Der zentrale und wegweisende Vorteil einer Wärmepumpe im Vergleich zu herkömmlichen Heizsystemen ist der besonders gute Wirkungsgrad, was bedeutet, dass eine Wärmepumpe weniger Energie verbraucht, um dieselbe Menge Wärme zu erzeugen. Während der Wirkungsgrad einer Gasheizung bei unter eins liegt, erzeugt eine Wärmepumpe im Schnitt drei- bis fünfmal mehr Energie als dafür aufwendet wird. Die signifikante Erhöhung des Wirkungsgrads entsteht durch die kostenfreie Nutzung der Außenluft-Umgebungswärme als Energiequelle zur Wärmegewinnung, auch bei Minusgraden.

Der Wirkungsgrad einer Wärmepumpe hängt im Wesentlichen von 3 Faktoren ab, der Effizienz des eingesetzten Kältemittels, der Temperaturdifferenz zwischen Außenbereich und Hausinneren sowie der Vorlauftemperatur des Heizsystems. Kältemittel die schnell verdampfen und dabei nur wenig Wärme verlieren haben eine gute Energieeffizienz und tragen maßgeblich zu einem höheren Wirkungsgrad bei. Je niedriger die Außentemperatur ist, desto geringer ist auch der Wirkungsgrad, da mehr Energie aufgewendet werden muss, um die gewünschte Innenraumtemperatur aufrechtzuerhalten. Eine niedrige Vorlauftemperatur bei Vorhandensein einer Fußbodenheizung in einem Neubau führt zu einem hohen Wirkungsgrad, da der Energiebedarf geringer ist als bei Notwendigkeit einer höheren Vorlauftemperatur für kleinere Heizkörper in einem Altbau. Für die Effizienz einer Wärmepumpe ist also der energetische Zustand des Hauses, d.h. gute bzw. sehr gute Dämmung der Fassade, des Daches, der Fenster, der Türen sowie der Wasserleitungen, entscheidend. 

In Heizsystemen oder Klimaanlagen werden je nach Anwendungsfall natürliche bzw. künstlich hergestellte synthetische Fluide als ‚Kältemittel‘ zur Übertragung der Wärmeenergie eingesetzt. Durch die gestiegenen Klimaschutz-Anforderungen bei umweltfreundlichen Heizungen setzen immer mehr Hersteller natürliche Kältemittel für Wärmepumpen ein. Unsere Luft-Wärmepumpen arbeiten mit dem umweltfreundlichen natürlichen und leistungsstarken Kältemittel Propan R290, welches keine giftigen PFAS (Per- und polyfluorierte Alkylsubstanzen) enthält und nicht unter die Beschränkungen der F-Gase-Verordnung fällt.

Moderne Wärmepumpen arbeiten inzwischen so leise wie ein Kühlschrank. Unsere Luft-Wärmepumpen erzeugen je nach Modell eine maximale Geräuschemission von 53 bis 63 Dezibel, welche mit zunehmendem Abstand zum Gerät rapide sinkt, d.h. bei einem Abstand von über drei Meter liegt der Schallpegel meist schon unter 40 Dezibel. Im Konfliktfall ist also nicht die tatsächliche Lautstärke direkt an der Monoblock-Wärmepumpe ausschlaggebend, sondern wie viel noch davon beim Nachbarn nachweislich gemessen ankommt. Grenzwerte für außenstehende Anlagen sind in der Verwaltungsvorschrift „Technische Anleitung zum Schutz gegen Lärm“ – kurz TA Lärm – geregelt.

Die Jahresarbeitszahl (JAZ) ist der Jahres-Quotient aus erzeugter Wärmemenge geteilt durch die dafür aufgewendete Strommenge und kann praktisch erst nach der Installation und Inbetriebnahme ermittelt werden. Damit bildet die Jahresarbeitszahl (JAZ) eine der wichtigsten Kennziffern zur Effizienzbestimmung der Wärmepumpe ab, sie ist auch relevant für eine für eine mögliche Förderung.  Für einen vorher zu stellenden Förderantrag wird die Jahresarbeitszahl (JAZ) formal errechnet, wobei das individuelle Nutzerverhalten vernachlässigt wird.

