Aufbau und die unterschiedlichen Funktionsweisen ein.
Zwei Arten von Luftwärmepumpen: Luft-Wasser-Wärmepumpe und Luft-Luft-Wärmepumpe
Luft-Wasser-Wärmepumpen und Luft-Luft-Wärmepumpen nutzen beide die Umgebungsluft als Wärmequelle und werden daher häufig unter dem Sammelbegriff “Luftwärmepumpe” zusammengefasst.
Trotz ihrer Gemeinsamkeit gibt es einige essenzielle Unterschiede in ihrer Funktion und dem Aufbau beider Wärmepumpen. Dies wird vor allem am Namen erkenntlich, der angibt, welcher Wärmeträger (Luft oder Wasser) im jeweiligen System genutzt wird.
Luft-Wasser-Wärmepumpe
Eine Luft-Wasser-Wärmepumpe nutzt die Wärmeenergie der Umgebungsluft, um Wasser für die Heizung und Warmwasserbereitung zu erwärmen. Das Prinzip der Energiegewinnung ist dabei recht einfach und funktioniert auch bei niedrigen Außentemperaturen bis zu -20 Grad Celsius.
Mit einem Ventilator wird Außenluft in das Heizsystem eingeschleust. Innerhalb der Wärmepumpe zirkuliert ein Kältemittel, das eine äußerst niedrige Temperatur hat. Die zugeführte Wärme der Luft bringt dieses Mittel zum Verdampfen.
Der entstandene Dampf landet anschließend in einem Kompressor oder Verdichter, der Druck und dadurch Wärme erzeugt. Diese wird über einen Wärmeträger, in diesem Fall Wasser, genutzt, um das Gebäude zu beheizen.
Die Funktionsweise einer Luft-Wasser-Wärmepumpe in vier Schritten
- Luftaufnahme und Wärmeentzug: Ein Ventilator saugt Außenluft an, die durch einen Wärmetauscher (Verdampfer) strömt. Das in der Wärmepumpe zirkulierende Kältemittel nimmt die Wärme aus der Luft auf. Selbst bei niedrigen Außentemperaturen kann der Verdampfer Wärme extrahieren.
- Kompression: Das Kältemittel wird in einem Verdichter komprimiert. Durch die Kompression steigt die Temperatur des Kältemittels auf ein höheres Niveau.
- Wärmeübertragung: In einem zweiten Wärmetauscher (Kondensator) gibt das erhitzte Kältemittel seine Wärme an das Heizwasser ab, das in den Heizkreislauf oder den Warmwasserspeicher des Hauses geleitet wird.
- Entspannung: Das Kältemittel kühlt ab und muss sich erst wieder verflüssigen, bevor es den Kreislauf erneut durchläuft.
Aufbau einer Luft-Wasser-Wärmepumpe
Außeneinheit: Diese enthält den Verdampfer, den Ventilator, den Verdichter und das Kältemittel. Sie wird außen am Gebäude installiert und ist für die Aufnahme der Luft verantwortlich.
Inneneinheit: Hier befinden sich der Kondensator, die Steuerungstechnik und gegebenenfalls ein integrierter Warmwasserspeicher. Die Inneneinheit verteilt die erzeugte Wärme im Haus.
Verbindungsleitungen: Diese transportieren das Kältemittel zwischen Außen- und Inneneinheit.
Regelungssystem: Die Steuerung sorgt für einen effizienten Betrieb, indem sie die Temperatur und den Energiebedarf im Haus analysiert und die Wärmepumpe entsprechend anpasst.
Luft-Luft-Wärmepumpe
Eine Luft-Luft-Wärmepumpe nutzt die in der Außenluft enthaltene Wärme, um die Raumluft in einem Gebäude zu erwärmen oder zu kühlen. Sie wird vor allem in gut gedämmten Gebäuden eingesetzt, die über ein Lüftungssystem verfügen.
Auch bei dieser Form der Luftwärmepumpe wird mit einem Ventilator Außenluft angesaugt, um das Kältemittel in der Wärmepumpe zu erhitzen. Nachdem der Dampf im Kompressor komprimiert wurde, wird die Wärme nicht wie bei einer Luft-Wasser-Pumpe mit Wasser als Wärmeträger übertragen, sondern mithilfe eines Kondensators an die Raumluft im Gebäude abgegeben.
Die Funktionsweise von Luft-Luft-Wärmepumpen in vier Schritten
- Luftaufnahme und Wärmeentzug: Außenluft wird von einem Ventilator angesaugt und durch einen Wärmetauscher (Verdampfer) geleitet. Ein Kältemittel nimmt die Wärme aus der Luft auf, auch bei niedrigen Temperaturen.
