Inverter-Wärmepumpe: Funktion, Vorteile und Nachteile der modulierenden Technik

Eine Inverter-Wärmepumpe regelt ihre Leistung stufenlos und passt sie an den Wärmebedarf des Hauses an. Statt immer wieder mit voller Kraft anzuspringen und abzuschalten, läuft sie länger und gleichmäßiger. Das spart Strom, schont den Verdichter und macht das Gerät leiser. Ganz ohne Grenzen ist die Technik aber nicht. Hier erfahren Sie, wie der Inverter funktioniert, was hinter Begriffen wie modulierend, DC-Inverter oder Full Inverter steckt, welche Kennzahl im Datenblatt wirklich zählt und welche Nachteile es gibt.

Das Wichtigste auf einen Blick

• Prinzip: Der Inverter regelt die Drehzahl des Verdichters. Die Wärmepumpe liefert so nur die Leistung, die gerade gebraucht wird.
• Inverter und modulierend meinen im Alltag dasselbe: eine Wärmepumpe mit stufenlos geregelter Leistung.
• Vorteile: längere Laufzeiten, weniger Starts, effizienter im Teillastbetrieb, leiser und gleichmäßigere Raumtemperatur.
• Grenze: Auch eine Inverter-Wärmepumpe hat eine Mindestleistung. Liegt der Bedarf darunter, taktet sie trotzdem.
• Beim Kauf zählt der Modulationsbereich im Datenblatt, vor allem die kleinste Leistung.

Was ist eine Inverter-Wärmepumpe?

Eine Inverter-Wärmepumpe ist eine Wärmepumpe mit drehzahlgeregeltem Verdichter. Der Inverter ist ein elektronischer Frequenzumrichter. Er verändert die Frequenz des Stroms, mit dem der Motor des Verdichters läuft, und damit dessen Drehzahl. Dreht der Verdichter langsamer, sinkt die Heizleistung. Dreht er schneller, steigt sie.

Eine Wärmepumpe ohne Inverter kennt dagegen nur zwei Zustände: an mit voller Leistung oder aus. Weil der Wärmebedarf eines Hauses fast nie genau der vollen Leistung entspricht, schaltet sie sich immer wieder ein und aus. Bei Luft-Wasser-Wärmepumpen ist die Inverter-Technik heute weit verbreitet. Bei Erdwärmepumpen gibt es neben modulierenden Geräten weiterhin Modelle mit fester Drehzahl.

Inverter, modulierend, DC-Inverter, Full Inverter: die Begriffe

So funktioniert die Inverter-Technik

Der Kältekreis einer Inverter-Wärmepumpe arbeitet wie bei jeder anderen Wärmepumpe: Verdampfen, Verdichten, Verflüssigen, Entspannen. Der Unterschied liegt nur im Verdichter. Den Kreislauf selbst erklärt der Ratgeber Funktion der Wärmepumpe.

Die Regelung misst laufend, wie viel Wärme das Haus braucht, zum Beispiel über Außentemperatur, Heizkurve und Vorlauftemperatur. Daraus berechnet sie die passende Verdichterdrehzahl. An einem milden Tag läuft der Verdichter langsam und lange, an einem kalten Tag schnell. Die Grafik zeigt den Unterschied über einen Tag:

Modulationsbereich: die wichtigste Kennzahl im Datenblatt

Wie weit eine Inverter-Wärmepumpe ihre Leistung herunterfahren kann, steht im Datenblatt als Leistungsbereich oder Modulationsbereich, meist für bestimmte Betriebspunkte wie A7/W35 (7 °C Außenluft, 35 °C Vorlauf). Entscheidend ist vor allem die kleinste Leistung. Sie bestimmt, ab wann das Gerät in der Übergangszeit doch wieder ein- und ausschaltet.

Ein Beispiel aus dem Datenblatt der Viessmann Vitocal 250-A (230-V-Geräte):

Bei diesem Modell liegt die kleinste Leistung der Baugrößen 04 bis 08 gleich niedrig. Eine etwas größere Baugröße taktet hier also nicht automatisch öfter. Braucht das Haus an einem milden Tag aber nur 1,5 kW, liegt der Bedarf unter jeder dieser Mindestleistungen. Dann schaltet die Wärmepumpe zwischendurch ab. Das ist normal, solange die Laufzeit pro Start ausreichend lang bleibt.

