Unsere Technik kompakt erklärt

Wie funktioniert eine Wärmepumpe? Eine Wärmepumpe gleicht einem Wunder der Technik: Selbst bei –10 °C Aussentemperatur kann sie der Luft noch Wärme entziehen – aber wie ist das möglich? Solange die Umgebungstemperatur über –273,15 °C liegt (dem absoluten Nullpunkt), enthält die Luft thermische Energie. Und genau diese nutzt die Wärmepumpe – mit Hilfe eines physikalischen Prinzips: dem Kältekreislauf, welcher aus 4 Schritten besteht:

1. Verdampfen: Ein spezielles Kältemittel mit extrem niedrigem Siedepunkt (z. B. –40 °C bei niedrigem Druck) strömt durch einen Verdampfer und nimmt dort Wärme aus der Aussenluft auf. Es beginnt zu verdampfen – also von flüssig in gasförmig überzugehen.
2. Verdichten: Das gasförmige Kältemittel wird in einem Kompressor verdichtet. Durch den steigenden Druck erhöht sich die Temperatur stark – auf rund 60 bis 80 °C.
3. Kondensieren: Das nun heisse Kältemittel strömt durch einen Wärmetauscher (Verflüssiger) und gibt seine Wärme an das Heizsystem des Hauses ab (z. B. Bodenheizung oder Radiatoren). Dabei kondensiert es wieder – es wird flüssig, behält aber vorerst den hohen Druck.
4. Entspannen: Über ein Expansionsventil (auch Einspritzventil genannt) wird der Druck des flüssigen Kältemittels rasch abgesenkt. Dabei kühlt es stark ab – ein Effekt, den man auch kennt, wenn man Luft aus einem Autoventil entweichen lässt.
   Das nun kalte, flüssige Kältemittel ist bereit für den nächsten Zyklus und kann wieder Wärme aus der Umgebung aufnehmen (→ zurück zu Schritt 1).

Intelligente Steuerung & Fernzugriff: Alle unsere MasterTherm Wärmepumpen der Serien BoxAir und AquaMaster verfügen über eine optionale Internet-Schnittstelle.Damit kann die Wärmepumpe bequem über eine App oder einen Webbrowser gesteuert und überwacht werden – egal ob von zuhause oder unterwegs.

Vorteile:

• Fernsteuern der Wärmepumpe (z.B. bei Ferienabwesenheit)
• Fernzugriff durch unser Serviceteam zur schnellen und präzisen Diagnose.
• Präsentative Analyse: Tritt ein Fehler mehrmals auf, so meldet die Wärmpumpe sich automatisch bei unserem Service. So lassen sich Ausfallzeiten minimieren und Einsätze effizient planen.

Das Kältemittel ist das Herzstück jeder Wärmepumpe. Es ermöglicht den physikalischen Prozess, mit dem Wärme aus der Umgebung (Luft, Erde oder Wasser) aufgenommen und in nutzbare Heizenergie umgewandelt wird. Grundsätzlich unterscheidet man zwischen zwei Kältemitteltypen:

• Fluorkohlenwasserstoff-basierte Kältemittel (FKW) – z. B. R407C, R410A
• Natürliche Kältemittel – z. B. Propan (R290)

Warum sind FKW-Kältemittel problematisch? Fluorkohlenwasserstoffhaltige Kältemittel gelten als klimaschädlich, wenn sie in die Atmosphäre gelangen – etwa durch ein Leck oder einen Defekt.

• Für den Menschen sind sie ungefährlich,
• aber: Ihr Treibhauspotenzial (GWP) ist extrem hoch – teilweise über 2’000-mal stärker als CO₂.

Beispiel: Eine typische Wärmepumpe mit 3 kg R410A entspricht bei vollständigem Austritt einer Klimabelastung von über 6’000 kg CO₂ – das entspricht ca. 2’500 Litern Diesel oder 40’000 km Autofahrt entspricht.

