Luft-Wasser-Wärmepumpe: Heizen mit Wärme aus der Umwelt 

Luft-Wasser-Wärmepumpen speisen die Heizung mit Energie aus der Luft. Diese ist kostenfrei verfügbar und lässt sich sogar bei niedrigen Außentemperaturen noch gewinnen. Voraussetzung dafür ist ein besonderer technischer Prozess. Erfahren Sie in den folgenden Abschnitten, wie eine Luft-Wasser-Wärmepumpe dies bewerkstelligt und mit welchen Kosten Sie bei einer Erstanschaffung Sie rechnen müssen.

Eine Wärmepumpe für das Heizen mit Außenluft 

Die Luft-Wasser-Wärmepumpe ist eine Umweltheizung zur Wärmegewinnung aus der Luft. Sie hebt die Temperatur des Heizungswassers an und sorgt energiesparend sowie umweltfreundlich für warme Räume. Am besten funktioniert das bei niedrigen Vorlauftemperaturen. Bei Bedarf sorgen die Heizgeräte aber auch für warmes Trinkwasser – spezielle Hochtemperatur-Luftwärmepumpen erreichen dabei unabhängig von der Außentemperatur Werte von über 70 Grad Celsius im Vorlauf.

Kompakt- oder Split-Bauweise der Umweltheizung

Im Gegensatz zu anderen Wärmepumpentypen gibt es Luft-Wärmepumpen in Kompakt- und Split-Bauweise. Kompaktgeräte bestehen aus nur einem Gerät, das alle Komponenten enthält. Es kann innen oder außen aufgestellt werden. Bei der Innenaufstellung bezieht es die Außenluft über Kanäle, die durch die Außenwand führen. Luft-Wärmepumpen in Split-Bauweise bestehen hingegen aus einer Außen- und einer Inneneinheit. Während sich der Verdampfer dabei vor dem Haus befindet, werden alle übrigen Funktionen von der Inneneinheit übernommen. Eine Luft-Wärmepumpe in Split-Bauweise ist platzsparender und kommt ohne große Mauerdurchbrüche aus. Um die Lärmbelästigung der Wärmepumpe zu vermeiden, ist allerdings ein optimaler Aufstellort wichtig.

Luft-Wasser- oder Luft-Luft-Wärmepumpe kaufen

Geht es um den Einsatz in wasserführenden Zentralheizungen, kommen Luft-Wasser-Wärmepumpen zum Einsatz. Diese machen kostenfreie Umweltenergie der Außenluft nutzbar, um das Heizungswasser im Haus auf höhere Temperaturen zu bringen. Sie lassen sich auch zur Warmwasserbereitung einsetzen und sind der Standard im Heizungsbereich.

Luft-Luft-Wärmepumpen übertragen Heizwärme hingegen direkt auf die Luft im Haus. Sie kommen ohne Heizflächen aus und sind insgesamt kompakter. Ein typisches Beispiel ist die Split-Klimaanlage, die in aller Regel auch mit einer Heizfunktion ausgestattet ist. Bei dieser nimmt die Luftwärmepumpe bei niedrigen Außentemperaturen Wärme der Außenluft auf, um die Raumluft zu erhitzen.

Funktionsweise der Luft-Wasser-Wärmepumpe

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Grundsätzlich arbeiten alle Wärmepumpen nach dem Prinzip eines Kühlschranks. Während vergleichbare Systeme Energie aus dem Grundwasser oder dem Erdreich nutzbar machen, setzt eine Luft-Wasser-Wärmepumpe auf die Wärmegewinnung aus der Luft. Wie das funktioniert, lässt sich in vier Schritten verständlich erklären.

Schritt 1: Umweltenergie verdampft Kältemittel 

Im ersten Schritt der Luftwärmepumpen-Funktion nimmt das Heizgerät thermische Energie aus der Umgebung auf. Das funktioniert mit einem Ventilator, der Luft über einen Wärmeübertrager leitet. Durch diesen fließt ein kühleres Medium, das sich dabei erwärmt. Das Besondere an dem sogenannten Kältemittel ist, dass es bereits bei geringen Temperaturen vollständig verdampft. Zum Vergleich: Leitungswasser verdampft unter normalen Bedingungen erst bei 100 Grad Celsius.

