Heizen mit einer Klimaanlage: ein Erfahrungsbericht

Inhaltsverzeichnis

• Wie funktioniert ein Klimagerät zum Heizen und Kühlen?
• Heizen und Kühlen mit einer Klimaanlage in der Praxis
• Eine Klimaanlage zum Heizen und Kühlen
• Vorteile des Kühlens mit der Klimaanlage
• Verbrauch und Kosten einer Klimaanlage beim Kühlen und Heizen
• Finanzieller Vorteil einer Klimaanlage zum Heizen und Kühlen
• Wie effizient ist die Klimaanlage?
• Fazit: Klimaanlage – Heizen und Kühlen mit einem klimafreundlichen System

Was viele Menschen bereits ganz selbstverständlich in ihrem Auto nutzen, hat in den letzten Jahren verstärkt Einzug in Deutschlands Haushalte gehalten: Die Klimaanlage. Ein Klimagerät ist technisch nichts anderes als eine Luft-Luft-Wärmepumpe. Und Wärmepumpen sind kleine Energiewunder: Aus wenig Strom entsteht viel Wärme bzw. Kälte. Wenn der Strom erneuerbar erzeugt wird, heizt bzw. kühlt man klimaneutral.

Split-Klimaanlagen haben sich in den immer heißeren Sommern als praktikable, relativ kostengünstige und effiziente Technologie erwiesen, um Gebäude zu kühlen. Und daher fragen sich auch in Deutschland viele: Könnte ich mit meiner Klimaanlage im Winter vielleicht auch heizen?

Wir haben mit einem Wirtschaftsingenieur gesprochen, der sich gleich 4 Klimaanlagen in seine Doppelhaushälfte eingebaut hat, um damit zu heizen.

Wie funktioniert ein Klimagerät zum Heizen und Kühlen?

Eine Klimaanlage kann kühlen, indem das Wirkprinzip der Wärmepumpentechnologie umgekehrt wird. Wie eine Wärmepumpe funktioniert, haben wir bereits ausführlich erklärt.

Eine Wärmepumpe heizt, indem eine Trägerflüssigkeit (das sogenannte „Kältemittel“) zu einer Wärmequelle – Außenluft, Erdreich, Grundwasser – geleitet wird. Die Trägerflüssigkeit erwärmt sich und verdampft, sie kondensiert im Gebäude wieder und gibt die entsprechende Energie als Wärme ab.

Die Wärme kann dabei direkt an die Luft abgegeben werden (wie bei einer Luft-Luft-Wärmepumpe) oder indirekt über Wasser in Heizkörpern und Fußbodenheizungen (wie bei einer Luft-Wasser-Wärmepumpe).

Wenn Wärmepumpen kühlen, kehrt sich dieser Prozess um und das Kältemittel nimmt im Gebäude Wärme auf, verdampft dort und kondensiert im Außengerät wieder, wo die Wärme abgegeben wird. Ergebnis: Es wird kalte Luft oder kaltes Wasser in das Gebäude geleitet.

Luft-Luft-Wärmepumpen nutzen ein geschlossenes System zwischen Wärmetauscher am Außengerät und Wärmetauscher am Innengerät, in dem das Kältemittel zirkuliert. Beide Wärmetauscher werden durch Ventilatoren mit Luft durchströmt, sodass die Wärme bzw. Kälte effizient an die Umgebung abgegeben werden kann.

Wassergebundene Wärmepumpen (z. B. Luft-Wasser-Wärmepumpen) übertragen die Kälte bzw. Wärme im Gebäudeinneren auf das Trägermedium Wasser und dieses transportiert dann die Kälte bzw. Wärme an die Heizflächen in den Räumen.

Auch eine wassergebundene Wärmpumpe ist in der Lage, ein Gebäude zu kühlen, allerdings ist die Kühlleistung aufgrund der begrenzten Heizflächen und der nach unten begrenzten Vorlauftemperatur des Trägermediums Wasser (Taupunkt) meist nicht sehr hoch.

Heizen und Kühlen mit einer Klimaanlage in der Praxis

Das Dach des Hauses wurde in den letzten Jahren gedämmt und das Haus mit neuen Fenstern ausgestattet. Die Außenwand ist aktuell noch ungedämmt. Für Wärme und Warmwasser sorgte bisher eine Ölheizung von 2008.

