Die Luft-Wasser-Wärmepumpe – alles Wichtige auf einen Blick

Luft-Wasser-Wärmepumpen nutzen die Energie der Umgebungsluft, um kostengünstige und nachhaltige Wärme zu produzieren. Wie genau eine Wärmepumpe arbeitet, mit welchen Kosten Sie beim Kauf rechnen sollten und was sonst noch alles wichtig ist rund um das Thema Luft-Wasser-Wärmepumpe, erfahren Sie in diesem Artikel.

Funktionsweise einer Wärmepumpe

Die Funktionsweise von Wärmepumpen wird oft mit der eines Kühlschranks vergleichen. Allerdings wird in diesem Fall keine Wärmeenergie von innen nach außen, sondern Energie aus der Umgebung ins Innere des Hauses geleitet. Als Energiequelle kommt dabei je nach Wärmepumpenart die Umgebungsluft, das Erdreich oder das Grundwasser zum Einsatz. Moderne Wärmepumpen nutzen zur Erzeugung einer Kilowattstunde Wärme etwa 75 % Umweltenergie und 25 % Strom.

Konkret unterteilt sich die Funktion von Wärmepumpen in vier Schritte, die sich leicht entlang der „Reise“ des Kältemittels nachverfolgen lässt. Der Prozess der Wärmeerzeugung kann dabei als eine Art Kreislauf verstanden werden und läuft – stark vereinfacht – wie folgt ab:

1. Verdampfen: Im ersten Schritt wird die aus der Umgebung aufgenommene Energie in den Verdampfer geleitet, wo es ein flüssiges Kältemittel verdampft. Dies funktioniert auch schon bei niedrigen Außentemperaturen.
2. Verdichten: Aus dem Verdampfer wird das gasförmige Kältemittel als Nächstes in den Verdichter geleitet. Dort wird der Kältemitteldampf komprimiert, wodurch dessen Temperatur weiter ansteigt.
3. Übertragung: Im dritten Schritt wird die Energie des Kältemitteldampfs über einen Wärmetauscher an das Heizsystem des Hauses übertragen, wo sie nun zum Heizen oder für Warmwasser genutzt werden kann. Das Kältemittel entspannt sich dadurch und verflüssigt sich wieder.
4. Entspannen: Im letzten Schritt fließt das Kältemittel über ein Expansionsventil, wo es sich weiter ausdehnt und abkühlt, zurück zum Verdampfer. Von hier aus kann der Kreislauf nun wieder von Neuem beginnen.

Kann eine Luft-Wasser-Wärmepumpe auch bei niedrigen Außentemperaturen heizen?

Da eine Luft-Wasser-Wärmepumpe mit Luftwärme arbeitet, stellt sich die Frage, wie sie im Winter mit kalter Luft heizen kann. In Wärmepumpen eingesetzte Kältemittel haben ihren Siedepunkt bereits bei Temperaturen von -10 bis –15 Grad. Deshalb verdampfen sie auch bei Minusgraden und machen den Betrieb auch im Winter problemlos möglich. Einige Modelle arbeiten zuverlässig auch bei Temperaturen von –20 Grad oder weniger. Allerdings nimmt die Heizleistung bei niedrigen Temperaturen ab.

Zudem verfügen Luft-Wasser-Wärmepumpen meist auch über einen zusätzlichen Heizstab, der bei niedrigen Temperaturen oder benötigter Mehrleistung zugeschaltet werden kann. Dies sollte jedoch nur ein Ausnahmefall bleiben, da sich der Strombedarf der Wärmepumpe bei einem Betrieb mit einem Heizstab stark erhöht. Wir legen großen Wert auf eine passgenaue Dimensionierung Ihrer Wärmepumpe, um den geringstmöglichen Strombedarf zu erreichen.

Die Jahresarbeitszahl (JAZ) als Maß für die Effizienz

Die Jahresarbeitszahl (JAZ) ist ein Maß für die Effizienz einer Wärmepumpe. Sie errechnet sich aus dem Verhältnis von erzeugter Wärme und zugeführter Energie und wird hauptsächlich durch die Temperatur der Wärmequelle und die Vorlauftemperatur Ihrer Heizung beeinflusst. Bei einer hohen Temperatur der Wärmequelle und einer niedrigen Vorlauftemperatur erhöht sich die Effizienz Ihrer Wärmepumpe, da sie nur einen geringeren Temperaturunterschied überwinden muss. Moderne Luft-Wasser-Wärmepumpen arbeiten modulierend (Invertertechnik) und erreichen im Normalfall eine Jahresarbeitszahl zwischen 3,5 und 4.