Schritt 2: Kompressor verdichtet Kältemitteldampf

Dass das Medium seinen Aggregatzustand vollständig wechselt, ist Voraussetzung für den zweiten Schritt der Luftwärmepumpen-Funktion. Denn hier wird es von einem Verdichter komprimiert, sodass mit seinem Druck auch die Temperatur ansteigt. Die Anlage verbraucht dabei mehr Strom oder Gas, je höher die Vorlauftemperatur der Heizung ist.

Schritt 3: Wärmepumpe erhitzt das Heizungswasser

Hat der Kältemitteldampf die benötigte Temperatur erreicht, strömt er über einen weiteren Wärmeübertrager. Hier speist er die transportierte thermische Energie in das Heizsystem ein, wobei das Kältemittel selbst abkühlt. Zeitgleich sinkt auch der Druck und das Medium wird allmählich flüssig.

Schritt 4: Kreislauf der Luftwärmepumpen-Funktion

Im letzten Schritt der Luftwärmepumpen-Funktion strömt das Kältemittel über ein sogenanntes Entspannungsventil. Dabei sinken Temperatur und Druck auf den Ausgangszustand ab. Das Medium verflüssigt sich vollständig und der Prozess kann von vorn beginnen. Die folgende Grafik zeigt, wie das Heizen mit Außenluft funktioniert.

Ablaufschema der Funktion der Wärmepumpe
Der Kältemittelkreislauf einer Luft-Wasser-Wärmepumpe. © heizung.de

Luft-Wasser-Wärmepumpe vereisen im Winter

Arbeitet die Heizung bei niedrigen Außentemperaturen, kondensiert Wasser aus der Außenluft am Verdampfer und die Wärmepumpe vereist. Dieses Phänomen ist typisch für eine Außenluft-Heizung, allerdings auch mit höheren Verbrauchskosten verbunden. Letztere entstehen beim Abtauen. Dabei nutzt die Anlage elektrische Energie oder Heizwärme, um den Verdampfer vom Eis zu befreien. Ohne diese Funktion käme weniger Außenluft zur Heizung und die Leistung würde abfallen. Bei der optimal ausgelegten Kombination einer Zusatzheizung wie der Gastherme mit der Wärmepumpe (Hybridheizung) ist das meist nicht der Fall. Hier schaltet sich die Wärmepumpe bei einer bestimmten Temperatur ab. Die Zusatzheizung arbeitet dann allein und läuft unter Umständen günstiger.

Einsatzgebiet der Luft-Wasser-Wärmepumpe

Wie die Luftwärmepumpen-Funktion zeigt, arbeitet die Technik immer dann besonders sparsam, wenn der Unterschied zwischen Luft- und Vorlauftemperatur klein ist. Denn in diesem Fall muss der Verdichter weniger leisten und der Stromverbrauch der Luftwärmepumpe bleibt auf einem niedrigen Niveau. Die Technik eignet sich daher vor allem in neu gebauten oder energetisch sanierten Häusern. Begünstigend wirkt hier übrigens eine Flächenheizung. Denn diese überträgt thermische Energie über große Flächen und kommt daher mit geringeren Vorlauftemperaturen aus als herkömmliche Heizkörper.

Wichtig zu wissen:

Unter bestimmten Umständen benötigen Sie eine Genehmigung zur Aufstellung von Luft-Wasser-Wärmepumpen. Der Fall ist das in der Regel bei leistungsstarken Geräten, die auf überbaubaren Grundstücksflächen errichtet werden sollen. Weitere Informationen dazu bekommen Sie von der zuständigen Gemeinde- oder Stadtverwaltung. 

Wärmepumpe kombinieren: Auch im Altbau geeignet

Kombinieren Hausbesitzer die Wärmepumpentechnik mit einer Gas- oder Öl-Brennwertheizung, sorgt sie auch im Altbau für niedrige Heizkosten. Denn in diesem Fall wählt die sogenannte Hybridheizung automatisch die günstigste Energiequelle. Während das über weite Teile des Jahres die Wärmepumpe ist, schaltet sie bei sehr niedrigen Außentemperaturen auf die Gas- bzw. Ölheizung um.

 Tipp: Wärmepumpe mit Solar für Neubauten 

Hybrid-Kombis eignen sich nicht nur im Bestand. Auch im Neubau hat es Vorteile, wenn Sie die Umweltheizung mit anderen Systemen kombinieren. Ein Beispiel ist die Wärmepumpe mit Solarthermie. Während das Heizen hierbei über die Außenluft erfolgt, sorgt die Solaranlage umweltfreundlich für warmes Wasser. Die Luftwärmepumpe kann weite Teile des Jahres mit geringeren Temperaturen arbeiten und läuft dadurch sparsamer.