Seit Anfang 2024 wird Warmwasser über eine Brauchwasserwärmepumpe im Umluftbetrieb erzeugt. Heidel will mittelfristig auf eine CO₂-freie Energieversorgung umsteigen.

In einem 1. Schritt ließ die Familie 2022 als Ergänzung zu der Ölheizung 2 Klimaanlagen installieren. Konkret handelt es sich dabei um 4 Innengeräte und 2 Außengeräte, sogenannte Split-Anlagen.

Vorteil für Heidel: Sein technisches Verständnis und die relativ einfache Technik machten es möglich, die Installation seiner Wärmepumpe zum größten Teil selbst vorzunehmen.

Eine Klimaanlage zum Heizen und Kühlen

Aktuell besteht die Klimaanlage bzw. Luft-Luft-Wärmepumpe aus 1 Außengerät und 3 Innengeräten zum Heizen und Kühlen von Wohn- und Essbereich, Arbeits- und Schlafzimmer. Dazu kommt 1 etwas kleinere Pilotanlage aus 1 Außengerät und 1 Innengerät, die das Dachgeschoss heizt und kühlt.

Die Leistung der Klimaanlage reicht auch im Winter aus, um angenehme Zimmertemperaturen zu erzeugen. Nur in den Räumen, in denen kein Innengerät zum Heizen steht, läuft parallel bei Bedarf die Ölbrennwertheizung, jedoch mit inzwischen stark verringertem Energieverbrauch.

Vor allem zu Beginn und gegen Ende des Winters können die Klimageräte das Haus zu 80 bis 90 % mit Wärme versorgen, so die Erfahrung von Heidel. Im Dezember und Januar liegt dieser Wert immer noch bei 50 %.

In sehr kalten Nächten heizt die Familie dann zum Beispiel das Schlafzimmer über die Ölbrennwertheizung, da die permanente Zufuhr von warmer Luft aufgrund der Luftbewegung im Schlaf als nicht angenehm empfunden wird.

Generell beurteilt Heidel das Phänomen einer permanenten Luftströmung jedoch als wenig störend, sowohl beim Heizen als auch beim Kühlen mit der Wärmepumpe – wenn die Luftumwälzung an die Nutzungsgewohnheiten der Räume angepasst wird.

Daher heizen die Geräte zum Beispiel den Wohn- und Essbereich früh morgens mit hoher Leistung, damit die Familie dann am Frühstückstisch ungestört von einströmender Warmluft sitzen kann.

Das Thema Lärm spielt im Übrigen keine große Rolle. Die Ventilatoren der Luft-Luft-Wärmepumpen arbeiten inzwischen nahezu lautlos. Der Schalldruck beträgt in der niedrigsten Lüfterstufe nach Herstellerangaben maximal 19 dB(A), was etwa dem Ticken einer Uhr oder Flüstern entspricht.

Philipp Heidel hat zudem festgestellt, dass man das leichte Rauschen bei mittlerer Lüfterstufe nach einer gewissen Zeit gar nicht mehr wahrnimmt. Wenngleich er auch bei diesem Thema das Schlafzimmer ausnimmt: Nachts bleibt die Anlage dort ausgeschaltet.

Ließe sich das Haus auch ausschließlich mit den vorhandenen Luft-Luft-Wärmepumpen beheizen? Heidel geht davon aus, dass das möglich wäre.

Voraussetzung wäre allerdings, dass die Außenwand gedämmt ist. Das könnte in kleinen Räumen den Energiebedarf soweit senken, dass nicht in jedem Raum ein Innengerät installiert sein müsste, sondern manche Räume andere „mitversorgen“.

Eine Luft-Luft-Wärmepumpe ginge dann auch als Stand-Alone-Lösung und nicht nur als Hybrid-System, ansonsten müssten weitere Innengeräte installiert werden.

Vorteile des Kühlens mit der Klimaanlage

Der Vorteil der Kombination mit einer fossilen Heizung besteht darin, dass die Klimaanlage bzw. Luft-Luft-Wärmepumpe insbesondere bei Plusgraden sehr effizient heizt und zusätzlich noch kühlen kann.

Gerade im Hinblick auf den Klimawandel und die immer heißer werdenden Sommer ist diese Funktion nicht zu unterschätzen.

Insbesondere im Dachgeschoss und im Wohn- und Essbereich hat das Kühlen mit einer Luft-Luft-Wärmepumpe in den letzten Sommern einen guten Beitrag zu angenehmen Temperaturen geleistet.