Der COP-Wert (Coefficient of Performance) ist ein vom Hersteller unter konstanten Testbedingungen ermittelter Vergleichswert und stellt die Leistungszahl, das Verhältnis der erzeugten Wärme zu der dazu benötigten Strommenge, der Wärmepumpe als Momentaufnahme dar.

Der SCOP-Wert (Seasonal Coefficient of Performance) gibt den COP-Wert der Wärmepumpe in Abhängigkeit zur Außentemperatur an. Der Wärmepumpen-Hersteller hat den COP bzw. SCOP-Wert für den Kunden als Vergleichswert auszuweisen. Unsere Monoblock-Wärmepumpen weisen einen SCOP-Wert von 3,xx bis 5,xx bei einer Außentemperatur von xx°C aus und gelten damit als (sehr) effizient.

Die jahreszeitbedingte Raumheizungsenergie-Effizienz (ETAs bzw. ηs-Wert) gibt an wie viel Primärenergie eine Wärmepumpe zur Erzeugung einer Kilowattstunde Heizwärme als Endenergiebedarf aufwendet muss, wobei gilt - jahreszeitbedingte Raumheizungsenergie-Effizienz = Primärenergie-Bedarf / Endenergie-Bedarf. Dieser Kennwert für Wärmepumpen ist ebenfalls relevant für eine staatliche Förderung er Wert vereinfacht auf 2,5 festgesetzt, also 250%.

Entsprechend eines fünfjährigen Feldtests des Fraunhofer-Instituts lohnt sich mittlerweile der Einsatz von Wärmepumpen im Bestandsbau, um unabhängig von fossilen Brennstoffen zu werden und um zukünftig weiter steigende CO2-Abgaben zu vermeiden. Jedoch gilt auch hier wie bereits bei Bestandsheizsystemen, je besser das Gebäude gedämmt und je niedriger die Vorlauftemperatur der vorhandenen Heizkörper ist, desto höher ist der Wirkungsgrad der Wärmepumpe und desto mehr kann gespart.

Moderne hocheffiziente Luft-Wärmepumpen sind speziell für kältere Klimazonen ausgelegt und erzielen auch bei höheren Vorlauftemperaturen problemlos hohe Wirkungsgrade. Unsere Luft-Wärmepumpen können die Außenluft-Umgebungswärme bis zu minus 25°C in Nutzwärme umwandeln, bei noch niedrigeren Temperaturen wird dann die Nutzwärme ausschließlich durch Strom erzeugt. Zusätzlich schützt eine automatische Abtaufunktion vor Vereisung. Für diese mittlerweile sehr wenigen kalten Tage pro Heiz-Season, sorgt ein separat eingebauter Elektroheizstab für ausreichend Wärme, welcher bereits in der der Jahresarbeitszahl (JAZ) der Wärmepumpe mit einberechnet ist.

Eine Luft-Wärmepumpe in Monoblockbauweise ist eine spezielle Bauart der Luft-Wasser-Wärmepumpe in der alle essenziellen Komponenten (Verdampfer, Kompressor, Verflüssiger und Entspannungsventil) einer Einheit integriert sind. Die kompakte Bauweise erlaubt eine platzsparende und einfache Installation. Der ab Werk geprüfte isolierte und geschlossene Kältemittelkreislauf macht die Luft-Wärmepumpe in Monoblockbauweise besonders wartungsarm. Außerdem sind alle nötigen Komponenten für den typischen Kältemittelkreislauf in einer Einheit untergebracht, was den Energieverlust enorm minimiert.

