Artikel erstellt am 19.05.2023
von Boris Stippe | ca: 10 Min. zu lesen

Luft-Luft-Wärmepumpe

Was ist eine Wärmepumpe mit Lüftungsanlage?

Eine „Luft-Luft-Wärmepumpe“ ist ein Heizsystem, das der Außenluft Wärme entzieht und diese über einen Kältemittelkreislauf auf die Innenluft eines Gebäudes überträgt, um es zu beheizen. Die warme Außenluft wird genutzt, um die kalte Innenluft zu erwärmen und so für eine angenehme Raumtemperatur zu sorgen.

Luft-Luft-Wärmepumpe
Luft-Luft-Wärmepumpe (Bildquelle: brudertack69 – stock.adobe.com)

Eine Luft-Luft-Wärmepumpe ist ein Heizsystem, das auf dem Prinzip der Wärmegewinnung aus der Außenluft basiert. Sie wird auch als Luftwärmepumpe bezeichnet. Der Hauptzweck einer Luft-Luft-Wärmepumpe besteht darin, der Außenluft Wärme zu entziehen und diese Wärmeenergie auf die Innenluft eines Gebäudes zu übertragen, um dieses zu beheizen.

Für die Installation einer Luft-Luft-Wärmepumpe sind in der Regel zwei Geräte erforderlich: ein Außengerät und ein oder mehrere Innengeräte. Die Außeneinheit enthält einen Verdampfer, der die Wärmeenergie der Außenluft aufnimmt. Diese Wärmeenergie wird dann von einem Kompressor verdichtet und über einen Kondensator an die Inneneinheit(en) abgegeben. Das Innengerät enthält einen weiteren Wärmetauscher, der die Wärmeenergie an die Raumluft abgibt und so für eine angenehme Raumtemperatur sorgt. Über ein Lüftungssystem wird die erwärmte Luft im Gebäude verteilt.

Der Betrieb einer Luft-Luft-Wärmepumpe hat mehrere Vorteile. Erstens nutzt sie eine unbegrenzte und kostenlose Wärmequelle, die in Form der Außenluft zur Verfügung steht. Zweitens ermöglicht sie eine effiziente und umweltfreundliche Raumheizung, da sie im Vergleich zu herkömmlichen Heizsystemen weniger Primärenergie verbraucht. Darüber hinaus kann eine Luft-Luft-Wärmepumpe in bestimmten Fällen auch als Klimaanlage eingesetzt werden, da sie die Raumluft im Sommer kühlen kann.

Wie funktioniert eine Luft/Luft-Wärmepumpe?

Eine Luft-Luft-Wärmepumpe arbeitet nach dem Prinzip der Wärmeentnahme aus der Außenluft zur Beheizung eines Gebäudes. Die Wärmeübertragung erfolgt in mehreren Schritten.

  1. Entzug der Wärmeenergie aus der Außenluft: Die Luft/Luft-Wärmepumpe besteht aus einer Außeneinheit, in der sich der Verdampfer befindet. Der Verdampfer ist mit einem Kältemittel gefüllt, das bei niedrigen Temperaturen verdampft. Wenn die Außenluft über den Verdampfer strömt, entzieht das Kältemittel der Luft Wärmeenergie und verdampft dabei selbst. Dieser Vorgang findet auch bei niedrigen Außentemperaturen statt, allerdings nimmt die Effizienz der Wärmepumpe mit sinkenden Temperaturen ab.
  2. Verdichtung des Kältemittels: Das verdampfte Kältemittel gelangt nun zum Verdichter in der Außeneinheit. Der Kompressor erhöht den Druck und damit die Temperatur des Kältemittels. Für diesen Schritt wird Energie benötigt, meist in Form von elektrischem Strom.
  3. Abgabe der Wärmeenergie an die Innenluft: Das komprimierte und erwärmte Kältemittel strömt nun zum Kondensator in der Inneneinheit der Wärmepumpe. Im Kondensator gibt das Kältemittel die aufgenommene Wärmeenergie an die Raumluft ab. Dabei kondensiert das Kältemittel, d.h. es wird wieder flüssig. Die Raumluft erwärmt sich und kann nun zum Heizen des Gebäudes genutzt werden. Eine Lüftungsanlage verteilt die erwärmte Luft in den Räumen.
  4. Kältemittelrücklauf: Das abgekühlte, flüssige Kältemittel fließt zurück zum Verdampfer im Außengerät, um den Kreislauf erneut zu starten. Dabei dehnt sich das Kältemittel wieder aus und verdampft erneut, um wieder Wärmeenergie aus der Außenluft aufzunehmen.