Heidel betreibt auch ein kleines Balkonkraftwerk, das gerade bei intensiver Sonneneinstrahlung viel Strom liefert, der dann direkt in die Kühlung fließt. So halten sich die Kosten beim Betrieb der Klimaanlage im Sommer in Grenzen.

„Wir wollten den Kühlungseffekt unserer Klimaanlage nicht mit Strom aus dem Netz nutzen. Wir haben die Kühlung daher vor allem dann eingesetzt, um den Strom unserer Solarpanels selbst zu nutzen, bevor er ins Netz eingespeist wird. Dafür erhält man ja keine Einspeisevergütung.“

An etwa 30 Tagen hat die Familie im Sommer 2023 die Klimaanlage zum Kühlen genutzt. Umgeschaltet auf die Kühlfunktion wird im Übrigen durch eine Änderung des Modus. Allerdings ließe sich das auch mit einer einfachen Änderung der Temperatureinstellung erreichen.

Verbrauch und Kosten einer Klimaanlage beim Kühlen und Heizen

Klimaanlagen heizen und kühlen sehr energieeffizient. Konkret bedeutet das, dass die Geräte wesentlich weniger Energie benötigen, als sie durch Wärmen oder Kühlen abgeben.

Die Jahresarbeitszahl (JAZ) gibt die Effizienz einer Wärmepumpe an. Sie liegt je nach Technologie zwischen 4 und 6 – bedeutet: Man muss 1 Teil Energie (Strom) aufwenden, um 4 bis 6 Teile Wärme- bzw. Kühlung zu erhalten.

Ein wesentlicher Faktor, der dieses Verhältnis positiv beeinflusst, ist die Vorlauftemperatur. Je höher die Temperatur des Wärmeträgers, also das Wasser in den Heizkörpern oder die einströmende Luft, sein muss, um den Raum zu beheizen, desto kleiner die Vorlauftemperatur.

Bei den Luft-Luft-Wärmepumpen, die Familie Heidel betreibt, ist die Vorlauftemperatur systembedingt relativ gering. Außerdem wird die Energie dem Raum unmittelbar zugeführt, weil die Wärme nicht über das Trägermedium Wasser durch ein Rohrsystem zu den eigentlichen Wärmeverteilern, den Heizkörpern, transportiert werden muss.

Heidel geht daher davon aus, dass die Jahresarbeitszahl seiner Wärmepumpe bei ca. 4,5 liegt.

In Bezug auf die Wartung, ist die Situation bei einer Luft-Luft-Wärmepumpe relativ entspannt: Das System sollte im Normalfall ohne Wartung auskommen. Zu empfehlen ist allerdings, selbst ab und an die Filter der Innengeräte abzusaugen und einmal im Jahr mit einem Reinigungsschaum und Wasser die Lamellen des Innengeräts zu reinigen.

Beim Außengerät sollte man schauen, dass der Wärmetauscher nicht zu stark verschmutzt ist. Fachmännischer Zusatzservice fällt nur bei einer Prüfung des Kältemittels an.

Finanzieller Vorteil einer Klimaanlage zum Heizen und Kühlen

Ein weiterer finanzieller Vorteil, den Heidel hervorhebt, sind die geringen Kosten für die Anschaffung und die Installation der Anlage. „Ich als Heimwerker konnte die vorbereitenden Arbeiten für die Installation der Anlage selbst durchführen. Nur die eigentliche Inbetriebnahme habe ich durch einen Fachbetrieb ausführen lassen, weil ich aufgrund einer Verordnung nicht selbst mit dem eingesetzten Kältemittel hantieren darf. Das, was ich eingebaut habe, kann im Prinzip jeder ambitionierte Heimwerker umsetzen.“

Schließlich ist auch die Stromversorgung der Luft-Luft-Wärmepumpe unkompliziert, denn die Geräte benötigen zum Heizen oder Kühlen keinen Starkstrom. Da die maximale elektrische Leistungsaufnahme bei ca. 2,5 kW pro Außengerät liegt, reicht jeweils eine eigens abgesicherte einphasige Zuleitung mit normalem Haushaltsstrom.

Die Geräte selbst hat Philipp Heidel nach gründlicher Recherche im Internet aus dem europäischen Ausland erworben. Besonders in südeuropäischen Ländern wie Spanien oder Italien sind die von ihm eingesetzten Luft-Luft-Wärmepumpen erheblich günstiger als in Deutschland.

