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Die Versorgungsproblematik fossiler Energieträger hat auch Luft/Luft-Wärmepumpensysteme in den Fokus gerückt. Doch für welche Anwendungen eignet sich diese Technologie? Und welche Einsparpotenziale gibt es? Denn sowohl klassische Luft/Wasser-Wärmepumpen als auch Luft/Luft-Wärmepumpen bieten in ihrem jeweiligen Einsatzbereich Vorteile.
Der Artikel kompakt zusammengefasst
■ Durch die hohen Energiepreise suchen viele Immobilieneigentümer nach Alternativen, um ihr Gebäude komfortabel, energie- und kosteneffizient sowie zukunftssicher zu beheizen. Eine marktverfügbare Lösung sind Luft/Luft-Wärmepumpensysteme.
■ Ihre Energieeffizienz übertrifft die von Luft/Wasser- und Sole/Wasser-Wärmepumpen, die Investitionskosten sind geringer, die Installation ist im Vergleich einfacher und sie sind schnell verfügbar.
■ Ein besonderer Vorteil ist die Umschaltbarkeit in den Kühlbetrieb und die Nutzung zum vollwertigen Klimatisieren inklusive Luftentfeuchtung.
■ Mit Luft/Luft-Wärmepumpensystemen lassen sich im Neubau auch jenseits der Anlagentechnik die Investitionskosten verringern. Die Betriebskosten sinken durch einen geringeren Wartungs- und Kontrollaufwand.
Technisch gesehen ist jede moderne Split-Klimaanlage eine Luft/Luft-Wärmepumpe, die mittels eines Umschaltventils sowohl zum Kühlen als auch zum Heizen eingesetzt werden kann. Eine Luft/Luft-Wärmepumpe besteht – wie jedes Split-Klimagerät – aus einem Außengerät und mindestens einem Innengerät. Dabei steht das Außengerät immer außerhalb des Gebäudes. Je nach Anforderung und Anzahl der zu heizenden oder zu kühlenden Räume gibt es zwei Varianten: Die Singlesplit-Variante für einen Raum oder die Multisplit-Variante für mehrere Räume oder große Räume mit mehreren Innengeräten.
Sowohl Luft/Wasser-Wärmepumpen als auch Luft/Luft-Wärmepumpen bieten in ihrem jeweiligen Einsatzbereich Vorteile. Die Technik von Luft/Luft-Wärmepumpen basiert auf einem geschlossenen Kältekreislauf – im Grunde genommen wie bei einem klassischen Wärmepumpensystem, das die Wärmeenergie auf Wasser überträgt: Im Verdampfer entzieht das Kältemittel der Außenluft Wärmeenergie. Durch die Komprimierung des verdampften Kältemittels im Verdichter steigt die (Dampf)Temperatur. Im Innengerät wird die Wärme an die Raumluft abgegeben und dabei das Kältemittel verflüssigt (kondensiert). Im Kühlbetrieb wird der Kältekreis zum Klimagerät umgeschaltet, im Wärmeübertrager des Innengeräts wird jetzt das Kältemittel verdampft und im Wärmeübertrager des Außengeräts kondensiert.
Sind Luft/Luft-Wärmepumpen effizient?
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Luft/Luft-Wärmepumpen sind ein besonders energieeffizientes Wärmepumpensystem für die Gebäudeheizung. Die hohen Effizienzwerte werden erreicht, weil die Wärme direkt an die Raumluft ohne „Umweg“ über ein hydraulisches Wärmeverteilsystem übertragen wird.
Ein weiterer großer Vorteil ist die einfache und schnelle Installation – ohne aufwendige Baumaßnahmen am oder im Gebäude. Da eine Luft/Luft-Wärmepumpe ein autarkes System ist, kann sie unabhängig von einem bestehenden Heizungssystem installiert und betrieben werden. Der Einsatz kann stufenweise erfolgen, wodurch keine einmalige Großinvestition erforderlich ist.
Interessant für Planer, Fachhandwerker und Eigentümer ist vor allem die Frage, welche Lösung zu welcher Gebäudesituation passt. Luft/Luft-Wärmepumpensysteme können im Neubau oder im Bestand sowohl als komplette Alternative oder auch als Ergänzung zu einer klassischen Heizungsanlage eingesetzt werden. Als Ergänzung zu einem bereits vorhandenen Heizsystem können sie den Verbrauch sonstiger Energieträger und so die Kosten für Gas oder Heizöl erheblich reduzieren.
Da die zusätzliche Übertragung auf Wasser entfällt, sind moderne Luft/Luft-Wärmepumpensysteme tendenziell effizienter als Luft/Wasser- oder Sole/Wasser-Wärmepumpen. Für einen einfachen Vergleich können die Energieeffizienzwerte laut Ökodesign-Richtlinie herangezogen werden. Für einen genauen Vergleich muss das Gesamtsystem für Raumwärme und Trinkwarmwasser insgesamt berücksichtigt werden.
Worauf ist bei der Planung zu achten?
Wie bei jeder Heizungsanlage ist auch vor der Auswahl von Luft/Luft-Wärmepumpensystemen eine präzise Wärmebedarfsberechnung nach DIN EN 12831 und bei Bedarf ist raumweise neben der benötigten Heizleistung auch die erforderliche Kühlleistung zu ermitteln.
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Dabei sind u. a. die Beschaffenheit der Gebäudehülle, die Raumgröße, die Stärke der Sonneneinstrahlung oder auch die Art der Raumnutzung zu berücksichtigen. Entscheidend für die Wahl zwischen einem Single- oder Multi-Split-System ist die Anzahl der Räume, die beheizt oder gekühlt werden sollen. Ein weiteres Kriterium können im Bestand die Leitungswege sein.