- Kompression: Das Kältemittel wird in einem Verdichter komprimiert, wodurch seine Temperatur steigt.
- Wärmeübertragung an die Innenluft: Die Wärme wird über einen weiteren Wärmetauscher (Kondensator) an die Raumluft abgegeben. Die erwärmte Luft wird dann über ein Lüftungssystem in die Wohnräume verteilt.
- Entspannung und Kreislaufwiederholung: Nach der Wärmeabgabe wird das Kältemittel entspannt, kühlt ab und kehrt in den Verdampfer zurück, um den Kreislauf erneut zu durchlaufen.
Aufbau einer Luft-Luft-Wärmepumpe
- Außeneinheit: Diese enthält den Verdampfer, den Verdichter, das Kältemittel und einen Ventilator, der die Außenluft ansaugt.
- Inneneinheit: Hier befinden sich der Kondensator, der Ventilator für die Luftverteilung und die Steuerungseinheit.
- Luftkanäle: Diese verbinden die Inneneinheit mit den verschiedenen Räumen des Hauses und sorgen für die gleichmäßige Verteilung der erwärmten oder gekühlten Luft.
- Regelungssystem: Die Steuerung ermöglicht es, die Temperatur und Betriebsweise anzupassen, um Energieeffizienz und Komfort sicherzustellen.
Luft-Luft-Wärmepumpen sind besonders effizient, da sie ohne ein separates Heizsystem wie eine Fußbodenheizung oder Heizkörper auskommen. Sie eignen sich ideal für Neubauten mit kontrollierter Wohnraumlüftung und minimalem Wärmebedarf.
Wärmepumpe oder Gas – Was ist günstiger?
Eine Wärmepumpe schneidet in vielerlei Hinsicht besser ab als herkömmliche Gasheizungen. Doch wie sieht es mit den Kosten aus? Erfahren Sie, was günstiger ist: Gas oder Wärmepumpe?
Vorteile einer Luftwärmepumpe
Langfristige Einsparungen bei den Heizkosten und ein Beitrag zum Klimaschutz sind zwei Vorteile von Wärmepumpen, die die Investition besonders attraktiv machen. Doch Wärmepumpe ist nicht gleich Wärmepumpen. Neben anderen Wärmepumpenarten wie Erdwärmepumpen oder Wasserwärmepumpen bieten Luftwärmepumpen Nutzern spezifische Vorteile.
So sind sie beispielsweise vergleichsweise günstig in der Anschaffung und Installation, da sie keine teuren Erdarbeiten oder Bohrungen erfordern. Außerdem können einige Modelle sowohl zum Heizen als auch zum Kühlen genutzt werden.
Ein weiterer Vorteil ist ihre Klimafreundlichkeit: Luftwärmepumpen nutzen die Umgebungswärme als erneuerbare Energiequelle, was den CO₂-Ausstoß im Vergleich zu fossilen Heizsystemen deutlich reduziert.
Vor der Anschaffung einer Luftwärmepumpe sollte man sich in jedem Fall über die Jahresarbeitszahl informieren. Dies ist die Leistungszahl der Anlage und gibt an, mit wie viel Stromverbrauch unter idealen Bedingungen zu rechnen ist. Eine Jahresarbeitszahl (JAZ) von 3 bedeutet beispielsweise, dass die Wärmepumpe dreimal so viel Energie produziert als sie an Strom verbraucht.
Um von einer Luftwärmepumpe profitieren zu können, ist es von höchster Wichtigkeit, dass sie effizient arbeiten kann. Nachfolgend stellen wir die idealen Voraussetzungen für eine effiziente Heizleistung von Luftwärmepumpen vor.
Voraussetzungen für eine möglichst effiziente Heizleistung von Luftwärmepumpen
Damit eine Luftwärmepumpe effizient und zuverlässig arbeiten kann, sollten bestimmte Voraussetzungen erfüllt sein. Zu den wichtigsten Bedingungen gehört ein gut gedämmtes Gebäude, da der Energiebedarf auf diese Weise möglichst gering bleibt und die Effizienz gesteigert wird. Für Neubauten sind Wärmepumpen daher eine gute Wahl, doch auch bei der Heizungssanierung in Altbauten kann sich die Anschaffung lohnen.
Auch Heizkörper mit niedrigen Vorlauftemperaturen können bei der Effizienz der Luftwärmepumpe eine Rolle spielen. Zwar kann diese auch bei niedrigen Temperaturen jederzeit Wärme erzeugen, bei hohen Vorlauftemperaturen der Heizung benötigt sie jedoch viel mehr Energie. Fußbodenheizungen und großflächige Heizkörper sind daher ideal.