Achtung: Die Jahresarbeitszahl wird häufig mit dem Coefficient of Performance (COP) verwechselt. Während die Jahresarbeitszahl die Effizienz einer Wärmepumpe unter realen Betriebsbedingungen und über den Zeitraum von einem Jahr misst, gibt der COP die Effizienz unter Laborbedingungen und als Momentaufnahme an.

Kosten & Wirtschaftlichkeit einer Luft-Wasser-Wärmepumpe

Die Kosten für eine Luft-Wasser-Wärmepumpe im Einfamilienhaus liegen bei etwa 20.000 € – 35.000 €. Hierin enthalten sind bereits alle nötigen Komponenten und die Installationskosten. Zu beachten ist allerdings, dass durch die KfW-Förderung zwischen 30 und 70 % der Kosten gefördert werden können. Dadurch können die Kosten beim Kauf einer Luft-Wasser-Wärmepumpe auf 15.000 €, im Idealfall sogar auf unter 10.000 € sinken.

WIE HOCH SIND DIE BETRIEBSKOSTEN einer LUFT-WASSER-WÄRMEPUMPE?

Im Betrieb verursacht eine Luft-Wasser-Wärmepumpe sowohl Heiz- als auch Wartungskosten. Bei einem durchschnittlichen Strompreis von 32 Cent pro Kilowattstunde (Stand: Anfang 2024), einer durchschnittlichen JAZ von 3,8 und einer jährlichen Heizlast von 18.000 kWh liegen die Heizkosten mit einer Wärmepumpe bei etwa 1.500 € pro Jahr. Die Wartungskosten sind im Vergleich zu anderen Heizungsarten sehr gering. Für die jährliche Wartung sollte man so etwa 200 € einplanen.

Zum Vergleich: Die Kosten für den Betrieb einer Gasheizung lägen in einem vergleichbaren Haushalt aktuell bei fast 2.000 € pro Jahr; bei einer Ölheizung wären es sogar fast 2.200 €.

Heizungsart	Preis pro kWh (Anfang 2024)	Jährliche Heizkosten im Einfamilienhaus (18.000 kWh Heizbedarf)
Gasheizung	11 ct	1.980 €
Ölheizung	12 ct	2.160 €
Wärmepumpe (JAZ 3,8)	8 ct	1.515 €
Solarthermie	0 ct	0 €
Pelletheizung	7 ct	1.260 €
Elektroheizung	32 ct	5.760 €

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Wie bestimmt man die Größe einer Luft-Wasser-Wärmepumpe?

Um eine Wärmepumpe korrekt zu dimensionieren, sind viele Faktoren zu berücksichtigen. Eine zentrale Berechnung zur Ermittlung der korrekten Leistung einer Luft-Wasser-Wärmepumpe ist die Ermittlung der Heizlast des Gebäudes. Diese ist unter anderem abhängig von der Größe der beheizten Wohnfläche, der Isolierung des Gebäudes, der geografischen Lage und weiteren Faktoren.

Es besteht die Gefahr, dass die genaue Heizlast oftmals nur geschätzt und als Sicherheitszuschlag die nächst größere Variante gewählt wird. Dies kann dazu führen, dass die Luft-Wasser-Wärmepumpe zwar an kalten Wintertagen richtig arbeitet, aber den Rest des Jahres ineffizient heizt. Dadurch steigen die Betriebskosten unnötig an.

Genauso fahrlässig ist es, die Luft-Wasser-Wärmepumpe aufgrund mangelhafter Berechnung zu klein auszulegen, um kurzfristig Kosten zu sparen. Dies führt dazu, dass der notwendige Wärmebedarf nicht gedeckt werden kann oder der Heizstab der Wärmepumpe regelmäßig zugeschaltet werden muss, was sich in der Folge negativ auf Wirtschaftlichkeit der Anlage auswirkt. Eine genaue Auslegung ist daher, anders als bei Öl- oder Gasheizungen, enorm wichtig.

Eignet sich mein Haus für eine Luft-Wasser-Wärmepumpe?

