So funktioniert eine Luft-Wasser-Wärmepumpe – Schritt für Schritt

Eine Luft-Wasser-Wärmepumpe entzieht der Außenluft Wärme, die bereits vorhanden ist – selbst wenn es kalt ist – und bringt sie zum Heizen, Kühlen und zur Warmwasserbereitung in dein Zuhause. Sie erzeugt keine Wärme durch das Verbrennen von Brennstoff, sondern transportiert sie mithilfe einer Wärmepumpe und eines Kältemittels, das in einem geschlossenen Kreislauf zirkuliert. Deshalb ist sie so effizient: Für jede verbrauchte Einheit Strom liefert sie mehrere Einheiten Wärmeenergie.

In diesem Leitfaden erklären wir dir Schritt für Schritt und anhand einer Abbildung, was im Inneren einer Luft-Wasser-Wärmepumpe geschieht, warum sie so hohe Leistungswerte erreicht und welche Aufgabe die einzelnen Komponenten haben.

Was ist Luft-Wasser-Wärmepumpentechnik und worauf beruht sie?

Diese Technologie nutzt die Wärmeenergie der Luft mithilfe einer Luft-Wasser-Wärmepumpe. Auch wenn sich die Luft „kalt“ anfühlt, enthält sie selbst bei Temperaturen weit unter null Grad noch nutzbare Wärmeenergie. Eine Wärmepumpe kann diese Energie aufnehmen, konzentrieren und auf eine Temperatur bringen, mit der sich dein Haus beheizen lässt.

Entscheidend ist ein bekanntes physikalisches Prinzip: Wenn ein Fluid (das Kältemittel) seinen Aggregatzustand ändert – von flüssig zu gasförmig und von gasförmig zu flüssig –, nimmt es große Wärmemengen auf oder gibt sie ab. Die Luft-Wasser-Wärmepumpe nutzt diese Zustandsänderungen in einem geschlossenen Kreislauf, um Wärme von außen nach innen (im Winter) oder von innen nach außen (im Sommer) zu transportieren.

Der Kreislauf der Luft-Wasser-Wärmepumpe: die 4 Schritte

Im Mittelpunkt stehen vier Komponenten, die einen geschlossenen Kreislauf bilden, durch den das Kältemittel zirkuliert. So läuft der gesamte Prozess ab:

Schritt 1 · Verdampfer: Das Kältemittel nimmt Wärme aus der Luft auf

In der Außeneinheit kommt das Kältemittel flüssig und mit einer sehr niedrigen Temperatur an, die unter der Temperatur der Umgebungsluft liegt. Während es den Verdampfer durchströmt, gibt die Außenluft – von einem Ventilator zugeführt – ihre Wärme an das Kältemittel ab. Durch diese Energie verdampft das Kältemittel und wird gasförmig.

Das ist der entscheidende Punkt: Weil das Kältemittel kälter ist als die Außenluft, kann es selbst mitten im Winter Wärme aufnehmen.

Schritt 2 · Verdichter: Die Energie wird konzentriert

Das noch relativ kühle, gasförmige Kältemittel gelangt in den Verdichter, das Herzstück des Systems. Durch die Verdichtung steigt sein Druck und damit erhöht sich seine Temperatur deutlich. Dies ist die einzige Stelle im Kreislauf, an der in nennenswertem Umfang Strom verbraucht wird. So lässt sich Wärme mit niedriger Temperatur auf ein für dein Zuhause nutzbares Temperaturniveau bringen.

Schritt 3 · Verflüssiger: Die Wärme geht auf das Wasser in deinem Haus über

Das heiße, unter hohem Druck stehende Gas gelangt zum Verflüssiger, einem Wärmetauscher, in dem es seine Wärme an den Wasserkreislauf des Hauses abgibt. Dabei verliert das Kältemittel Energie, kühlt ab und kondensiert wieder zu einer Flüssigkeit. Die an das Wasser übertragene Wärme versorgt schließlich dein Heiz- und Kühlsystem.

Schritt 4 · Expansionsventil: Zurück zum Anfang

Das flüssige Kältemittel steht noch unter Druck und strömt durch das Expansionsventil, das seinen Druck und seine Temperatur schlagartig senkt. Dadurch ist es wieder kälter als die Außenluft, und der Kreislauf beginnt von vorn – immer wieder.

Warum ist eine Luft-Wasser-Wärmepumpe so effizient? Der COP

Die Effizienz einer Wärmepumpe wird mit dem COP (Coefficient of Performance) gemessen: dem Verhältnis zwischen der abgegebenen Wärmeenergie und dem verbrauchten Strom. Da eine Luft-Wasser-Wärmepumpe Wärme transportiert, statt sie zu erzeugen, kann sie pro verbrauchter kWh Strom je nach Bedingungen etwa 3 bis 5 kWh Wärme liefern.

Um die tatsächliche Leistung über die gesamte Saison zu beurteilen, wird der SCOP (saisonaler COP) herangezogen. Er berücksichtigt die Temperaturschwankungen im Jahresverlauf. Je milder das Klima ist und je niedriger die von deiner Anlage benötigte Vorlauftemperatur, desto höher ist die Effizienz.

