Die Funktionsweise einer Luft-Luft-Wärmepumpe basiert auf dem Prinzip der Wärmerückgewinnung aus der Außenluft. Hierbei wird Wärme aus der Umgebungsluft entzogen, mithilfe eines Kältemittels transportiert und schließlich in den Innenraum abgegeben. Der Prozess lässt sich in vier Schritten erklären:
1. Aufnahme der Außenluft und Wärmeentzug
Die Luft-Luft-Wärmepumpe zieht Außenluft an und führt sie einem Verdampfer zu. Dort wird der Umgebungsluft die Wärme entzogen, auch wenn die Temperaturen niedrig sind. Diese Wärme wird an das Kältemittel im Verdampfer übertragen. Das Kältemittel verdampft bei sehr niedrigen Temperaturen und nimmt die Wärme auf.
2. Kompression des Kältemittels
Der dampfförmige Zustand des Kältemittels wird nun in einem Kompressor stark verdichtet. Durch diese Kompression steigt die Temperatur des Kältemittels deutlich an. Der Kompressor wird elektrisch betrieben, was Energie erfordert, aber für die Erhöhung der Temperatur im Kältekreislauf essenziell ist.
3. Wärmeabgabe an die Raumluft
Das erwärmte Kältemittel fließt nun weiter zum Verflüssiger. Dort gibt das Kältemittel die aufgenommene Wärme an die Raumluft ab. Ein Ventilator verteilt die erwärmte Luft im Innenraum, wodurch eine schnelle und direkte Erwärmung erfolgt.
4. Druckabbau und Wiederholung des Kreislaufs
Nach der Wärmeabgabe kühlt das Kältemittel ab und verflüssigt sich. Ein Expansionsventil senkt den Druck des Kältemittels, wodurch es wieder in einen kalten Zustand versetzt wird und erneut bereit ist, Wärme aus der Außenluft aufzunehmen. Der Kreislauf beginnt dann von vorn.
Kühlen im Sommer
Eine Luft-Luft-Wärmepumpe kann im Sommer umgekehrt arbeiten und als Klimaanlage fungieren. In diesem Fall wird Wärme aus dem Innenraum entzogen und nach draußen abgegeben, wodurch die Raumluft gekühlt wird.
Zusammengefasst
Durch diesen geschlossenen Kreislauf, der auf der thermodynamischen Kompression und Expansion des Kältemittels basiert, schafft die Luft-Luft-Wärmepumpe eine direkte und effiziente Heiz- und Kühlfunktion. Die Effizienz des Systems hängt stark von der Außentemperatur und der Isolierung des Gebäudes ab.
Luft-Luft-Wärmepumpe: Die Vorteile & Nachteile
Luft-Luft-Wärmepumpen gewinnen Wärme aus der Umgebungsluft und leiten diese direkt in Innenräume, wo sie mithilfe eines Ventilators als warme Luft verteilt wird. Dieses System eignet sich vor allem für gut isolierte Gebäude und ist besonders effektiv in milden Klimazonen. Hier sind die wichtigsten Vor- und Nachteile:
Vorteile
- Geringe Installationskosten: Luft-Luft-Wärmepumpen benötigen keine aufwendigen Erdarbeiten, wie es bei Erdwärmepumpen der Fall ist. Die Installation ist dadurch günstiger und schneller.
- Effizient in milden Klimazonen: In Gebieten mit moderaten Wintertemperaturen arbeiten Luft-Luft-Wärmepumpen besonders effizient und können den gesamten Heizbedarf decken.
- Schnelles Heizen und Kühlen: Da die Wärme direkt in den Raum abgegeben wird, kann die Luft-Luft-Wärmepumpe Räume schnell aufheizen und kühlen.
- Umweltfreundlich: Im Vergleich zu fossilen Brennstoffen ist der Betrieb einer Wärmepumpe umweltschonender und senkt den CO₂-Ausstoß.
- Keine zusätzlichen Heizkörper notwendig: Die Wärme wird direkt über die Luft an den Raum abgegeben, wodurch Heizkörper überflüssig sind.
Nachteile
- Eingeschränkte Effizienz bei kalten Temperaturen: Bei extrem niedrigen Temperaturen lässt die Effizienz nach, sodass möglicherweise eine Zusatzheizung benötigt wird.
- Abhängigkeit von der Gebäudeisolierung: Luft-Luft-Wärmepumpen funktionieren am besten in gut isolierten Gebäuden. In schlecht isolierten Häusern kann es zu hohen Energieverlusten kommen.
- Luftzug: Da die Wärme über die Luft verteilt wird, kann es zu Luftzügen kommen, die als unangenehm empfunden werden.
- Hoher Stromverbrauch: Die Pumpe benötigt Strom für den Betrieb, was zu höheren Stromkosten führen kann, insbesondere bei dauerhaft niedrigen Außentemperaturen.
- Regelmäßige Wartung erforderlich: Um Effizienz und Lebensdauer zu gewährleisten, sind regelmäßige Wartungsarbeiten notwendig.
Zusammengefasst bieten Luft-Luft-Wärmepumpen eine kostengünstige und umweltfreundliche Alternative, die sich vor allem in milden Klimazonen oder gut isolierten Gebäuden lohnt. In Regionen mit extremen Wintertemperaturen oder bei unzureichender Isolierung sind sie jedoch weniger geeignet.
