Luft, Wasser, Erde: Ändert sich das Prinzip Wärmepumpe je nach Typ?

Planen Sie, Ihr Heizsystem zu modernisieren? Wärmepumpen sind eine effiziente und umweltfreundliche Lösung – und sie können Ihre Energiekosten senken. Obwohl alle Modelle auf demselben Prinzip Wärmepumpe basieren, beeinflusst die Quelle – Luft, Erde oder Wasser – ihre Leistung und die Kosten.

Lesen Sie weiter, um mehr über die verschiedenen Typen zu erfahren und die passende Lösung für Ihr Zuhause zu finden.

Alle Wärmepumpen arbeiten nach demselben grundlegenden Funktionsprinzip: Wärmepumpen transportieren Wärme mithilfe von Strom von einem Ort zum anderen. Genauer gesagt funktioniert die Funktionsweise einer Wärmepumpe so:

• Wärmeaufnahme – Das System entzieht der Luft, dem Boden oder dem Wasser Wärme über ein Bauteil namens Verdampfer. Im Inneren nimmt ein spezielles Kältemittel die Wärme auf und verdampft.
• Kompression – Das gasförmige Kältemittel gelangt in einen Kompressor, wird dort unter hohem Druck verdichtet und erwärmt sich dadurch weiter.
• Wärmeabgabe – Das heiße Gas strömt in einen Kondensator und gibt seine Wärme ab, um Ihr Zuhause zu beheizen. Dabei kühlt es ab und wird wieder flüssig.
• Expansion – Die Flüssigkeit durchläuft ein Expansionsventil, das Druck und Temperatur senkt – bereit für die nächste Wärmeaufnahme.

Dieser Kreislauf läuft kontinuierlich – und er kann sogar umgekehrt werden: Im Sommer kann die Wärmepumpe Wärme aus dem Haus abführen und nach außen leiten, um die Innenräume zu kühlen.

Am wichtigsten: Wärmepumpen liefern drei- bis viermal mehr Wärmeenergie, als sie an elektrischer Energie verbrauchen. Das macht sie zu einer klugen und nachhaltigen Wahl für Heizung und Kühlung im Eigenheim.

Luftwärmepumpen entziehen der Außenluft Wärme, um Ihr Zuhause zu beheizen. Es gibt zwei Typen:

• Luft-Luft-Modelle geben warme oder kühle Luft direkt in die Räume ab.
• Luft-Wasser-Modelle arbeiten mit Heizkörpern oder Fußbodenheizungen und können zusätzlich Warmwasser bereitstellen.

Sie sind kostengünstig und energieeffizient, da sie Wärme lediglich übertragen und nicht selbst erzeugen. Moderne ASHPs mit drehzahlgeregelten Kompressoren arbeiten sogar bei Minustemperaturen zuverlässig. Außerdem sind sie einfacher und günstiger zu installieren als Erdwärmepumpen – sie benötigen nur wenig Außenfläche und einen Innenraum für den Warmwasserspeicher.

Ein Beispiel ist die EcoFlow PowerHeat, eine Luft-Wasser-Wärmepumpe, die effizient Raumwärme und Warmwasser für ganzjährigen Komfort liefert.

Auch als geothermische Wärmepumpen bekannt, nutzen GSHPs die konstanten Temperaturen im Erdreich, um Gebäude zu heizen oder zu kühlen. Unter der Oberfläche liegen die Temperaturen ganzjährig zwischen 7 °C und 15 °C – eine zuverlässige Energiequelle unabhängig von der Jahreszeit.

Das Prinzip Wärmepumpe funktioniert hier über ein im Boden verlegtes Rohrsystem – sogenannte Erdsonden oder Flächenkollektoren. Eine Flüssigkeit zirkuliert darin, nimmt im Winter Wärme aus dem Boden auf und gibt sie im Sommer wieder ab.

Diese Energie wird dann an das Kältemittel der Wärmepumpe weitergeleitet, das den üblichen Zyklus durchläuft: Verdampfung, Kompression, Kondensation und Expansion.

