So finden Sie die richtige Warmwasser-Wärmepumpe

Warmwasser-Wärmepumpen sind elektrische Warmwasserspeicher, die Brauchwasser mittels einer 1 bis 2 kW starken Mini-Wärmepumpe aufheizen. Sie werden auch Brauchwasser-Wärmepumpen genannt. Sie bestehen aus einem emaillierten und isolierten Speicherbehälter, einem elektrischen Widerstand zwischen 1,5 und 3 kW, der gegebenenfalls die Wassererwärmung unterstützt, und aus einer Schutzanode. Die Wärmepumpe befindet sich entweder direkt über dem Warmwasserspeicher oder sie ist bei zweiteiligen, sogenannten „Split“-Geräten an der Außenwand des Hauses angebracht.

Eine Wärmepumpe kann bei einer Lufttemperatur zwischen -5 und 42 °C das Brauchwasser auf 50 - 60 °C erhitzen und verbraucht dabei 2 bis 3 Mal weniger Energie als ein herkömmlicher Boiler. Sie benötigen für eine Installation lediglich einen Leitungswasser- und Stromanschluss, sowie einen geeigneten Aufstellort.

Welches physikalische Wunder macht das möglich? Ohne zu tief ins Detail gehen zu wollen, kann man den Vorgang so erklären: Die Aufnahme der Wärmeenergie aus der Luft und ihre Übertragung auf das Wasser erfolgt durch ein Kältemittel, dessen Aggregatzustand (flüssig bzw. gasförmig), Temperatur und Druck in einem thermodynamischen Zyklus von Kompression (Verdichtung), Kondensation (Verflüssigung) und Evaporation (Verdampfung) stetig wechselt. Elektrische Energie wird bei diesem Vorgang nur zum Antrieb des zum System gehörigen Ventilators und Kompressors benötigt. Sobald die angesaugte Luft jedoch zu kalt ist, was meistens bei einer Temperatur unterhalb von minus fünf Grad der Fall ist, verliert die Wärmepumpe an Effizienz und der elektrische Heizwiderstand kommt zum Einsatz.

Je nach Aufstellort der Luft-Wasser-Wärmepumpe in Ihrem Zuhause kann die Energie aus drei verschiedenen Luftquellen gewonnen werden.

Raumluft

Die vom Ventilator der Luft-Wasser-Wärmepumpe angesaugte Luft stammt aus dem Raum, in dem sie steht. Angesichts der erforderlichen Luftmenge sollte dieser Raum genügend groß sein (mindestens 20 m³ Volumen oder ungefähr 9 m² Fläche). Ein großer unbeheizter Vorratsraum, eine Garage oder Waschküche, ein Kellerraum sind dafür meist ausreichend. Um zu verhindern, dass der Raum bei Betrieb der Luft-Wasser-Wärmepumpe zu stark abkühlt, empfiehlt es sich, die gekühlte Luft direkt nach außen zu leiten.

Die Lufttemperatur eines solchen Raums sinkt selten in den negativen Bereich, weshalb die Effizienz und Kontinuität der Wärmepumpenfunktion nicht zu stark beeinträchtigt ist.

Abluft Ihrer Lüftungsanlage

In diesem Fall stammt die Luft von der Lüftungsanlage. Weil die bei der kontrollierten Wohnraumlüftung (KWL) ausgeleitete Abluft eine Temperatur von etwa 19 °C hat, kann damit die Effizienz der Wärmepumpe im Winter drastisch verbessert werden. Die im Wärmetauscher abgekühlte Luft wird nach außen abgeführt.

Bei einer Nutzung von KWL-Abluft als Zuluft für die Luft-Wärmepumpe erfolgt ein Zusammenspiel von zwei unterschiedlichen Systemen: Einerseits die Be- und Entlüftung der Wohnung und andererseits die Erwärmung von Brauchwasser. Das ist zwar wirklich praktisch, aber eine solche kombinierte Installation ist nicht nur sehr kostspielig, sondern auch wartungsintensiver und mit größeren Nachteilen bei möglichen Funktionsstörungen verbunden, weil die beiden Systeme aufeinander angewiesen sind.

Außenluft 

Bei der Energiegewinnung aus der Außenluft gibt es zwei Möglichkeiten. Entweder befindet sich die Wärmepumpe im Inneren des Hauses (Kompaktmodell), wobei die Luft über zwei Rohre zu- bzw. abgeführt wird, oder sie befindet sich außerhalb des Hauses (Splitgerät). In diesem Fall ist sie über eine Kühlmittelleitung mit dem Warmwasserspeicher verbunden, der aufgrund seines geringen Platzbedarfs in jeden größeren Einbauschrank des Badezimmers oder Vorratsraums passt und sich somit in unmittelbarer Nähe der Küchen- und/oder Badarmaturen befindet, von wo das Warmwasser gezapft wird.