Das Funktionsprinzip einer Luft-Wärmepumpe ist identisch dem des Kühlschranks. Der über einen integrierten Ventilator angesaugten Außenluft wird die Umgebungswärme mit Hilfe einer Kältemittelflüssigkeit in einem Verdampfer-Wärmetauscher entzogen. Dabei erhitzt die Außenluft die Kältemittelflüssigkeit, die dadurch verdampft. Dann wird der Kältemitteldampf einem Kompressor (Verdichter) zugeführt, wodurch sich das Druck- und Temperaturniveau hebt. Das nun heiße, gasförmige und unter hohem Druck stehende Kältemittel wird zu einem Verflüssiger-Wärmetauscher weitergeleitet, wo es kondensiert und Nutzwärme an ein Heizmedium, zum Beispiel Wasser, wieder abgibt. Anschließend wird der Druck des kondensierten Kältemittels mit einem Entspannungsventil verringert und flüssig zum Verdampfer innerhalb des Kältemittelkreislaufs zurückgeführt.

Damit dieser Kreislauf zirkuliert muss zusätzliche elektrische Antriebsleistung (Strom) für die Komprimierung des Kältemittels aufgewendet werden. Je höher das Temperaturgefälle zwischen der angesaugten Außenluft als Energiequelle und der benötigten Nutzwärme ist, desto mehr elektrische Antriebsleistung muss aufgebracht werden. Andererseits gilt je niedriger der Kompressionsgrad des Kältemittels ist, desto geringer fällt der Stromverbrauch der Wärmepumpe aus.

Die korrekte Dimensionierung der passenden Luft-Wärmepumpe kann über die genormte Heizlastberechnung nach DIN EN 12831 ermittelt werden, mit der sich der Wärmebedarf bzw. die Heizlast bestimmen lässt. Die Heizlastberechnung berücksichtigt die Aufheizreserven (zum Beispiel die gespeicherte Wärme in der Fußbodenheizung), die Transmissionswärmeverluste (wie viel Wärmeenergie durch Dach, Fenster usw. verloren geht), die Lüftungswärmeverluste (Wärmeenergie die beim Lüften oder durch Gebäudeundichtigkeiten verloren geht) und den Warmwasserverbrauch.
Während der Bautechnischen Begehung erfassen wir die vorgenannten Faktoren detailliert, um die richtige Dimensionierung Ihrer zukünftigen Luft-Wärmepumpe vorzunehmen. Dabei fließen auch unsere Erfahrungswerte mit ein.

Für eine schnelle Übersicht können auch Richtwerte verwendet werden, welche sich am Baujahr und der Bauweise des Gebäudes orientieren und überschlägig den Wärmebedarf pro Quadratmeter angeben:

Haustyp                                                   Wärmebedarf

Passivhaus                                               o,o15 kW/m²

Neubau nach GEG                                   o,o4 kW/m²

Neubau mit Standardwärmedämmung  o,o6 kW/m²

Sanierter Altbau mit Wärmedämmung   o,o8 kW/m²

Neubau ohne Wärmedämmung             o,o8 kW/m²

Altbau ohne Wärmedämmung                o,12 kW/m²

Mit der nachstehenden Formal kann die erforderliche Heizleistung einer Wärmepumpe überschlägig ermittelt werden:

Wohnfläche [m²] × Wärmebedarf [kW/m²] = Gebäudewärmebedarf [kW] = erforderlichen Heizleistung einer Wärmepumpe [kW]

Beispiel: Ein Neubau mit Standardwärmedämmung weist eine zu beheizende Wohnfläche von 120 m² auf: 120 m² x 0,06 kW/m² = 7,2 kW

Die Wärmepumpe sollte eine Heizleistung von ca. 7,2 kW aufbringen.

Die Luft-Wärmepumpe ist für eine Außenaufstellung konzipiert, welche zwar nah am Haus sein sollte, um Wärmeverluste zu minimieren, jedoch mit genügend Abstand zur Hauswand, damit ausreichend Luft angesaugt und wieder ausgeblasen werden kann. Der Aufstellort ist so zu wählen, dass die kalte ausgeblasene Luft zirkulieren kann, um nicht vom Ventilator wieder eingesaugt zu werden. Auch sollte die Ausblasseite nicht gegen die Hauptwindrichtung zeigen. Wichtig ist außerdem das der Untergrund bzw. die Oberfläche, wo die Luft-Wärmepumpe samt Sockel stehen soll, ausreichende Tragfähigkeit aufweist. Entsprechend der Bauordnung des jeweiligen Bundelandes müssen Wärmepumpen einen bestimmten Abstand zur Grundstücksgrenze einhalten, da sie als gebäudeähnliches Bauwerk eingestuft werden. Gemeinsam mit Ihnen werden wir den bestmöglich Aufstellort während der Bautechnischen Begehung bestimmen.