Ob sich ein Haus für die Installation einer Wärmepumpe eignet, hängt vor allem von der Dämmung des Hauses bzw. der Vorlauftemperatur des Heizsystems ab. Hier gilt ganz allgemein: Bei Vorlauftemperaturen von bis zu 55 Grad kann eine Wärmepumpe wirtschaftlich betrieben werden. Liegt die Temperatur hingegen über 55 Grad, ist in der Regel ein konventionelles Heizsystem wie eine Gasheizung effektiver und wirtschaftlicher. Haben Sie eine noch intakte Heizungsanlage, kann ein bivalentes System wie eine Hybrid-Wärmepumpe in Frage kommen.

Dementsprechend kann die Installation einer Luft-Wasser-Wärmepumpe auch im Altbau Sinn ergeben. Allerdings sollten Sie im Bestand sorgfältig prüfen, ob alle Voraussetzungen für einen wirtschaftlichen Betrieb gegeben sind und hierfür stets professionelle Beratung suchen.

Welche anderen Wärmepumpenarten gibt es?

Neben Luft-Wasser-Wärmepumpen gibt es noch weitere Arten von Wärmepumpen, die nach dem gleichen Prinzip arbeiten, aber eine andere Wärmequelle nutzen. Weitere wichtige Arten der Wärmepumpe sind die Sole-Wasser-Wärmepumpe, die Wasser-Wasser-Wärmepumpe, die Luft-Luft-Wärmepumpe und die Warmwasser-Wärmepumpe:

• Sole-Wasser-Wärmepumpen, auch Erdwärmepumpen genannt, nutzen Erdwärme. Diese kann dem Boden entweder über großflächige Erdkollektoren oder über Erdwärmesonden entzogen werden.
• Wasser-Wasser- oder auch Grundwasser-Wärmepumpen bedienen sich der Wärme des Grundwassers. Über einen Sogbrunnen wird Wasser angesaugt und nach dem Energieentzug wieder über den Sickerbrunnen an das Grundwasser abgegeben.
• Luft-Luft-Wärmepumpen verwenden verbrauchte Raumluft, um zugeführte Außenluft zu temperieren. Sie können nur in sehr gut gedämmten Neubauten effizient betrieben werden.
• Warmwasser-Wärmepumpen nutzen die Abluft in Räumen wie dem Heizungskeller zur Warmwasserbereitung. Zum Heizen der Wohnräume ist diese Art der Wärmepumpe jedoch nicht geeignet.

VOR- UND NACHTEILE der verschiedenen Wärmepumpenarten

	Luft-Wasser	Luft-Luft	Sole-Wasser	Grundwasser
Wärmequelle	Luft	Luft	Erdreich	Grundwasser
Typische JAZ	3,5	3,5	4	4
Risiken	keine	keine	Auskühlrisiko, keine Bohrgenehmigung	Veränderung des Grundwasserspiegels
Installation	einfach	einfach	Erdarbeiten nötig	Erdarbeiten nötig
Bürokratischer Aufwand	keiner	keiner	Anträge und Prüfverfahren	Anträge und Prüfverfahren

Sole-Wasser-Wärmepumpen und Grundwasser-Wärmepumpen erreichen die höchsten Wirkungsgrade. Trotzdem sind Luft-Wasser-Wärmepumpen häufig wirtschaftlicher. Grund hierfür sind ihre niedrigeren Anschaffungskosten durch den Verzicht auf Bohrungen und Pumpen. Der Wegfall von Erdarbeiten macht die Planung zudem unkompliziert und es müssen keine aufwendigen Anträge und Prüfverfahren gestellt werden. Auch die Betriebsrisiken mindern sich erheblich.

Bei Nutzung der Wärme des oberflächennahen Erdreichs ist es hingegen immer möglich, dass der Boden nach einigen Jahren auskühlt, sodass nicht mehr ausreichend Wärme entzogen werden kann. Bei Grundwasser-Wärmepumpen kommt es vor, dass der Grundwasserspiegel absinkt. Die Tatsache, dass Luft-Wasser-Wärmepumpen mittlerweile mit Abstand der beliebteste Wärmepumpentyp sind, ist somit nicht verwunderlich.

WELCHE WÄRMEPUMPE eignet sich in welchem Fall?