Heidel entschied sich für ein Modell von Daikin, dessen Innengeräte optisch eher unauffällig sind. Die Kosten für die Luft-Luft-Wärmepumpe mit 4 Innen- und 2 Außengeräten lagen dann bei 4.500 €.

Dazu kamen noch etwa 300 € für Material und die Kosten für den Fachhandwerker zwecks Inbetriebnahme von ca. 300 € pro Innengerät plus ca. 30 Stunden Eigenleistung.

In Summe entstanden so Kosten von etwa 6.000 €. Komplett vom Handwerker beauftragt wären diese Kosten in etwa 2 bis 3 Mal so hoch.

Wie effizient ist die Klimaanlage?

Wie effizient die Wärmepumpe heizt und kühlt, zeigt sich an den Verbrauchswerten. Bei Philipp Heidel lagen sie in der vergangenen Heizperiode bei 1.500 kWh Strom. Für das Kühlen im Sommer fiel deutlich weniger an, weil das hauptsächlich mit eigenem Solarstrom bestritten wurde.

Heidel: „Ich schätze, dass ich ca. 800 l an Heizöl gespart habe.“ Das ist der aktuelle Stand Anfang April 2024. Damit wäre nach aktuellen Preisen die Luft-Luft-Wärmepumpe etwa 35 % günstiger, denn für Strom würden in diesem Beispiel (1.500 kWh à 0,35 €) 525 € anfallen, für das Heizöl (800 l à 1 €) 800 €.

Dazu kommen bei der Hybridlösung noch die Kosten für den verbleibenden Heizölbedarf der Ölbrennwertheizung.

Fazit: Klimaanlage – Heizen und Kühlen mit einem klimafreundlichen System

Klimaanlagen bzw. Luft-Luft-Wärmepumpen stehen aktuell nicht im Mittelpunkt des öffentlichen Interesses bei den alternativen Heizungstechnologien. Luft-Wasser-Wärmepumpen sind die am häufigsten eingebauten Heizungen.

In Bezug auf die Kühlfunktion liefern beide Technologien unterschiedliche Ergebnisse: Entweder strömt kühle Luft in die Wohnung (Luft-Luft-Wärmepumpe) oder die Heizkörper bzw. Fußbodenheizungen übernehmen die Kühlfunktion (Luft-Wasser-Wärmepumpe). Ob man seine Luft-Wasser-Wärmepumpe zum Kühlen nutzt, ist auch eine Frage des persönlichen Komforts.

Klimaanlagen bzw. Luft-Luft-Wärmepumpen haben gegenüber anderen Systemen den Vorteil, dass sie auch Altbauten effizient beheizen können und eine höhere Kühlleistung aufbringen können. Nachteil ist allerdings, dass diese Technologie in jedem Raum ein Innengerät und mehrere Außengeräte benötigt, um ein Gebäude den ganzen Winter über allein damit zu beheizen.

Insbesondere wenn im Haushalt noch eine alte, aber funktionstüchtige Heizung existiert, ist ein bivalenter Betrieb sinnvoll. Dann entlastet die Klimaanlage in für Phasen mit guten Wirkungsgraden die fossile Heizung, z. B. während der Übergangszeiten

Auch denkbar ist die Kombination mit Stromdirektheizungen, wie Infrarotheizungen, in selten genutzten Räumen. Wenn stromerzeugende Systeme vorhanden sind, z. B. ein Blockheizkraftwerk (BHKW) oder eine Photovoltaikanlage bzw. ein Balkonkraftwerk, kann dieser Strom in erhöhtem Maße selbst genutzt werden.

Gerade bei Photovoltaik bietet sich die Kombination mit einer Wärmepumpe an, weil deren Leistung dann besonders hoch ist, wenn Kühlung gefragt ist: im Hochsommer. Bei einem wärmegeführten BHKW wird man den Vorteil dagegen eher im Winter realisieren.

Wie unser Beispiel zeigt, bieten Klimaanlagen bzw. Luft-Luft-Wärmepumpen in einer hybriden Lösung, also in Kombination mit einer anderen Heizungsart, etliche Vorteile. Anschaffung, Installation und Betrieb sind relativ günstig, der Umstieg kann schrittweise erfolgen.

Der Wärme- oder Kühlbedarf lässt sich je nach Jahreszeit klimafreundlich erfüllen. Voraussetzung dafür ist natürlich, dass der Strom für den Betrieb so weit wie möglich aus Erneuerbaren Energien stammt.