Luft-Wasser-Wärmepumpe: Funktion und Aufbau einfach erklärt

Eine Luft-Wasser-Wärmepumpe entzieht der Außenluft Wärme und gibt sie an das Heizungswasser ab. Ein Ventilator saugt dafür Luft durch das Außengerät, ein Kältemittel nimmt die Wärme auf, und ein Verdichter hebt sie auf Heiztemperatur. Das funktioniert auch bei Frost, nur sinkt die Effizienz mit der Außentemperatur. Im Alltag erreichen Luft-Wasser-Wärmepumpen in bestehenden Häusern im Mittel eine Jahresarbeitszahl von 3,4.

In diesem Ratgeber erfahren Sie, was in Außen- und Inneneinheit passiert, wie die Wärmepumpe bei Kälte arbeitet, warum sie im Winter abtaut und worin sie sich technisch von einer Luft-Luft-Wärmepumpe unterscheidet. Passende Geräte finden Sie in unserer Kategorie Luft-Wasser-Wärmepumpen.

Das Wichtigste auf einen Blick

• Wärmequelle: Außenluft. Es sind keine Bohrung, kein Kollektor und kein Brunnen nötig.
• Effizienz: Bei 7 °C Außentemperatur entstehen aus 1 kWh Strom oft 4 bis 5 kWh Wärme, bei −7 °C noch etwa 2,5 bis 3 kWh.
• Winter: Das Außengerät taut regelmäßig ab. Dampf und Tropfwasser sind dabei normal.
• Bauart: Beim Monoblock steckt der ganze Kältekreis im Außengerät, beim Split ist er auf außen und innen verteilt.

Wie funktioniert eine Luft-Wasser-Wärmepumpe?

Der Name beschreibt den Weg der Wärme: Sie kommt aus der Luft und landet im Wasser der Heizung. Dazwischen arbeitet ein geschlossener Kältekreis in drei Etappen:

1. Wärme aus der Luft aufnehmen: Ein Ventilator saugt Außenluft durch einen Wärmetauscher mit feinen Lamellen, den Verdampfer. Das Kältemittel darin ist kälter als die Luft, nimmt deren Wärme auf und verdampft.
2. Temperatur anheben: Der Verdichter presst das gasförmige Kältemittel zusammen. Dabei steigt seine Temperatur auf das Niveau, das die Heizung braucht.
3. Wärme ans Heizungswasser abgeben: Im Verflüssiger gibt das heiße Kältemittel seine Wärme an das Heizungswasser ab, wird wieder flüssig und strömt über das Expansionsventil zurück zum Verdampfer.

Was in jedem Bauteil genau passiert, erklärt der Ratgeber Wärmepumpe: Funktion einfach erklärt.

Aufbau: Was steckt in Außen- und Inneneinheit?

Jede Luft-Wasser-Wärmepumpe hat ein Außengerät. Wo der Kältekreis sitzt, hängt von der Bauart ab:

Heute wird meist ein Monoblock eingebaut, weil zwischen außen und innen nur Wasser fließt und kein Kältetechniker für die Leitungen nötig ist. Die Unterschiede im Detail zeigt der Ratgeber Monoblock oder Split. Wie moderne Geräte ihre Leistung stufenlos anpassen, erklärt der Ratgeber Inverter-Wärmepumpe.

Wie arbeitet eine Luft-Wasser-Wärmepumpe bei Kälte?

Je kälter die Außenluft, desto mehr muss der Verdichter leisten. Die Leistungszahl (COP) sinkt deshalb mit der Außentemperatur. Hersteller geben sie nach EN 14511 für feste Prüfpunkte an, etwa A7/W35: 7 °C Luft und 35 °C Vorlauf.

Entscheidend für die Kosten ist nicht der kälteste Tag, sondern das ganze Jahr. Die meisten Heiztage liegen zwischen 0 und 10 °C. Deshalb erreichten Luft-Wasser-Wärmepumpen im Feldtest des Fraunhofer ISE in bestehenden Häusern im Mittel eine Jahresarbeitszahl von 3,4. Erdwärmepumpen kamen auf 4,3, weil der Boden im Winter wärmer ist als die Luft. Wie Sie den Wert Ihrer Anlage einordnen, zeigt der Ratgeber Jahresarbeitszahl (JAZ).

An sehr kalten Tagen unterstützt bei vielen Anlagen ein elektrischer Heizstab. Bei einer gut ausgelegten Wärmepumpe springt er nur selten an: Im Fraunhofer-Feldtest lag sein Anteil am Stromverbrauch bei rund 1,3 %. Mehr dazu in den Ratgebern Heizstab bei der Wärmepumpe und Vorlauftemperatur der Wärmepumpe. Was das für Ihren Stromverbrauch im Jahr bedeutet, zeigt der Ratgeber Wärmepumpe Stromverbrauch.

Warum taut eine Luft-Wasser-Wärmepumpe ab?

Die Lamellen des Verdampfers sind kälter als die Außenluft. Bei Temperaturen um den Gefrierpunkt und feuchtem Wetter schlägt sich die Luftfeuchtigkeit darauf als Reif nieder. Damit die Luft weiter durchströmen kann, taut die Wärmepumpe das Eis regelmäßig ab. Dafür kehrt sie den Kältekreis für einige Minuten um und erwärmt die Lamellen von innen.

Dabei steigt oft eine Dampfwolke auf, und unter dem Gerät tropft Wasser ab. Das ist normal. Wichtig ist nur, dass das Tauwasser frostfrei ablaufen kann. Woran Sie erkennen, dass mit der Vereisung etwas nicht stimmt, lesen Sie im Ratgeber Wärmepumpe vereist.

Was ist der Unterschied zwischen Luft-Wasser- und Luft-Luft-Wärmepumpe?

Beide nutzen die Außenluft als Wärmequelle. Der Unterschied liegt darin, wohin die Wärme geht. Die Luft-Wasser-Wärmepumpe gibt sie an das Heizungswasser ab und versorgt damit Heizkörper, Fußbodenheizung und den Warmwasserspeicher. Die Luft-Luft-Wärmepumpe bläst sie über Innengeräte direkt als warme Luft in den Raum, ähnlich wie ein Klimagerät. Warmwasser bereitet sie nicht.

Welche Bauart zu Ihrem Haus passt und wie sich Luft- und Erdwärmepumpen bei Kosten und Effizienz unterscheiden, zeigt der Wärmepumpen-Vergleich.