Klimaanlage oder Wärmepumpe: nicht dieselbe Maschine
Klimagerät und Wärmepumpe arbeiten mit demselben Kreislauf: Ein Gas verdampft auf der einen Seite und nimmt Wärme auf, auf der anderen kondensiert es und gibt sie ab. Deshalb glauben viele, es sei dieselbe Maschine, und ein Klimagerät, das im Winter „auch heizt“, reiche zum Heizen. Der Unterschied steckt in zwei Teilen: im Außenwärmetauscher und im Verdichter.
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Gleicher Kreislauf, zwei entgegengesetzte Aufgaben
Ein Klimagerät ist für den Sommer gemacht. Im Haus gibt der Wärmetauscher Kälte ab, und die Wärme, die er den Räumen entzieht, muss irgendwohin: Der Außenwärmetauscher führt sie ab und arbeitet deshalb warm, wärmer als die Juliluft. Die beiden Wärmetauscher tun immer das Gegenteil voneinander: Kühlt der innere, heizt der äußere.
Im Winter kehrt sich der Kreislauf um und die Rollen tauschen: Der innere Wärmetauscher heizt das Haus, der äußere muss der kalten Luft Wärme entziehen. Dafür muss er kälter arbeiten als die Luft, und bei null Grad und feuchter Luft sinkt seine Oberfläche unter null. Dort bildet sich Reif.
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Der Wärmetauscher: der eines Klimageräts ist nicht für Kälte gebaut
Der Außenwärmetauscher eines Klimageräts ist dafür ausgelegt, Wärme abzuführen, und deshalb klein und mit engen Lamellen: Im Sommer gibt es keinen Reif, und der Platz zwischen den Lamellen wird nicht gebraucht. Im Winter setzt sich derselbe Wärmetauscher in wenigen Minuten mit Reif zu: Die engen Lamellen schließen sich, die Luft kommt nicht mehr durch, und die Maschine muss anhalten, den Kreislauf umkehren und das Eis schmelzen, mit Wärme aus dem Haus. Bei Nebel oder unter einer bestimmten Außentemperatur kann sie nicht mehr durchgehend arbeiten: Sie verbringt mehr Zeit mit Abtauen als mit Heizen.
Der Wärmetauscher einer Wärmepumpe ist für den Winter gebaut: Lamellen mit 2,5 Millimetern Abstand statt 1,5, Aluminium mit 0,15 Millimetern, innenberipptes Kupferrohr, hydrophile Beschichtung, großer, langsam laufender Ventilator. Warum das zählt, haben wir im Tipp zum Lamellenabstand und in dem zur Abtauung erklärt.
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Der Verdichter: der doppelte Hub
Der Verdichter saugt das Gas mit niedrigem Druck aus dem kalten Wärmetauscher an und fördert es mit hohem Druck in den warmen. Seine Anstrengung hängt vom Verhältnis der beiden Drücke ab, und das wiederum davon, wie weit die beiden Temperaturen auseinanderliegen.
Im Sommer arbeitet ein Klimagerät zwischen Raumluft und Außenluft: Der Hub ist klein. Sein Verdichter ist dafür gebaut und verdampft meist bis -10 oder -15 °C: Tiefer ist er nicht ausgelegt. Eine Wärmepumpe arbeitet im Winter zwischen Außenluft bei oder unter null und dem Wasser oder der warmen Luft fürs Haus: Das Druckverhältnis ist etwa doppelt so hoch. Ihr Verdichter, am besten ein Scroll, ist gebaut, um diese mechanische Kraft auszuhalten: robustere Struktur und Verdampfung bis -30 oder -35 °C. Mit Propan (R290) erreichen unsere Scrolls -30 °C, mit R32 und Dampfeinspritzung -37 °C. Wie Verdichter gebaut sind und warum wir den Scroll verwenden, steht im Tipp zu den Verdichtern.