Dank dieser stabilen Quelle gehören GSHPs zu den effizientesten Systemen mit Leistungszahlen(COP) von 3 bis 6. Sie sind ideal, wenn Sie über ausreichend Außenfläche verfügen und langfristig Kosten sparen wollen. Der Nachteil: Sie sind in der Anschaffung teurer und aufwendiger in der Installation.

Wasser-Wärmepumpen nutzen die stabilen Temperaturen von nahegelegenen Gewässern – etwa Seen, Teichen, Brunnen oder Grundwasserleitern – zur Beheizung oder Kühlung Ihres Hauses. Ähnlich wie GSHPs übertragen sie Wärme über ein unter Wasser verlegtes Rohrsystem mit zirkulierender Flüssigkeit.

Im Winter wird Wärme aus dem Wasser aufgenommen und ins Gebäude geleitet, im Sommer umgekehrt wieder abgegeben.

Da die Wassertemperatur meist stabiler ist als die Lufttemperatur, bieten diese Systeme eine hohe Effizienz mit COP-Werten von 4 bis 6 oder mehr. Das bedeutet niedrigere Betriebskosten auf lange Sicht.

Allerdings brauchen Sie für WSHPs Zugang zu einer geeigneten und genehmigten Wasserquelle. Die Installation ist oft günstiger als bei Erdwärmesystemen, aber erfordert dennoch sorgfältige Planung, Genehmigungen und eine Überprüfung der Wasserqualität sowie Umweltverträglichkeit.

Abluft-Wärmepumpen gewinnen Wärme aus der warmen, verbrauchten Luft im Gebäude – etwa aus Küchen, Bädern oder Hauswirtschaftsräumen. Nachdem die Wärme extrahiert wurde, wird die gekühlte Luft nach außen abgeführt, was zusätzlich die Lüftung und Raumluftqualität verbessert.

EAHPs gibt es in zwei Varianten:

• Abluft-Luft überträgt Wärme auf einströmende Innenluft.
• Abluft-Wasser überträgt Wärme auf Heizkörper, Fußbodenheizung oder einen Warmwasserspeicher.

Im Gegensatz zu anderen Typen benötigen EAHPs keine Außeneinheit oder Erdarbeiten. Sie sind ideal für Wohnungen oder kleine Häuser mit begrenztem Platz, da sie nur einen Wandanschluss und eine Inneneinheit brauchen. Auch hier kommt der gleiche Kältemittelkreislauf wie bei anderen Wärmepumpen zum Einsatz.

Die gewonnene Energie eignet sich für Raumwärme, Warmwasser und in manchen Fällen auch zur Kühlung.

Alle Wärmepumpen arbeiten nach demselben Prozess, aber die gewählte Wärmequelle beeinflusst die tatsächliche Leistung maßgeblich. Jeder Typ hat seine eigenen Stärken und Herausforderungen. Hier ein Vergleich nach verschiedenen Kriterien:

Erd- und Wasser-Wärmepumpen bieten die höchste und konstanteste Effizienz – mit typischen COP-Werten zwischen 4 und 6, unabhängig von der Jahreszeit. Luftwärmepumpen sind weniger stabil. Sie arbeiten besonders gut bei mildem Wetter, aber schlechter bei extremer Kälte. Allerdings können moderne Geräte mit intelligenten Kompressoren auch bei Frost effizient laufen.

Abluftsysteme sind weniger effizient, aber eine gute Lösung für kleinere, gut gedämmte Wohnungen mit Lüftungssystemen.

Manche Systeme sind aufwendiger zu installieren als andere. Erdwärmepumpen sind am anspruchsvollsten, da sie Platz, Zeit und schweres Gerät für Erdarbeiten benötigen.

Wasserwärmepumpen sind etwas einfacher zu installieren, brauchen aber eine geeignete Wasserquelle und Genehmigungen.

Luftwärmepumpen sind einfacher. Sie benötigen nur eine kleine Außeneinheit und Standardkomponenten im Haus. Abluftwärmepumpen sind am unkompliziertesten – sie brauchen lediglich eine Wandöffnung und eine Inneneinheit. Ideal für Wohnungen oder kleine Häuser.