Verbot ab 2028 (nur für Neuanlagen): Aufgrund der hohen Klimabelastung werden FKW-Kältemittel in der Schweiz und EU ab 2028 schrittweise verboten – dies betrifft jedoch ausschliesslich Neuanlagen. Bestehende Anlagen dürfen weiter betrieben und gewartet werden.

Propan – die umweltfreundliche Alternative: Propan (R290) hat sich als zukunftssicheres Kältemittel etabliert, es bietet viele Vorteile:

• Klimaneutral (GWP = 3)
• Leiser Betrieb
• Höhere Effizienz als herkömmliche Kältemittel
• Weit verbreitet und gut verfügbar
• Günstiger
• Längere Lebensdauer der Wärmepumpe dank niedrigerem Druck

Aber: Propan ist brennbar und unterliegt daher besonderen Sicherheitsanforderungen:

• Nur bestimmte Standorte sind zulässig (z. B. Abstand zu Kellerfenstern)
• Zusätzliche Sicherheitsvorrichtungen sind erforderlich

BoxAir – mit Sicherheit zukunftsfähig: Unsere MasterTherm AquaMaster und BoxAir-Serie gehört zu den ersten vollständig auf Propan (R290) umgestellten Wärmepumpen auf dem Markt – inklusive modernster Sicherheitslösungen:

• Doppelwandiger Wärmetauscher: Verhindert das Eindringen von Propan ins Gebäude bei einem Leck.
• Integrierte Gassensoren: Serienmässig verbaut – warnen zuverlässig bei geringsten Gaskonzentrationen.

Sicherheitsabstände beachten: Bei der Aufstellung muss ein Abstand von 1–2 Metern zum nächsten Kellerfenster eingehalten werden.

COP – Coefficient of Performance: Der COP (auf Deutsch: Leistungszahl) gibt an, wie effizient eine Wärmepumpe unter bestimmten Betriebsbedingungen arbeitet. Er beschreibt das Verhältnis von erzeugter Wärmeenergie zur eingesetzten elektrischen Energie. Ein COP ist immer an eine bestimmte Aussentemperatur und an eine Vorlauftemperatur gekoppelt, diese werden mit A und W angegeben (z.B. A-5W45 = Aussentemperatur -5°C und Wassertemperatur 45 °C).

Beispiel: COP (A7W35) = 4 bedeutet: Aus 1 kWh Strom erzeugt die Wärmepumpe 4 kWh Wärme bei einer Aussentemperatur von 7 °C und einer Vorlauftemperatur von 35 °C.

Der COP sagt nichts über die Effizienz eines Heizsystems aus, siehe dazu JAZ.

JAZ – Jahresarbeitszahl: Die JAZ (Jahresarbeitszahl) ist die reale, durchschnittliche Effizienz einer Wärmepumpe über ein ganzes Jahr (also sozusagen der Mittelwert aller COPs über ein Jahr). Sie berücksichtigt alle Einflüsse wie Wetter, Nutzerverhalten, Systemverluste und Warmwasserbereitung.

Beispiel: Eine JAZ von 3,5 bedeutet: Über das Jahr hinweg erzeugt die Wärmepumpe im Durchschnitt 3,5 kWh Wärme aus 1 kWh Strom.

Wichtig: Die JAZ ist praxisrelevant und entscheidend für die Wirtschaftlichkeit und Ökobilanz einer Wärmepumpe. Sie ist in der Regel tiefer als der COP. Folgende Tabelle gibt einen Anhaltspunkt für zu erwartendes JAZ je nach Heizungs- und Haustyp:

Die Hochschule Buchs hat hierzu 216 über 20 Wärmepumpen im Feld gemessen – obige Werte entsprechen real installierten Anlagen. Es ist zu erwarten, dass die Werte mit neueren, gut ausgelegten Systemen übertroffen werden können. Quelle: Feldmessung Wärmepumpen