Single-Split-Systeme bestehen aus einem Innengerät und einem Außengerät. Sie sind dann sinnvoll, wenn nur ein einzelner Raum beheizt werden soll, zum Beispiel ein neu ausgebautes Dachgeschoss. Bei Multi-Split-Systemen können bis zu acht Innengeräte an ein einziges Außengerät angeschlossen werden. Multi-Split-Systeme eignen sich somit für mehrere oder große Räume. Um weitere Räume mit Wärme zu versorgen, empfiehlt sich die Nutzung mehrerer Multi-Split-Systeme oder der Einsatz größerer Luft/Luft-Wärmepumpen (VRF-Systeme), die für den Einsatz in Mehrfamilienhäusern oder in Gewerbeobjekten ausgelegt sind.
Im Zusammenhang mit einer Luft/Luft-Wärmepumpe stellt sich meistens der Frage, ob sich diese Systeme auch für die Trinkwassererwärmung eignen. Im Unterschied zu Luft/Wasser- oder Sole/Wasser-Wärmepumpen ist diese Frage zu verneinen. Dennoch lassen sich auch hierfür praktikable und kostengünstige Lösungen finden. Entweder kann das bestehende Heizungssystem diese Aufgabe weiterhin übernehmen oder die Trinkwassererwärmung erfolgt zentralisiert über eine zusätzliche Trinkwasser-Wärmepumpe und dezentral über elektronisch geregelte Durchlauferhitzer.
Unterschiede zu hydraulischen Anlagen
Ein wesentlicher Unterschied zwischen Luft/Luft- und Luft/Wasser- bzw. Sole/Wasser-Wärmepumpensystemen ist die Wärmeübergabe in den Räumen. Bei Luft/Luft-Wärmepumpensystemen erfolgt die Wärmeübertragung ohne Trägermedium im Innengerät direkt an die Raumluft (Umluft). Statt klassischer Heizkörper oder Flächenheizungen kommen Wandgeräte, Truhengeräte oder Deckenkassetten zum Einsatz. Bestehende Heizkörper werden nur dann weiter benötigt, wenn die Luft/Luft-Wärmepumpe zusätzlich (parallel / alternativ) zu einem bestehenden Heizsystem eingesetzt werden soll.
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Bei der Verteilung der erwärmten Luft in die Wohnräume haben sich die Hersteller von Luft/Luft-Wärmepumpen einiges einfallen lassen, um unangenehme Luftströmungen wirkungsvoll zu vermeiden. Besonders durchdacht ist beispielsweise der Sensor „3D i-see“, den Mitsubishi Electric für seine MSZ-LN-Innengeräte anbietet. Der Sensor scannt im Betrieb den Raum und erkennt so mit hoher Genauigkeit, wo sich Personen aufhalten bzw. bewegen. Daraufhin lenkt das Gerät den Luftstrom auf intelligente Weise so aus, dass sich keine Personen im direkten Luftstrom befinden. Zuglufterscheinungen können dadurch in den meisten Fällen ausgeschlossen werden.
Fast ohne zusätzliche Investition erhält man mit einer Luft/Luft-Wärmepumpe eine vollwertige Klimaanlage, die heizen und auch kühlen kann. Zudem entfeuchtet die Luft/Luft-Wärmepumpe im Kühlbetrieb die angeschlossenen Räume. Die zusätzliche Investition ergibt sich aus der notwendigen Abführung des Kondensats. Darüber hinaus sind die Innengeräte bei Luft/Luft-Wärmepumpen, beispielsweise bei der M-Serie von Mitsubishi Electric, mit hochwertigen Luftfilter(systeme)n ausgestattet. Diese gewährleisten, dass nicht nur Staub, sondern auch Pollen, Feinstaub sowie Bakterien und Viren aus der Umluft gefiltert werden.
Deutliche Kostenunterschiede
Anders als frühere Luftheizungen, die Wärmeenergie durch die Verbrennung fossiler Energieträger bereitstell(t)en, sind heute hocheffiziente Luft/Luft-Wärmepumpen eine kostengünstige Alternative mit geringen Treibhausgasemissionen. Im Neubau kann ihr Einsatz neben den geringeren Anschaffungskosten für die Anlagentechnik auch an anderer Stelle Geld sparen: Es ist kein Schornstein und kein Gasanschluss oder ein Lagerraum für Brennstoffe erforderlich. Auch ein Technikraum kann entfallen oder deutlich kleiner ausgelegt bzw. für andere Zwecke genutzt werden. Gerade bei Gebäuden ohne Keller kann dies von Vorteil sein.
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Darüber hinaus entstehen keine Kosten für die kontinuierliche Wartung einer mit Brennstoffen betriebenen Heizung sowie den Schornsteinfeger. Gegenüber einer Gas-Heizung erübrigen sich auch die Kosten für einen Gaszähler. Folgekosten entstehen lediglich durch die fachgerechte Wartung und den Filtertausch der Innengeräte. Wie oft diese erfolgen sollte, hängt u. a. von der Häufigkeit der Nutzung ab.
Mit dem Einsatz von Luft/Luft-Wärmepumpensystemen kann auf eine wasserführende Wärmeverteilung und -übergabe verzichtet werden. Das senkt die Kosten im Neubau spürbar. Durch die hohe Flexibilität von Luft/Luft-Wärmepumpensystemen ist aber auch die Nach- bzw. Umrüstung in einem Bestandsgebäude sehr attraktiv, zumal hier in der Regel die Einsparungen im Betrieb aufgrund höherer spezifischer Heizlasten größer sind.
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Kontakt
Mitsubishi Electric, 40882 Ratingen
Telefon (0 21 02) 48 60, les@meg.mee.com
www.mitsubishi-les.de
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