Es ist wichtig, dass eine Luft-Luft-Wärmepumpe über einen geeigneten Regelmechanismus verfügt, um die Heizleistung an den Bedarf anzupassen. Dieser Mechanismus steuert den Betrieb des Verdampfers, des Kompressors und des Kondensators, um die gewünschte Raumtemperatur aufrechtzuerhalten.

Eine Luft-Luft-Wärmepumpe kann im Sommer auch kühlen. In diesem Fall wird der Prozess umgekehrt, indem der Innenluft Wärmeenergie entzogen und an die Außenluft abgegeben wird. Die Wärmepumpe arbeitet dann im Kühlbetrieb, um die Raumtemperatur zu senken.

Eignet sich eine Luft-Luft-Wärmepumpe für mein Gebäude?

Die Eignung einer Luft-Luft-Wärmepumpe für ein bestimmtes Gebäude hängt von verschiedenen Faktoren ab, die sorgfältig geprüft werden müssen.

  • Klimatische Bedingungen: Luft-Luft-Wärmepumpen arbeiten am effizientesten in gemäßigten Klimazonen mit gemäßigten Winterbedingungen. Bei sehr niedrigen Außentemperaturen kann ihre Leistung abnehmen. In Regionen mit extrem kalten Wintern können andere Heizsysteme wie Erdwärmepumpen oder Luft-Wasser-Wärmepumpen besser geeignet sein.
  • Gebäudedämmung: Eine gute Gebäudedämmung ist wichtig, um Wärmeverluste zu minimieren und die Effizienz einer Luft-Wärmepumpe zu maximieren. Je besser das Gebäude gedämmt ist, desto weniger Wärme geht verloren und desto weniger Energie muss die Wärmepumpe aufwenden, um den gewünschten Komfort zu erreichen.
  • Platzbedarf: Eine Luft-Luft-Wärmepumpe benötigt sowohl innen als auch außen Platz. Das Außengerät wird in der Regel an einer Außenwand oder auf dem Dach installiert. Es muss genügend Platz für die Installation und eine gute Luftzirkulation vorhanden sein. Das Innengerät benötigt ebenfalls ausreichend Platz, um die erwärmte Luft effektiv im Raum zu verteilen.
  • Elektrischer Anschluss: Eine Luft-Luft-Wärmepumpe benötigt elektrische Energie für den Betrieb des Verdichters und des Lüftungssystems. Es ist darauf zu achten, dass die Stromversorgung im Gebäude ausreichend dimensioniert ist, um den zusätzlichen Energiebedarf zu decken.
  • Lärmbelästigung: Luft/Luft-Wärmepumpen erzeugen im Betrieb Geräusche, sowohl im Innen- als auch im Außenbereich. Dies kann je nach Modell und Hersteller variieren. Bei der Installation sollte darauf geachtet werden, dass der Geräuschpegel akzeptabel ist und keine Belästigung für Bewohner oder Nachbarn darstellt.

Wie effizient ist eine Luft/Luft-Wärmepumpe?

Die Effizienz einer Luft/Luft-Wärmepumpe wird durch den Coefficient of Performance (COP) gemessen. Der COP gibt das Verhältnis zwischen der erzeugten Heizleistung und der dafür benötigten elektrischen Energie an. Ein höherer COP-Wert bedeutet eine höhere Effizienz der Wärmepumpe.