Luft- und Abluftwärmepumpen haben die niedrigsten Anschaffungskosten. Erd- und Wasserwärmepumpen sind in der Anschaffung teurer, senken aber auf Dauer die Betriebskosten. Viele Systeme sind förderfähig – durch Zuschüsse oder Steuervergünstigungen – was die Anfangskosten reduziert.

Nicht alle Wärmepumpentypen funktionieren gleich gut in kalten Regionen. Erd- und Wasser-Wärmepumpen sind verlässliche Optionen, da ihre Wärmequellen selbst im tiefsten Winter stabil bleiben. Die Temperaturen im Erdreich und in großen Gewässern schwanken kaum – so liefern sie konstant gute Leistungen.

Luftwärmepumpen hingegen sind stärker von der Außentemperatur abhängig, was ihre Effizienz bei Frost senken kann. Doch dank moderner Inverter-Kompressoren arbeiten viele Modelle auch noch bei –20 °C zuverlässig.

Für beste Ergebnisse empfiehlt sich ein Hybridsystem: Eine Luftwärmepumpe wird mit einem Zusatzheizgerät – wie einem Heizstab oder einem Gasbrenner – kombiniert. Die Wärmepumpe übernimmt den Großteil der Heizleistung, während die Zusatzheizung nur an sehr kalten Tagen einspringt.

Eine Warmwasser-Wärmepumpe nutzt denselben Kältemittelkreislauf wie andere Wärmepumpen, um Ihr Brauchwasser (DHW) zu erwärmen. Sie kann Energie aus der Innen- oder Außenluft ziehen – manchmal auch aus der Erde oder Abluft.

Das Kältemittel nimmt die Wärme auf, komprimiert sie und gibt die Energie an den Warmwasserspeicher weiter.

Solche Systeme sind oft Teil eines ganzheitlichen Haustechnik-Konzepts – für Heizung und Warmwasser aus einer Einheit. Am effizientesten arbeiten sie, wenn die Lufttemperatur nicht wesentlich niedriger ist als die Zieltemperatur des Wassers.

Bei der Wahl der passenden Wärmepumpe sollten Sie mehrere Faktoren beachten – etwa das Klima in Ihrer Region, Ihr Budget und die Art Ihres Gebäudes.

Hier ein Überblick:

• Entscheiden Sie sich für eine Erd- oder Wasser-Wärmepumpe, wenn Sie in einer kalten Region leben und gleichbleibende Heizleistung im Winter brauchen.
• Wählen Sie eine Luftwärmepumpe, wenn Sie in einem Einfamilienhaus wohnen – sie ist einfacher zu installieren.
• Setzen Sie auf eine Abluft-Wärmepumpe, wenn Sie in einer Wohnung leben und eine platzsparende Lösung brauchen, die gut im Innenbereich funktioniert.

Noch unsicher, welches System das richtige ist? Fordern Sie eine Beratung an, um eine maßgeschneiderte Lösung für Ihr Zuhause und Ihre Energieziele zu erhalten.

Ja, grundsätzlich arbeiten alle Wärmepumpen nach demselben physikalischen Prinzip: Sie entziehen einer Wärmequelle Energie und geben diese auf höherem Temperaturniveau wieder ab. Unterschiede gibt es lediglich in der Wahl der Wärmequelle – Luft, Wasser oder Erdreich – sowie in der Effizienz und Auslegung für bestimmte Einsatzbereiche.

Die vier zentralen Bauteile sind der Kompressor, der Verdampfer, der Kondensator und das Expansionsventil. Gemeinsam bilden sie einen geschlossenen Kreislauf, in dem ein Kältemittel ständig zirkuliert. Jeder Bestandteil hat eine spezifische Aufgabe, um die Energieaufnahme, Umwandlung und Abgabe möglichst effizient zu gewährleisten.

Ja, viele moderne Wärmepumpensysteme sind so konzipiert, dass sie nicht nur Heizwärme erzeugen, sondern auch Warmwasser für den täglichen Bedarf bereitstellen können. Dies geschieht über denselben thermodynamischen Prozess, ergänzt durch einen integrierten oder externen Warmwasserspeicher, der für eine konstante Versorgung sorgt.