Warmwasser-Wärmepumpe zur Warmwasserbereitung

Die Warmwasser-Wärmepumpe sorgt umweltfreundlich und sparsam für warmes Trinkwasser. Möglich wird das, in dem sie kostenfreie thermische Energie aus der Luft gewinnt. Wie das funktioniert, welche Energiequellen mit einer Warmwasser-Wärmepumpe angezapft werden können und welche Vor- und Nachteile die Technik hat, erklären wir in diesem Beitrag.

Warmwasser-Wärmepumpe erhitzt Trinkwasser

Eine Warmwasser-Wärmepumpe ist ein Heizgerät, das ausschließlich zum Erwärmen von Trinkwasser entwickelt wurde. Es hat eine kleinere Leistung als Wärmepumpen für die Heizung und bezieht kostenfreie Energie aus Raum- oder Außenluft. Dabei nutzt das Gerät die hohe Temperatur der Luft, die zum Beispiel aus dem Keller auch im Winter häufig über 10 Grad Celsius hat.

Hohe Temperaturen durch physikalischen Prozess

Da die Temperatur der Luft jedoch zu niedrig ist, um Trinkwasser ausreichend stark zu erwärmen, muss sie technisch angehoben werden. Möglich ist das mit einem speziellen Prozess, bei dem ein Kältemittel – ein Medium mit besonderen physikalischen Eigenschaften – verdampft, verdichtet und wieder verflüssigt wird.

Über einen Wärmeübertrager, der von Experten Verdampfer genannt wird, geht die thermische Energie der Luft auf das Kältemittel der Warmwasser-Wärmepumpe über. Dieses erwärmt sich und verdampft. Mithilfe eines elektronischen Verdichters steigt im nächsten Schritt der Druck des nun dampfförmigen Mediums, wodurch sich auch seine Temperatur anhebt. Liegt das Niveau über der geplanten Warmwassertemperatur, gibt das Kältemittel seine Energie anschließend über einen zweiten Wärmeübertrager – den Verflüssiger – ab. Während das Brauchwasser dabei immer wärmer wird, kühlt das Kältemittel selbst ab und wird wieder flüssig. Nach der vollständigen Regeneration durch ein sogenanntes Entspannungsventil kann der Prozess von vorn beginnen.

Wasserhahn in Nahaufnahme der über eine Warmwasser-Wärmepumpe mit warmem Trinkwasser versorgt wird

Wichtig zu wissen ist, dass Strombedarf und Heizkosten der Warmwasser-Wärmepumpe steigen, je größer der Temperaturunterschied zwischen Umweltwärmequelle und Brauchwasser ist.

Optimierte Leistung durch integrierten Speicher

Im Gegensatz zu einer Heizungs-Wärmepumpe, kommt die Warmwasser-Wärmepumpe mit einer niedrigeren Leistung und dadurch auch mit weniger Luft aus. Möglich ist das durch einen integrierten Speicher, in dem das Wasser nicht auf einmal, sondern allmählich erwärmt wird.

Typisch für den Einsatz in einem Einfamilienhaus ist dabei zum Beispiel ein Brauchwasserspeicher von 200 bis 300 Litern. Voll aufgeladen hält dieser ausreichend Warmwasser für eine vierköpfige Familie bereit.

Ist der Bedarf an warmem Trinkwasser doch einmal höher, bietet ein elektrischer Heizstab oder der Anschluss an einen konventionellen Heizkessel höchsten Schutz vor kaltem Wasser.

Warmwasserbereitung mit kostenfreier Umweltwärme

Eine Warmwasser-Wärmepumpe bezieht etwa zwei Drittel ihrer Energie aus der Umgebungsluft. Dazu kann sie zum Beispiel die Keller-, die Außenluft oder die Luft einer Abluftanlage anzapfen.

Warmwasser-Wärmepumpe mit Luft aus dem Keller

Die einfachste Möglichkeit eine Wärmepumpe zur Warmwasserbereitung zu betreiben, ist mit der Luft aus dem Keller. Diese hat auch im Winter oft mehr als 10 Grad Celsius und kann ohne zusätzliche Technik bezogen werden. Das Heizgerät entzieht seinem Aufstellraum thermische Energie und kühlt diesen dabei ab. Werden kurzzeitig hohe Warmwassermengen benötigt, kann die Temperatur stark sinken.

Außenluft für die Warmwasserbereitung

Eine weitere Möglichkeit ist die Nutzung von Außenluft. Wie bei einer Luft-Wasser-Wärmepumpe funktioniert das über einen Außenluftanschluss – also Kanäle, die zu Gittern in der Außenwand führen. Während hohe Temperaturen im Sommer für einen besonders effizienten Betrieb sorgen, steigt der nötige Temperaturhub im Winter. Die Folge: Die Warmwasserwärmepumpe benötigt mehr Strom und die Heizkosten steigen.

Günstig ist hier die Kombination mit einem zweiten Wärmeerzeuger, wobei die Wärmepumpe im Sommer und der Übergangszeit günstig und effizient für warmes Trinkwasser sorgt. Sinken die Außenlufttemperaturen, schaltet sich zum Beispiel eine Brennwertheizung zu und übernimmt so die Brauchwasserbereitung.

Hohe Effizienz durch eine Abluftanlage

Besonders effizient ist die Kombination der Warmwasser-Wärmepumpe mit einer Abluftanlage. Diese saugt Luft mit Temperaturen von etwa 20 Grad Celsius aus allen angeschlossenen Räumen und führt sie anschließend der Wärmepumpe zu. Die hohe Quelltemperatur führt wiederum zu einem niedrigen Temperaturhub und sinkenden Heizkosten.

Vor- und Nachteile einer Warmwasser-Wärmepumpe

Die Warmwasser-Wärmepumpe nutzt kostenfreie Energie aus der Luft zum Erhitzen von Trinkwasser. Ist diese allerdings sehr kalt, können die Kosten für die Warmwasserbereitung schnell ansteigen.

Die Vorteile der Technik sind:

  • umweltfreundliche und günstige Art der Warmwasserbereitung
  • einfache Installation, auch ohne Gasanschluss oder Öltank
  • optimal in Kombination mit Photovoltaik zur Strom-Selbstversorgung

Die Nachteile der Technik sind:

  • sinken die Lufttemperaturen, können Stromkosten für den Betrieb steigen
  • wird kurzzeitig viel Warmwasser benötigt, ist ein Elektroheizstab oder der Anschluss an einen konventionellen Kessel nötig
Alexander Rosenkranz

Fazit von Alexander Rosenkranz

Eine Warmwasser-Wärmepumpe erhitzt Trinkwasser mit kostenfreier Energie aus der Luft. Während das bei optimalen Bedingungen zu günstigen Betriebskosten führt, können zu niedrige Lufttemperaturen schnell zu steigenden Ausgaben führen. Ob sich eine Wärmepumpe zur Warmwasserbereitung lohnt, muss im Einzelfall geprüft werden.

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