Die Effizienz einer Luft/Luft-Wärmepumpe hängt von verschiedenen Faktoren ab:

  • Außentemperatur: Die Effizienz einer Luft-Wärmepumpe nimmt mit sinkender Außentemperatur ab. Da die Wärmeenergie aus der Außenluft gewonnen wird, steht bei niedrigeren Temperaturen weniger Wärmeenergie zur Verfügung. Moderne Luft-Luft-Wärmepumpen sind jedoch so ausgelegt, dass sie auch bei kälteren Temperaturen einen guten Wirkungsgrad haben.
  • Wärmedämmung des Gebäudes: Eine gute Wärmedämmung des Gebäudes ist entscheidend, um die Effizienz der Luft-Luft-Wärmepumpe zu verbessern. Eine gut gedämmte Gebäudehülle minimiert den Wärmeverlust und reduziert somit den Energiebedarf der Wärmepumpe.
  • Dimensionierung und Einstellung: Die richtige Dimensionierung der Luft-Luft-Wärmepumpe ist wichtig, um eine optimale Effizienz zu gewährleisten. Eine zu große oder zu kleine Wärmepumpe kann zu einem ineffizienten Betrieb führen. Außerdem ist eine sorgfältige Einstellung und Programmierung der Betriebsparameter erforderlich, um den Energieverbrauch zu minimieren.
  • Lüftungssystem: Ein gut konzipiertes Lüftungssystem ermöglicht eine effiziente Verteilung der erwärmten Luft im Gebäude. Eine gleichmäßige Wärmeverteilung verbessert die Effizienz der Luft-Luft-Wärmepumpe.

Moderne Luft-Luft-Wärmepumpen können Leistungszahlen von ca. 3 bis 5 erreichen, d.h. sie können für jede eingesetzte Kilowattstunde elektrischer Energie ca. das Drei- bis Fünffache an Heizleistung erzeugen. Es ist jedoch zu beachten, dass der COP-Wert je nach Hersteller, Modell und Betriebsbedingungen variieren kann.

Welche Wartung und Pflege benötigt eine Luft-Luft-Wärmepumpe?

Die regelmäßige Wartung und Pflege einer Luft/Luft-Wärmepumpe ist wichtig, um eine optimale Leistung und Effizienz zu gewährleisten. Nachfolgend sind einige Aspekte aufgeführt, die bei der Wartung und Pflege einer Luft-Wärmepumpe zu beachten sind:

  • Reinigung des Filters: Die Luft-Luft-Wärmepumpe ist mit Filtern ausgestattet, die Staub, Schmutz und andere Partikel aus der Luft filtern. Diese Filter sollten regelmäßig kontrolliert und gereinigt oder bei Bedarf ausgetauscht werden. Verschmutzte Filter beeinträchtigen den Luftstrom und verringern die Effizienz der Wärmepumpe.
  • Überprüfung des Kältemittels: Das Kältemittel in der Wärmepumpe sollte regelmäßig überprüft werden, um sicherzustellen, dass der korrekte Füllstand vorhanden ist. Ein zu niedriger Kältemittelstand kann die Effizienz der Wärmepumpe beeinträchtigen und zu Problemen führen.
  • Kontrolle der Lüftungsgeräte: Die Innengeräte der Luft/Luft-Wärmepumpe sollten auf Verunreinigungen überprüft werden. Staub, Schmutz oder andere Ablagerungen können die Leistung der Wärmepumpe beeinträchtigen. Gegebenenfalls sollten die Lüftungsgeräte gereinigt werden, um einen ungehinderten Luftstrom zu gewährleisten.
  • Überprüfung der Elektrik: Die elektrischen Komponenten der Wärmepumpe sollten regelmäßig auf ihren Zustand und ihre Funktionsfähigkeit überprüft werden. Dazu gehört die Kontrolle der Verkabelung, der Anschlüsse, der Schalter und der Sicherungen. Eine defekte Elektrik kann zu Betriebsstörungen oder erhöhtem Energieverbrauch führen.
  • Kontrolle des Außengerätes: Das Außengerät der Luft-Luft-Wärmepumpe sollte auf Verschmutzungen, Verstopfungen oder Hindernisse überprüft werden. Blätter, Zweige oder Schmutz können den Luftstrom behindern und die Leistung beeinträchtigen. Gegebenenfalls sollten die Lamellen des Verdampfers gereinigt werden, um eine optimale Wärmeübertragung zu gewährleisten.