Auch der Aufstellungsort der Luftwärmepumpe ist zu beachten: Wer sich für eine Außenaufstellung der Wärmepumpe entscheidet, sollte diese an einem gut belüfteten Platz installieren, um eine ausreichende Luftzirkulation zu gewährleisten.
Gleichzeitig ist es wichtig, auf potenzielle Lärmemissionen zu achten und das Außengerät in ausreichender Entfernung zu Wohn- und Schlafräumen oder den Nachbarhäusern zu platzieren. Bestimmte Schallisolationen, die um den Kompressor angebracht werden können, helfen, die Geräuschentwicklung der Anlage zu minimieren.
Durchschnittliche Kosten für eine Luftwärmepumpe in einem Einfamilienhaus
Die durchschnittlichen Kosten für die Installation einer Luftwärmepumpe in einem Einfamilienhaus variieren je nach Anlagentyp und Leistungsfähigkeit. Für ein typisches Einfamilienhaus liegen die Gesamtkosten in Österreich liegt der Preis durchschnittlich bei 30.000 Euro inklusive Einbau der Wärmepumpe.
Diese Summe umfasst sowohl die Anschaffung der Wärmepumpe als auch die Installationskosten und eventuelle Zusatzarbeiten wie die Anpassung der Heizungsanlage oder, wenn ein Pufferspeicher eingebaut werden soll.
Zusätzliche Kosten für die Wärmepumpe können durch notwendige Baumaßnahmen entstehen. Je nachdem, wie die Anforderungen an den Aufstellungsort gestellt sind, ist es möglicherweise notwendig, eine Schallisolierung zu installieren, um die Geräuschentwicklung zu minimieren. Dies kann zum Beispiel bei der Innenaufstellung der Anlage in einem Mehrfamilienhaus wichtig sein, wo auf einen leisen Betrieb Wert gelegt wird.
Staatliche Förderprogramme, wie die Aktion raus aus Öl und Gas, die die Anschaffung von Solaranlagen, Photovoltaik und Wärmepumpen attraktiver machen sollen, können jedoch dazu beitragen, um die Gesamtkosten zu senken.
Da eine Luftwärmepumpe die Wärmeerzeugung ganz ohne fossile Brennstoffe bewältigen kann, muss kein Geld für Gas oder Öl ausgegeben werden. Die laufenden Kosten setzen sich daher nur aus dem aktuellen Strompreis und den Wartungskosten zusammen.
Der Prozess bis zur funktionstüchtigen Luftwärmepumpe
Der Weg zur funktionstüchtigen Luftwärmepumpe beginnt mit einer umfassenden Planung. Zunächst wird der Wärmebedarf des Gebäudes ermittelt, um die passende Größe und Leistung der Wärmepumpe auszuwählen.
Dabei spielen Faktoren wie die Dämmung, die Größe der beheizten Fläche und das vorhandene Heizsystem eine wichtige Rolle. Auch der potenzielle Aufstellungsort wird sorgfältig geprüft, um gesetzlichen Vorgaben und praktischen Anforderungen gerecht zu werden.
Nach der Planung folgt die Beantragung von Genehmigungen und Förderungen. Je nach Standort und den geplanten Maßnahmen können Umbauten erforderlich sein, insbesondere wenn Schallschutz oder optische Aspekte zu berücksichtigen sind. Förderungen für Luftwärmepumpen sollten am besten frühzeitig beantragt werden.
Die Installation umfasst die Aufstellung der Außeneinheit, den Anschluss an die bestehende Heizungsanlage sowie die Integration eines möglichen Pufferspeichers. Ein fachgerechter Einbau garantiert einen effizienten Betrieb und vermeidet mögliche Störungen. Nach der Montage erfolgt die Inbetriebnahme, bei der die Wärmepumpe auf ihre Funktionalität geprüft und optimal eingestellt wird.
Abschließend sind regelmäßige Wartungsarbeiten und Kontrollen erforderlich, um eine lange Lebensdauer und hohe Effizienz zu gewährleisten. Mit professioneller Unterstützung wird der gesamte Prozess von der Planung bis zur Inbetriebnahme zuverlässig und reibungslos durchgeführt.
Die Vorteile der Wärmepumpe: Umweltfreundlich, effizient und zukunftssicher
Wer sich bei der Heizungssanierung für eine Wärmepumpe entscheidet, kann von ihren vielen Vorteilen profitieren. Erfahren Sie hier, was das Heizsystem so besonders macht.
Wärmepumpen von DHT: Effiziente Luftwärmepumpen vom Profi
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