2.7 Luft-Luft-Wärmepumpe (Heizen mit der Klimaanlage)
Eine Luft-Luft-Wärmepumpe entzieht der Außenluft Wärme und gibt diese Wärme über den Kältekreislauf an die Innenluft weiter. Anders als bei der Luft-Wasser-Wärmepumpe wird zum Heizen also warme Luft verwendet (wie im Auto), kein Heizkörper bzw. keine Fußbodenheizung.
Wenn Sie im Internet nach einer »Wärmepumpe« suchen, werden Sie nur äußerst selten auf Luft-Luft-Wärmepumpen stoßen. Auch der deutsche »Bundesverband Wärmepumpe e.V.« betrachtet diese Art der Heizung nicht als Wärmepumpe. Dementsprechend fehlen derartige Modelle in den Statistiken. Dennoch ist es ziemlich sicher, dass Sie mit solchen Wärmepumpen schon oft Kontakt hatten. Es handelt sich nämlich um Klimaanlagen!
Viele Klimaanlagen können auf zwei Arten verwendet werden: Im gewöhnlichen Kühlbetrieb sowie im invertierten Heizbetrieb. In diesem Abschnitt geht es um diese Betriebsform. Grundsätzlich ist diese Art der Heizung ähnlich effizient wie größere Heizungswärmepumpen. Je nach Außentemperatur können Sie aus 1 kWh Strom mehr als 3 kWh Wärme erzeugen. Ein weiterer Vorteil sind die – im Vergleich zu den bisher vorgestellten Wärmepumpen – geringen Investitionskosten. Das gilt umso mehr, wenn Sie ohnedies eine Kühllösung brauchen.
Es gibt aber auch dezidierte Luft-Luft-Wärmepumpen, die über einen Plattenwärmetauscher in das Belüftungssystem des Hauses integriert wird. Diese Variante ist vor allem bei Niedrigenergiehäusern mit geringem Wärmebedarf gebräuchlich.
Abbildung 2.14 Viele Klimaanlagen können als Luft-Luft-Wärmepumpen auch zum Heizen verwendet werden.
Luft-Luft-Wärmepumpen werden in Split-Bauweise ausgeführt (siehe Abbildung 2.14): Das Außenteil sieht aus wie eine Luftwärmepumpe, nur kleiner. Oft wird es an der Hausfassade oder auf dem Dach montiert. Von dort führt der Kältemittelkreislauf zu einem oder mehreren Innengeräten, die normalerweise oberhalb des Fensters oder an einer Außenwand in Deckennähe so montiert werden, dass der Kältemittelkreislauf so kurz wie möglich ist. Der oft recht lange Kältemittelkreislauf ist auch der Grund, weswegen Klimaanlagen nur von Fachkräften mit Kälteschein installiert werden dürfen.
Es gibt gute Gründe, warum diese Art der Heizung in Mitteleuropa unüblich ist:
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Wohnkomfort: Je nach Wärmeenergiebedarf ist die Wärmeaustragung durch Luft unangenehm oder zumindest gewöhnungsbedürftig. Die ständige Luftbewegung und die Lüftergeräusche stören. Eine Ausnahme sind Niedrigenergie- oder Passivhäuser. Dort ist der Wärmebedarf so gering, dass die Warmluftströmung kaum mehr wahrnehmbar ist.
Bei schlecht isolierten Häusern fühlt sich ein per Luft beheizter Raum weniger wohnlich an als bei der Verwendung von Heizkörpern oder einer Fußbodenheizung. Zudem ist es schwieriger, die Temperatur einigermaßen konstant zu halten; sie variiert oft um ein, zwei Grad auf oder ab.
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Platzierung: Die Optimierung der Geräte zum Kühlen hat Nachteile, wenn diese zum Heizen verwendet werden. So werden die Innengeräte üblicherweise hoch montiert. Zum Kühlen ist das gut (kalte Luft ist schwerer als warme Luft und sinkt ab), zum Heizen ist die Platzierung aber unglücklich. Selbst wenn der Raum an sich warm wird, bleibt der Boden kalt. Das ist ungünstig, wenn Sie auch im Winter gerne barfuß oder nur in Socken in Ihrer Wohnung unterwegs sind.
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Leistung: Wenn es richtig kalt ist, reicht die Heizleistung einer Klimaanlage oft nicht aus. Das Gerät läuft dauerhaft mit maximaler Leistung und dementsprechend laut.
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Optik: Luft-Luft-Wärmepumpen sind keine Augenweide, weder innen noch außen.
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Objektgröße: Jeder Raum benötigt ein Innenheizgerät, große Räume benötigen womöglich mehrere. Während eine Luft-Luft-Wärmepumpe bei kleinen Wohnungen geringe Investitionskosten verursacht, löst sich dieser Kostenvorteil bei größeren Anlagen gleichsam in Luft auf.
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Kein Warmwasser: Die meisten invers betriebenen Klimaanlage können zwar heizen, aber kein Warmwasser erzeugen. Vereinzelt gibt es aber Luft-Luft-Wärmepumpen mit kombiniertem Warmwasserboiler (z. B. Hitachi Multi Yutampo oder Daikin Multi+ Split-Wärmepumpe 4MWXM52A).
Die Luft-Luft-Wärmepumpe teilt zwei Nachteile mit der Luft-Wasser-Wärmepumpe: Im Außengerät entsteht ein Kondensat, das abgeleitet werden muss; andernfalls tropft es trostlos der Hausfassade entlang herunter, wie es auch manchmal zu sehen ist. Außerdem entsteht beim Betrieb der Wärmepumpe Lärm, der unter Umständen Sie selbst oder die Nachbarn stört.