Eine Luft-Wasser-Wärmepumpe lässt sich problemlos im Neubau sowie im Bestand integrieren, da die Wärmegewinnung hier einfach über die Umgebungsluft erfolgt. Bei einer Grundwasser- oder Sole-Wasser-Wärmepumpe muss zunächst geprüft werden, ob genügend Erdwärme bzw. geeignete Grundwasservorkommen auf dem Grundstück vorhanden sind.

Außerdem fallen bei Erdwärmepumpen umfangreiche Erdarbeiten an, die beim Neubau zwar eingeplant werden können, im Bestand jedoch zu großen baulichen Veränderungen im Garten führen. In Wasserschutzgebieten sind Bohrungen zudem nur unter bestimmten Voraussetzungen möglich. Daher dürfen hier weder Grundwasser-Wärmepumpen noch Erdwärmesonden, sondern nur oberflächennahe Erdwärmekollektoren ins Erdreich eingelassen werden.

Der richtige Aufstellort für eine Wärmepumpe

Die meisten Luft-Wasser-Wärmepumpen werden in der Split-Variante aufgestellt, welche aus einer Außen- und einer Inneneinheit besteht. Aber auch eine reine Innen- oder Außenaufstellung ist möglich; in diesem Fall spricht man dann von einer Monoblock-Wärmepumpe.

Ist der Verdichter in der Außeneinheit untergebracht, sollte die Außeneinheit möglichst nah am Haus aufgestellt werden, um Wärmeverluste über die Außenleitungen zu reduzieren. Bei einigen Wärmepumpen ist der Verdichter hingegen auch in der Inneneinheit untergebracht. Das ermöglicht die Aufstellung in größerer Entfernung vom Haus und reduziert die Lautstärke der Wärmepumpe. Für die Aufstellung der Außeneinheit sind Rasenfläche optimal, da sie schalldämpfend wirken. Im Haus ist der Hauswirtschaftsraum oder Keller ein guter Aufstellort.

Hersteller von Luft-Wasser-Wärmepumpen

Der deutsche Wärmepumpenmarkt wird von wenigen Herstellern dominiert. Bekannt sind vor allem Buderus, Junkers, Ochsner, Panasonic, Rotex, Stiebel Eltron, Vaillant, Viessmann, Waterkotte, Mitsubishi und Weishaupt. Wegatech setzt im Bereich der Luft-Wasser-Wärmepumpen aktuell auf die Hersteller Samsung, Mitsubishi und Vaillant.  

Luft-Wasser-Wärmepumpe vs. Gasheizung

Luft-Wasser-Wärmepumpen sind deutlich umweltfreundlicher als Gasheizungen und verursachen niedrigere Betriebskosten. Ihre Anschaffung ist zwar nach wie vor etwas teurer als die Anschaffung einer Öl- oder Gasheizung, allerdings ist die Differenz dank der neuen Förderung deutlich geringer als noch vor wenigen Jahren.

Besitzer*innen einer Gas- oder Ölheizung sind zudem vollständig abhängig von der Entwicklung der Gas-bzw. Ölpreise, die langfristig deutlich steigen werden. Luft-Wasser-Wärmepumpen müssen nur ein Viertel der benötigten Heizenergie durch Strom erzeugen. Kombinieren Sie Photovoltaikanlage und Wärmepumpe, kann diese sogar zum Teil mit Strom aus der Photovoltaikanlage versorgt werden. Dieser kostet dauerhaft nur 8 bis 12 Cent und unterliegt keinen Preisschwankungen. Ein Stromspeicher erhöht den Sonnenstromanteil am Strombedarf der Wärmepumpe weiter. 

Der CO₂-Ausstoß von Wärmepumpen im Vergleich

Im Vergleich zu einer Öl- oder Gasheizung erzeugt eine Luft-Wasser-Wärmepumpe deutlich weniger CO2, denn sie bezieht ca. 75 % ihrer Energie aus der Umgebung. Die restlichen 25 % werden durch Strom gedeckt. Aktuell liegt der Anteil der Erneuerbaren am Stromverbrauch bei 55 % (Mitte 2024). Bis 2045 strebt Deutschland Klimaneutralität an. Damit ist die Wärmepumpe die einzige Heizung, welche im Laufe der Zeit sogar umweltfreundlicher wird. Kombinieren Sie Ihre Wärmepumpenheizung mit einer Photovoltaikanlage, die 100 % erneuerbaren Strom liefert, verbessert sich ihre Klimabilanz weiter.

Häufig gestellte Fragen zum Thema Luft-Wasser-Wärmepumpe

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