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Das Gewicht sagt es vor dem Datenblatt
All das sieht man, ohne die Maschine zu öffnen: Man muss sie nur wiegen. Unsere Luft-Wasser-Wärmepumpen fürs Haus, von 8 bis 20 Kilowatt, wiegen zwischen 180 und 220 Kilo. Ein Split-Klimagerät gleicher Leistung wiegt zwischen 60 und 120. Der Unterschied ist kein Eisen, das nur Gewicht machen soll: Alles wächst im Verhältnis. Ein Wärmetauscher mit breiten, dicken Lamellen muss für dieselbe Fläche größer sein und braucht mehr Kupfer und Aluminium; ein größerer Wärmetauscher braucht einen größeren Ventilator, der ihn langsam durchströmt; beide brauchen ein größeres Gehäuse; und ein Verdichter für den doppelten Hub wiegt mehr als ein Rollkolben aus einem Klimagerät. Jedes Teil wächst mit den anderen, und die Waage zählt sie zusammen.
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So prüft man es vor dem Kauf
Wird eine Maschine angeboten, um den ganzen Winter zu heizen, vier Fragen:
- wofür sie gebaut wurde: zum Kühlen, mit zugefügter Heizfunktion, oder zum Heizen;
- wie viel das Außengerät wiegt, im Verhältnis zu den Kilowatt;
- der Außenwärmetauscher: Lamellenabstand und -stärke, Ventilatordurchmesser;
- der Verdichter: Bauart, und bis zu welcher Verdampfungstemperatur er arbeitet.
Ein Klimagerät heizt im Winter, solange die Luft mild und trocken ist. In feuchten Nächten bei null Grad, wenn die Wärme wirklich gebraucht wird, zeigt sich der Unterschied zwischen den beiden Maschinen auf der Rechnung und am Thermometer.
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Häufige Fragen
Kann eine Klimaanlage heizen wie eine Wärmepumpe?
Sie heizt, solange die Luft mild und trocken ist. Bei Nebel und null Grad setzt sich ihr kleiner Außenwärmetauscher mit engen Lamellen mit Reif zu, und sie taut länger ab, als sie heizt.
Was ist der Unterschied zwischen Klimaanlage und Wärmepumpe?
Derselbe Kreislauf mit zwei anderen Bauteilen. Der Außenwärmetauscher der Wärmepumpe ist für den Winter gebaut, mit 2,5 mm Lamellenabstand statt 1,5, und ihr Verdichter verkraftet ein etwa doppelt so hohes Druckverhältnis und verdampft bis -30 oder -35 °C.
Wie viel wiegt eine Luft-Wasser-Wärmepumpe?
Unsere, von 8 bis 20 kW, wiegen zwischen 180 und 220 kg; ein Klima-Split derselben Leistung zwischen 60 und 120. Das Gewicht kommt von größerem Wärmetauscher, Ventilator, Gehäuse und Verdichter.
Was sollte man fragen, bevor man einen ganzen Winter mit einem Gerät heizt?
Wofür es gebaut ist, wie viel das Außengerät im Verhältnis zu den kW wiegt, Lamellenabstand und -dicke mit Ventilatordurchmesser, und bis zu welcher Verdampfungstemperatur der Verdichter arbeitet.
Siehe auch: Wie viel Strom verbraucht eine Wärmepumpe: pro Tag, pro Jahr und je Größe, mit den Zahlen der Datenblätter · Hybridheizung und Hybrid-Wärmepumpe: Was sie wirklich sind, und warum wir sie nicht bauen · Luft-Luft-Wärmepumpe: wie sie funktioniert, Vor- und Nachteile und wann sie sich zum Heizen lohnt · Wärmepumpe im Winter: Wie gut arbeitet sie bei Minusgraden, bis -20 und -25 °C?
Alle Technik-Tipps stehen auf der Seite der Reihe. Der nächste in zwei Wochen.