Die Außengeräte von Klimaanlagen sind kleiner als die bei in unseren Breiten üblichen Luft-Wasser-Wärmepumpen, haben weniger Leistung und sind daher auch etwas leiser. Allerdings ist auch die Bauweise oft minimalistisch, insbesondere was die Lärmdämmung betrifft.
Nicht jede Klimaanlage ist geeignet
Damit Sie mit einer Klimaanlage heizen können, muss es eine Möglichkeit geben, die Richtung des Kältemittelkreislaufs umzudrehen. Dazu dient ein sogenanntes Vierwegeventil. Je nach Richtung des Kältemittelkreislaufs wird aus dem Verdampfer der Kondensator (Verflüssiger) und umgekehrt. Im einen Fall wird innen Wärme entzogen und außen abgegeben, im anderen Fall ist es gerade umgekehrt.
Die Expansionsventile müssen doppelt ausgeführt werden, damit die Verdampfung je nach Kreislaufrichtung an der richtigen Stelle stattfindet. Die für den Dual-Betrieb erforderliche Technik ist also durchaus nicht trivial. Wenn Sie sich für die Details interessieren, ist das folgende Video ein guter Startpunkt:
Einsatzmöglichkeiten
Große Verbreitung finden Luft-Luft-Wärmepumpen in Italien, Spanien und vielen anderen südlichen Ländern, in Hotelzimmern ebenso wie in Wohnanlagen und kleinen Häusern. Die Funktion als Klimaanlage steht dort natürlich im Vordergrund. Wenn dann aber doch für ein paar Wochen oder zwei Monate geheizt werden muss, dann funktioniert die Luft-Luft-Wärmepumpe für diesen Zweck gut genug. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Art der Heizung nicht so träge ist wie z. B. eine Fußbodenheizung. Beim Heizen besteht viel mehr Flexibilität: Wenn einzelne Räume nur sporadisch genutzt werden, dann kann die Heizung nach Bedarf reduziert oder erhöht werden.
In der DACH-Region, wo die Heizperiode deutlich länger andauert als im Süden, werden Sie in einem Neubau sicher keine Klimaanlage zum Heizen einsetzen. Vielmehr besteht der beste Weg darin, die zum Heizen angedachte Luft- oder Erdwärmepumpe so auszuwählen, dass diese auch zur Kühlung geeignet ist (siehe auch Kapitel 4, »Kühlen mit Wärmepumpen«).
Sehr wohl interessant sind Klimaanlagen mit Heizfunktion aber für nur sporadisch bewohnte Wohnungen oder Häuser, z. B. für ein Ferienhaus oder ein Gartenhaus mit Wohn- oder Bürofunktion. Oder es stellt sich heraus, dass der per Klimaanlage gekühlte Dachboden dank Heizfunktion plötzlich auch im Winter genutzt werden kann.
Vermutlich noch wichtiger ist die Sanierung von Wohnungen, bei denen Sie die vorhandene Heizung nicht oder nur unter erheblichen Kosten ändern können. In solchen Fällen kann der Einbau einer Klimaanlage mit Heizfunktion als Zweitheizung die optimale Lösung sein. Sie belassen die vorhandene Heizung (z. B. elektrische Nachtspeicheröfen), setzen diese aber nur in Notfällen ein, wenn die Heizleistung der Klimaanlage nicht ausreicht. Sie haben damit eine einfache Hybridheizung – ein Thema, auf das ich im nächsten Abschnitt noch näher eingehen werde.
Wie viel Perfektionismus muss sein?
Der oft übertriebene Perfektionismusanspruch im deutschen Sprachraum steht einfachen, pragmatischen Lösungen im Weg. Wenn Sie mit viel Geld ein Haus sanieren oder neu bauen, werden Sie natürlich die bestmögliche Lösung anstreben. Aber wenn das Budget limitiert ist, kann eine nicht ganz so perfekte Lösung ökologisch wie ökonomisch sinnvoll sein – und immer noch ein angenehmes Wohnen ermöglichen. Wenn Sie diesbezüglich Denkanstöße suchen, empfehle ich Ihnen die YouTube-Videos von Andreas Schmitz. Ein guter Startpunkt ist das folgende Video, das den Einsatz von Klimaanlagen zur Beheizung eines Altbaus zeigt:
Mini- oder Mikrowärmepumpen
In diesem Buch stehen Ein- und Zweifamilienhäuser im Vordergrund. In den kommenden Jahrzehnten müssen aber auch in vielen Mehrparteienhäusern vorhandene Elektro- oder Gasetagenheizungen durch umweltfreundlichere Systeme ersetzt werden. Ein denkbarer Ansatz sind Mini- oder Mikrowärmepumpen. Das technische Konzept ist ähnlich wie bei Klimaanlagen; allerdings liegt der aktuelle Entwicklungsfokus stärker beim Heizen. Leider gibt es diesbezüglich momentan mehr Ideen als ausgereifte Lösungen.
In naher Zukunft wird es vermutlich ein größeres Angebot von Geräten geben, die gleichermaßen heizen und kühlen können und die für unterschiedliche Gebäudegrößen geeignet sind – von einer einzelnen kleinen Wohnung über das Einfamilienhaus bis hin zur zentralen Wärme/Kälte-Versorgung ganzer Mehrparteienanlagen. Ob diese Geräte dann »Wärmepumpen« oder »Klimaanlagen« heißen, ist sekundär.