Der größte Vorteil ist, dass Sie mit ihr im Vergleich zu einem herkömmlichen Warmwasserspeicher etwa 50 bis 70 % Stromkosten einsparen können. Die Leistungszahlen (COP-Werte) liegen im Idealfall und bei Standardbetrieb bei etwa 3, was bedeutet, dass eine Luft-Wasser-Wärmepumpe mit jedem Kilowatt (kW) eingesetzter elektrischer Leistung etwa 3 kW an Wärme an das Brauchwasser im Speicher abgibt. Außerdem ist eine Luft-Wasser-Wärmepumpe im Gegensatz zu Solar-Warmwasserspeichern, die Sonnenenergie als Wärmequelle nutzen, ganz unabhängig von der Sonneneinstrahlung.

Die Luft-Wasser-Wärmepumpe hat jedoch auch einige Kritiker. Diese stören die Betriebsgeräusche, deren Lärmpegel mit etwa 50 dB(A) in 1 m Abstand dem Surren eines großen Kühlschranks entspricht. Darüber hinaus kann die Komplexität der Wärmepumpe bei einem Betriebsausfall zu unangenehmen Überraschungen führen. Für die Wartung sind nämlich die Qualifikationen eines Kältetechnikers erforderlich. Eine im Jahr 2013 durchgeführte Studie belegt, dass sich der durchschnittliche COP-Wert pro Jahr, d. h. die sogenannte Jahresarbeitszahl (JAZ), eher um die 1,9 bewegt, also weit unterhalb der angekündigten Werte.

In Anbetracht dieser Kritikpunkte bemühen sich die Hersteller seither um die Entwicklung von zuverlässigeren und effizienteren Geräten. Dies führte zu einem explosionsartigen Anstieg der Verkaufszahlen auf 40 000 verkaufte Geräte im Jahr 2013 im Vergleich zu 5 000 Geräten im Jahr 2009.

Die Jahresarbeitszahl ist die durchschnittliche Summe aller innerhalb eines Jahres aufgetretenen COP-Werte (Coefficient of performance). Dieser bezeichnet das Verhältnis von eingesetzter elektr. Antriebsenergie und erzeugter Nutzwärme.

Bei der Auswahl Ihres Warmwasserspeichers mit Luft-Wasser-Wärmepumpe sollten Sie auf Folgendes achten: COP-Wert, Wärmeenergiequelle, Speicherkapazität, Aufheizzeit, Platzbedarf sowie auf verschiedene Sicherheitselemente und Schutzeinrichtungen.

COP-Wert oder Leistungszahl

Der COP-Wert ist ein Koeffizient, der das Verhältnis zwischen aufgebrachter elektrischer (Stromverbrauch) und erzeugter thermischer Energie (Nutzwärme) angibt. Dieser Wert variiert stark in Abhängigkeit der Lufttemperatur. Wählen Sie am besten Modelle mit einem COP über 3,2. Manche Modelle können im Wärmepumpenmodus bei bis zu -15 °C  betrieben werden, wodurch ein elektrischer Heizwiderstand als zusätzlicher Energieumwandler fast überflüssig ist. Allgemein kann man sagen: Je höher der COP-Wert, desto besser.

Quelle der Wärmeenergie

Die Wärmeenergie kann je nach Installationsart entweder aus der Raumluft des Aufstellorts, der Abluft einer Lüftungsanlage oder, bei Splitgeräten, aus der Außenluft gewonnen werden.

Speicherkapazität

Man schätzt, dass eine Person ungefähr 40 Liter Warmwasser am Tag verbraucht. Warmwasserspeicher haben eine Kapazität zwischen 150 und 300 Liter. Berechnen Sie Ihren Bedarf!

Aufheizzeit

Zur Erwärmung des Wassers im Speicherbehälter sind etwa 5 bis 8 Stunden erforderlich. Auch hier sollte man kürzeren Zeiten den Vorzug geben.

Platzbedarf und Schutzvorrichtungen

Der Platzbedarf Ihres Warmwasserspeichers muss mit dem vorhandenen Platzangebot abgestimmt werden, und es sind verschiedene Schutzfunktionen möglich: Anti-Kalk-, Anti-Korrosions-, Legionellenschutz.

Es gibt übrigens auch Luft-Wasser-Wärmepumpen mit solarer Wärmeunterstützung (durch angeschlossene Sonnenkollektoren), die im Sommer einen COP-Wert von 6 erreichen können. Das Kältemittel im Sonnenkollektor-Kreislauf wird durch die Sonneneinstrahlung erhitzt und die gesammelte Sonnenenergie im Wärmetauscher der Anlage zur Erwärmung des Brauchwassers zusätzlich genutzt. Stellen Sie sicher, dass das gewählte Kältemittel keine Auswirkungen auf die Ozonschicht hat (R134A, R410A).

Wie die Wärmedämmung, die Belüftung und Heizsysteme kann auch die Warmwasser-Wärmepumpe Teil eines energetischen Sanierungsprojekts sein, mit dem der Energieverbrauch und die Treibhausgasemissionen von Gebäuden gesenkt werden sollen.

Wenn Sie mehr über die Erwärmung von Brauchwasser und insbesondere über elektrische Warmwasserspeicher erfahren möchten, lesen Sie unsere diesbezüglichen Einkaufsratgeber:

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