Ein ebener fester Untergrund ist unerlässlich zur Aufstellung des Sockels der Luft-Wärmepumpe, wofür zum Beispiel ein Kiesbett oder ein Betonfundament bereitgestellt werden muss. Über eine Hauseinführung wird dann das erwärmte Wasser durch isolierte Heizungsrohre dem Haus-Heizsystem zugeführt. Je nach den baulichen Gegebenheiten und Kundenwüschen sind weitere Mauerdurchbrüche und Leitungs-Verrohrungen erforderlich. Um den Kompressor der Luft-Wärmepumpe mit Strom versorgen zu können, müssen Stromleitungen bis zum zentralen Haustromverteiler verlegt und zusätzlich abgesichert werden. Moderne Stromzähler haben mitunter einen separaten Anschluss zur Unterzählung für Wärmepumpen, damit exklusive Wärmepumpentarife beim Stromversorger gebucht werden können. Alle notwendigen baulichen Maßnahmen werden während unsere Bautechnischen Begehung erfasst, um eine verbindliches Festpreis-Angebot für Sie zu erstellen. Gegebenenfalls sollte noch geprüft werden, ob eine Gas- und/oder Schornsteinstilllegung in Frage kommt.

Ein Pufferspeicher wird zwischen Wärmepumpe und Heizsystem im Haus eingebaut und besteht aus einem isolierten Behälter aus Stahl, Edelstahl oder Kunststoff, der mit Wasser gefüllt ist. Der Pufferspeicher speichert überschüssige Wärmeenergie und speist diese bei Bedarf das Heizsystem ein. Dadurch können höhere Tagestemperaturen zwischengespeichert und später abends oder nachts genutzt werden, um effizient und sparsam zu heizen. Obwohl im Gegensatz zu Alt- bzw. Bestandsbauten für Neubauten ein Pufferspeicher nicht unbedingt notwendig ist, wird ein Einbau empfohlen, da dadurch kurzfristige Schwankungen bzw. Spitzen in der Wärmenachfrage ausgeglichen werden können und somit die Belastung der Wärmepumpe durch ständiges An- und Ausschalten reduziert wird, was Energie spart und zu einer längeren Lebensdauer der Wärmepumpe beiträgt. Wird gleichzeitig Brauchwasser (Trinkwasser) erhitzt, kommt ein sogenannter Hygienespeicher als Kombi-Wärmespeicher zur Vermeidung von Legionellen sowie anderen Keimen, die im Trinkwasser vorkommen können, zum Einsatz. Die Art und das Volumen des Pufferspeichers hängt von der Größe des Hauses, dem Warmwasserbedarf und der Leistung der Wärmepumpe ab und wird während der Bautechnischen Begehung festgelegt.

Die zukunftsweisende Kombination aus Luft-Wärmepumpe und Photovoltaik-Anlage inklusive Stromspeicher bietet enormes Einsparpotenzial und erhöht die Unabhängigkeit zu fossilen Energieträgern. Die Verbindung erfolgt über einen Wechselrichter oder besser über ein intelligentes Energiemanagementsystem. Unsere Luft-Wärmepumpe verfügen über die SG-Ready (Smart Grid) Schnittstelle und kann durch die Photovoltaik-Anlage optimal angesteuert werden. Mit überschüssigen Solarstrom kann der Pufferspeicher aufgeheizt werden, wodurch die Vorlauftemperatur des Heizsystems verringert und der Wirkungsgrad der Wärmepumpe erhöht wird.