Übrigens: Wer die Wärmepumpe mit Photovoltaik kombiniert, erzeugt den zum Heizen benötigten Strom größtenteils selbst und spart noch mehr.

Wie wird die Luft-Wasser-Wärmepumpe im Haus eingebunden?

Das folgende Schaubild zeigt, eine Möglichkeit, wie diese Wärmepumpe bei Ihnen eingebaut werden kann und welche zusätzlichen Komponenten für einen effizienten Betrieb unerlässlich sind. Während die Anlage im Bild auf Außenluft setzt, ist es auch möglich, Wärmepumpe und Lüftungsanlage zu kombinieren. 

Funktionsschema für Wärme aus der Luft - Luft-Wasser-Wärmepumpe
© heizung.de

Kosten der Luft-Wasser-Wärmepumpe

Für Einfamilienhäuser mit einer Heizleistung von acht bis zwölf Kilowatt belaufen sich die Kosten einer solchen Wärmepumpe auf rund 10.000 bis 16.000 Euro. Inbegriffen sind sämtliche Anbauteile sowie Zubehör wie Rohrleitungen. Der konkrete Preis hängt insbesondere vom Wärmepumpentyp ab. Die Außenaufstellung kann im Vergleich zur Luft-Wasser-Wärmepumpe zur Innenaufstellung etwas teurer sein. Zudem muss zwischen Anlagen mit Invertertechnik, Wasserführung sowie modulierenden Anlagen unterschieden werden. Auch Kombinationen mit elektrischen Zusatzheizungen sind denkbar. 

Hausbesitzer sollten sich diesbezüglich von einem fachkundigen Installateur beraten lassen, um auch das für sich passende System zu finden. Für die Aufstellung muss mit Handwerkerkosten von 1.500 bis 2.500 Euro gerechnet werden. Zubehörteile wie Rohrleitungen bei der Außenaufstellung können mit bis zu 1000 Euro zu Buche schlagen. Insgesamt hängen die konkreten Kosten der Außenluft-Heizung v von unterschiedlichen Faktoren ab; die angegebenen sind lediglich Richtwerte zur Orientierung. 

Wichtig: Weil die Luft-Wärmepumpe nahezu wartungsfrei ist, entstehen jedes Jahr nur etwa 50 bis 100 Euro an Kosten für einen Techniker, der die Kältemittelleitungen auf Dichtigkeit prüft.

Für den Wärmepumpenstrom lassen sich spezielle Tarife abschließen

Eine Wärmepumpe arbeitet zu einem Viertel mit Unterstützung von Strom. Doch im Vergleich zu Heizöl und Gas ist dieser sekundäre Energieträger relativ kostspielig. Eine Wärmepumpe mit elf kW, die mit Luft und Wasser arbeitet, verursacht für ein Einfamilienhaus mit vier Personen jährliche Stromkosten von rund 1.000 Euro. Für den Wärmepumpenstrom lassen sich hierbei spezielle Tarife abschließen. 

Förderung für eine Luft-Wasser-Wärmepumpe – bis zu 50 Prozent

Um die Anschaffungskosten abzumildern, können Sie auch staatliche Fördermittel nutzen. Entscheidender technischer Richtwert ist aktuell die jahreszeitbedingte Raumheizungseffizienz (= ETAs). Für eine Luft-Wasser-Wärmepumpe sollte sie entweder bei 135 Prozent (bei 35 Grad Celsius) oder bei 120 Prozent (bei 55 Grad Celsius) liegen. Wird die neue Luft-Wasser-Wärmepumpe mit Gas betrieben und nicht mit Strom sind folgende Werte einzuhalten: 126 Prozent bei 35 Grad Celsius und 111 Prozent bei 55 Grad Celsius. 

Bei Erfüllung dieser und anderer Voraussetzungen wird die Wärmepumpe mit bis 30 bis 35 Prozent der förderfähigen Investitionskosten unterstützt. Ersetzt die neue Wärmepumpe eine bestehende Ölheizung, steigt der Fördersatz auf bis zu 45 Prozent. Ist die neue Wärmepumpe außerdem Teil eines individuellen Sanierungsfahrplans (iSFP) können Sie mit weiteren fünf Prozent rechnen. Ausführliche Informationen dazu finden Sie im Beitrag "Förderung der Wärmepumpe".  