Wie Sie die richtige Größe ermitteln und was eine zu große Wärmepumpe bewirkt, erklärt der Ratgeber Wärmepumpe dimensionieren. Wie oft eine Wärmepumpe starten darf und was gegen zu häufiges Takten hilft, lesen Sie im Ratgeber Wärmepumpe taktet.

Inverter oder Ein-Aus-Wärmepumpe: der Vergleich

Vorteile einer Inverter-Wärmepumpe

• Effizienter bei Teillast: Eine Wärmepumpe läuft die meiste Zeit des Jahres nicht mit voller Leistung. Läuft der Verdichter langsamer, sind die Wärmetauscher im Verhältnis größer und die Temperaturdifferenzen im Kältekreis kleiner. Das verbessert die Effizienz. Ob sich das auszahlt, zeigt am Ende die Jahresarbeitszahl.
• Weniger Starts: Jeder Start belastet den Verdichter und kostet Effizienz, weil der Kältekreis erst wieder auf Betriebsdruck kommen muss.
• Leiser: Bei niedriger Drehzahl laufen Verdichter und Ventilator ruhiger. Bei der Vitocal 250-A in Baugröße 08 nennt das Datenblatt zum Beispiel eine Schallleistung von 48 dB(A) nach ErP-Messung und 57 dB(A) bei maximaler Leistung. Mehr dazu im Ratgeber Wärmepumpe Lautstärke.
• Gleichmäßige Wärme: Die Vorlauftemperatur schwankt weniger, die Räume bleiben konstanter warm.
• Gut mit Solarstrom: Eine modulierende Wärmepumpe kann ihre Leistung an den verfügbaren PV-Überschuss anpassen. Wie das geht, steht im Ratgeber Wärmepumpe mit Photovoltaik.

Nachteile einer Inverter-Wärmepumpe

• Mindestleistung bleibt: Unterhalb ihrer kleinsten Leistung taktet auch eine Inverter-Wärmepumpe. Bei einem sehr gut gedämmten Haus und einem großen Gerät passiert das öfter.
• Mehr Elektronik: Frequenzumrichter und Regelung sind aufwendiger als bei einem Gerät mit fester Drehzahl. Fällt die Elektronik aus, ist die Reparatur meist teurer als ein einfaches Schütz.
• Höherer Preis: Geräte mit Inverter sind in der Herstellung aufwendiger. Bei Luft-Wasser-Wärmepumpen ist die Technik aber so verbreitet, dass Sie beim Kauf nur selten zwischen beiden Varianten wählen.
• Kein Ersatz für gute Planung: Eine zu groß gewählte Wärmepumpe, eine zu hohe Heizkurve oder ein fehlender hydraulischer Abgleich bremsen auch die beste Modulation aus.

Braucht eine modulierende Wärmepumpe einen Pufferspeicher?

Oft nicht. Weil sie ihre Leistung anpasst, kommt eine modulierende Wärmepumpe meist mit weniger Wasservolumen aus als ein Ein-Aus-Gerät. Bei einer Fußbodenheizung mit einem Heizkreis reicht häufig das Volumen im Estrich. Nötig sein kann ein Puffer trotzdem, etwa für das Abtauen bei Luft-Wärmepumpen, bei vielen Heizkreisen oder wenn viele Thermostatventile schließen können. Was der Hersteller verlangt, steht in der Montageanleitung. Wann und wie groß ein Puffer sinnvoll ist, erklärt der Ratgeber Pufferspeicher für die Wärmepumpe.

Worauf Sie beim Kauf einer Inverter-Wärmepumpe achten sollten

Modulierende Geräte finden Sie in der Kategorie Luft-Wasser-Wärmepumpen und bei den Marken Viessmann, Vaillant, Bosch, Buderus, Samsung und LG. Prüfen Sie im Datenblatt jeweils den Leistungsbereich.

Übrigens: Auch Split-Klimaanlagen arbeiten mit Inverter-Technik, zum Beispiel die Toshiba Inverter-Klimaanlagen. Das Prinzip ist dasselbe, nur gibt das Gerät die Wärme oder Kälte direkt an die Raumluft ab.