Gibt es staatliche Förderprogramme für Luft-Wärmepumpen?

Ja, in vielen Ländern gibt es staatliche Förderprogramme für Luft-Luft-Wärmepumpen und andere Arten von Wärmepumpen. Die genauen Fördermaßnahmen und -bedingungen können je nach Land, Region und Zeitpunkt variieren. Hier einige Beispiele für staatliche Förderungen:

  • Zuschüsse: Regierungen und Energieversorger bieten oft finanzielle Unterstützung für den Kauf und die Installation von Luft-Luft-Wärmepumpen. Diese Zuschüsse können als Prozentsatz der Investitionskosten oder als Festbetrag gewährt werden. Die Höhe der Förderung hängt oft von verschiedenen Faktoren ab, wie z.B. der Effizienz der Wärmepumpe oder der geografischen Lage des Gebäudes.
  • Steuerliche Anreize: In einigen Ländern gibt es steuerliche Anreize für den Einsatz von Luft-Luft-Wärmepumpen. Dies kann z.B. in Form von Steuererleichterungen oder Steuergutschriften geschehen. Dadurch können die Investitionskosten für die Wärmepumpe teilweise oder vollständig von der Steuer abgesetzt werden.
  • Kredite und Darlehen: Regierungen bieten manchmal zinsgünstige Kredite oder Darlehen an, um den Kauf und die Installation energieeffizienter Heizsysteme zu fördern. Diese Finanzierungsmöglichkeiten können den Zugang zu einer Luft-Wärmepumpe erleichtern und die finanzielle Belastung für Hausbesitzer reduzieren.
  • Förderprogramme für erneuerbare Energien: Viele Länder haben spezielle Förderprogramme für erneuerbare Energien, zu denen auch Wärmepumpen gehören. Diese Programme zielen darauf ab, den Anteil erneuerbarer Energien im Wärmesektor zu erhöhen und die Treibhausgasemissionen zu reduzieren. Sie können finanzielle Anreize bieten, aber auch technische Unterstützung und Beratung beinhalten.

Zu beachten ist, dass staatliche Förderprogramme häufig an bestimmte Kriterien und Voraussetzungen geknüpft sind. Dazu gehören zum Beispiel die Einhaltung bestimmter Effizienzstandards, die Verwendung zertifizierter Produkte oder die Durchführung der Installation durch zugelassenes Fachpersonal. Interessierte sollten die genauen Details und Bedingungen der Förderprogramme in ihrem Land oder ihrer Region recherchieren und sich gegebenenfalls bei den zuständigen Behörden oder Energieagenturen informieren.

Fazit

Luft-Luft-Wärmepumpen sind innovative Heizsysteme, die auf erneuerbaren Energien basieren und Ihr Haus effizient und umweltfreundlich beheizen. Durch die Nutzung der Außenluft als kostenlose Wärmequelle bieten sie eine nachhaltige Alternative zu herkömmlichen Heizsystemen. Eine Luft-Luft-Wärmepumpe besteht aus einer Außeneinheit, die der Außenluft Wärmeenergie entzieht, und einer oder mehreren Inneneinheiten, die die erzeugte Wärme an den Innenraum abgeben. Die Vorteile einer Luft-Luft-Wärmepumpe liegen auf der Hand: Sie nutzt eine unbegrenzte Energiequelle, reduziert den Energieverbrauch und senkt die Heizkosten. Sie sind einfach zu installieren und benötigen keine aufwendigen Erdarbeiten wie Erdwärmepumpen. Außerdem können sie im Sommer auch zur Kühlung der Raumluft eingesetzt werden. Bei der Auswahl einer Luft-Luft-Wärmepumpe ist es wichtig, die spezifischen Anforderungen Ihres Gebäudes zu berücksichtigen. Faktoren wie das örtliche Klima, die Gebäudedämmung, der verfügbare Platz und der Stromanschluss spielen bei der Eignung einer Wärmepumpe eine Rolle.

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