Vor- und Nachteile zusammengefasst

Die Vorzüge und Schwächen einer Luft-Wasser-Wärmepumpe werden bei einem Vergleich mit Schwestertechnologien wie etwa der Sole-Wasser-Wärmepumpe oder der Wasser-Wasser-Wärmepumpe deutlich. Für einen guten Überblick finden Sie in den folgenden Abschnitten die Vor- sowie Nachteile einer Luft-Wasser-Wärmepumpe.

Vorteile:

  • Preiswert aufgrund kostengünstiger Anschaffung und Montage
  • Ein nachträglicher Einbau ist jederzeit möglich, ohne das Erdbohrungen oder Grabungen erforderlich werden
  • Installation erfordert keine behördliche Genehmigung
  • Der Platzbedarf liegt lediglich bei etwa einem Quadratmeter
  • Geringer Installationsaufwand, zumal die Wärmequelle Luft überall vorhanden ist
  • Kommt sowohl für viele Altbauten, als auch für Neubauten infrage
  • Förderung durch verschiedene Institutionen möglich

Nachteile:

  • Der jährliche Stromverbrauch liegt im Schnitt höher als bei anderen Wärmepumpen.
  • Bei nicht oder schlecht gedämmten Häusern stößt die Wärmepumpe in puncto Wirtschaftlichkeit an ihre Grenzen.
  • Lärmschutz muss beachtet werden, da eine Wärmepumpe sehr laut sein kann (vor allem bei der Luft/Wasser-Wärmepumpe zur Außenaufstellung zu beachten).

Was sollten Sie beim Kauf einer Luft-Wasser-Wärmepumpe beachten?

Da der Erwerb einer Luft-Wärmepumpe eine große Investition darstellt, sollte die Wahl der richtigen Anlage gut überlegt sein. Eine qualitativ hochwertige Luft-Wasser-Wärmepumpe ist an dem EHPA Gütesiegel zu erkennen. Ferner ist darauf zu achten, dass die Wärmepumpe mindestens eine JAZ von 2,5 erreicht. Weil es in beheizten Räumen im Wohnbereich schnell zur Bildung von Kondensation kommen kann, ist die Luft-Wasser-Wärmepumpe in der Garage, im Keller oder im Technikraum aufzustellen. Das wenige Kondenswasser lässt sich hierbei frostfrei ableiten. Wird zudem der Heizraum regelmäßig belüftet, kann die relative Luftfeuchtigkeit niedrig gehalten werden.

Voraussetzung für niedrige Heizkosten: Energiesparende Gebäude

Wichtig zu wissen ist, dass der Strombedarf der Luft-Wärmepumpe steigt, je höher die Temperatur der Außenluft angehoben werden muss. Besonders effizient und sparsam arbeitet eine Wärmepumpe dabei nur, wenn das Heizsystem mit niedrigen Vorlauftemperaturen auskommt. Das ist zum Beispiel mit Flächenheizungen oder speziellen Wärmepumpenheizkörpern in energiesparenden Gebäuden der Fall.

Deutscher Strommix und Umweltbilanz der Luftwärmepumpe

Eine Luft-Wasser-Wärmepumpe arbeitet selbst dann umweltfreundlich, wenn sie nicht mit Ökostrom betrieben wird. Denn mit einem Anteil von derzeit circa 25 Prozent erneuerbare Energien im deutschen Strommix hat sich die CO2-Bilanz der Stromerzeugung verbessert. Demzufolge leistet die Wärmepumpe bereits ab einer Jahresarbeitszahl (JAZ) von 2 einen Beitrag zum Klimaschutz. Gemäß dem Bundesverband Wärmepumpe e.V., sinkt der jährliche Primärenergiebedarf für ein Musterhaus von 82,69 kWh/qm auf 55,57 kWh/qm, wenn von einer Gas- bzw. Ölbrennwertheizung (inkl. solarer Trinkwassererwärmung) auf eine Wärmepumpe für Luft und Wasser umgestellt wird.

Heizung.de Autor Alexander Rosenkranz
Fazit von Alexander Rosenkranz
Die Luft-Wasser-Wärmepumpe ist hierzulande die meistverkaufte Wärmepumpe. Sie überführt die Energie der Umgebungsluft in ein Heizsystem. Dadurch bedarf sie keiner aufwendigen baulichen Maßnahme oder Genehmigung und ist überdies kostengünstig und schnell einsetzbar. Die Anschaffung wird ferner mittels Fördergelder honoriert. 
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