Luft-Wasser: So gelangt die Wärme in jeden Raum

Die Wärmepumpen von Ecoforest arbeiten nach dem Luft-Wasser-Prinzip: Die aufgenommene Wärme wird auf einen Wasserkreislauf übertragen und kann je nach Anlage auf verschiedene Arten verteilt werden:

• Fußbodenheizung: die ideale Lösung, weil sie mit einer niedrigen Vorlauftemperatur arbeitet und die Effizienz der Wärmepumpe maximiert.
• Gebläsekonvektoren: Sie liefern im Winter Wärme und im Sommer Kälte und reagieren schnell.
• Heizkörper: Sie sind kompatibel, insbesondere mit Geräten, die höhere Vorlauftemperaturen erreichen.
• Warmwasserbereitung: Dasselbe Gerät erzeugt auch das warme Wasser für Wasserhähne und Duschen.

Kühlen im Sommer: der umkehrbare Kreislauf

Einer der großen Vorteile einer Luft-Wasser-Wärmepumpe ist, dass ihr Betrieb umkehrbar ist. Im Sommer kehrt sich der Kreislauf um: Statt der Außenluft Wärme zu entziehen, um das Haus zu heizen, entzieht sie den Innenräumen Wärme und gibt diese nach außen ab. So wird das Haus gekühlt. Ein einziges Gerät deckt damit das ganze Jahr über Heizung, Kühlung und Warmwasserbereitung ab.

Was die Luft-Wasser-Wärmepumpen von Ecoforest besonders macht

Als spanischer Pionier unter den Wärmepumpenherstellern setzt Ecoforest eigene Technologien ein, die den grundlegenden Betrieb des Kreislaufs verbessern:

• ecoAIR-Baureihe mit dem natürlichen Kältemittel R290: Dieses Kältemittel hat eine sehr geringe Umweltbelastung und ermöglicht außerdem hohe Vorlauftemperaturen. Dadurch eignet sich eine Luft-Wasser-Wärmepumpe auch für Häuser mit bereits vorhandenen Heizkörpern.
• Superheater-Technologie (HTR): Sie kann Warmwasser mit bis zu 80 °C ohne zusätzlichen Energieverbrauch erzeugen, indem sie den Kreislauf der Wärmepumpe nutzt.
• Intelligente Steuerung mit der Ecoforest Home App und Easynet: Das System lässt sich per Smartphone steuern und überwachen, um den Verbrauch zu optimieren.

Häufige Fragen zur Funktionsweise einer Luft-Wasser-Wärmepumpe

Funktioniert eine Luft-Wasser-Wärmepumpe auch bei großer Kälte? Ja. Selbst bei Temperaturen unter null Grad enthält die Luft nutzbare Wärmeenergie. Die Leistung nimmt mit sinkender Außentemperatur ab, doch moderne Geräte sind darauf ausgelegt, auch in kalten Klimazonen effizient zu arbeiten.

Verbraucht eine Luft-Wasser-Wärmepumpe viel Strom? Sie benötigt Strom, um den Kreislauf anzutreiben (vor allem für den Verdichter), nicht um Wärme zu erzeugen. Deshalb liefert sie ein Mehrfaches der als Strom verbrauchten Energie in Form von Wärme, was zu wettbewerbsfähigen Betriebskosten führt.

Benötigt sie eine Außeneinheit? Ja. In der Außeneinheit wird die Wärme der Luft mithilfe des Verdampfers und des Ventilators aufgenommen. Je nach verfügbarem Platz gibt es Monoblock- und Split-Ausführungen.

Kann sie nur heizen? Nein. Eine umkehrbare Luft-Wasser-Wärmepumpe übernimmt mit einem einzigen Gerät das Heizen im Winter, das Kühlen im Sommer und die Warmwasserbereitung während des ganzen Jahres.

Ist sie mit meinen vorhandenen Heizkörpern kompatibel? Das hängt von der Vorlauftemperatur ab, die sie benötigen. Geräte, die höhere Temperaturen erreichen – wie die R290-Baureihe von Ecoforest –, sind mit mehr bestehenden Heizkörperanlagen kompatibel.

Zusammenfassung

Eine Luft-Wasser-Wärmepumpe transportiert Wärme aus der Außenluft in dein Zuhause. Dafür nutzt sie einen Kreislauf aus vier Schritten – Verdampfung, Verdichtung, Verflüssigung und Expansion –, der sich fortlaufend wiederholt. Weil sie Wärme transportiert, statt Brennstoff zu verbrennen, arbeitet sie wesentlich effizienter als herkömmliche Systeme, senkt die Emissionen und übernimmt mit einem einzigen Gerät Heizung, Kühlung und Warmwasserbereitung.

Wenn du über einen Umstieg nachdenkst: Ecoforest fertigt hocheffiziente Luft-Wasser-Wärmepumpen mit dem natürlichen Kältemittel R290 und eigener Technologie, um aus jeder kWh möglichst viel herauszuholen. Entdecke die ecoAIR-Baureihe oder kontaktiere einen Fachinstallateur, um deine Möglichkeiten prüfen zu lassen.