Inverter-Wärmepumpe: Kosten, Funktionen & Vorteile

Inverter-Wärmepumpe: Was steckt hinter der Invertertechnologie?

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Inverter-Wärmepumpen bezeichnen eine spezielle Art der Wärmepumpe. Sie arbeiten grundsätzlich nach dem gleichen Funktionsprinzip wie herkömmliche Modelle - Energie wird aus der Umwelt (Luft, Erdreich, Grundwasser) gewonnen und über den Kältemittelkreislauf in nutzbare Wärme umgewandelt. Das gasförmige Kältemittel wird dabei durch den mit Strom betriebenen Kompressor verdichtet, was Druck- und Temperaturniveau anhebt um die benötigte Vorlauftemperatur zu erreichen. Anders als konventionelle Geräte modulieren Inverter-Wärmepumpen ihre Leistung während dem Betrieb und passt sie so an den tatsächlichen Wärmebedarf an, was die Effizienz maßgeblich steigert. Aus diesem Grund, sind sie auch als modulierende Wärmepumpen bekannt.

Bei der Inverter-Technologie wird der elektrische Strom, bevor er den Kompressor erreicht, zunächst über einen Frequenzumrichter geleitet. In diesem ersten Schritt wird der aus dem Stromnetz kommende Wechselstrom in Gleichstrom umgewandelt. Anschließend erfolgt durch einen Wechselrichter – auch als Inverter bekannt – ein erneuter Transformationsprozess, bei dem wieder Wechselstrom erzeugt wird. Besonders innovativ ist hierbei die Fähigkeit des Inverters, die Frequenz des erzeugten Wechselstroms stufenlos im Bereich von 30 bis 90 Hertz anzupassen. Auf diese Weise kann die Drehzahl des Kompressors exakt auf den jeweils benötigten Heizleistungsbedarf abgestimmt werden, was zu einer optimalen Leistungsanpassung der Inverter-Wärmepumpe führt.

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Was versteht man unter einer Full-Inverter-Wärmepumpe?

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Full-Inverter-Wärmepumpen, auch als Pool-Wärmepumpen genannt dienen dazu Poolwasser zu erwärmen und die Temperatur konstant zu halten. In der Regel werden Luft-Wasser-Wärmepumpen mit dieser Technologie während der Sommermonate betrieben - es steht also eine warme Energiequelle zur Verfügung, was den COP (Coefficient of Performance) erhöht.

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Inverter-Wärmepumpe vs. herkömmliches Gerät: Wo liegt der Unterschied?

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Grundlegend liegt der Unterschied zwischen herkömmlichen Wärmepumpen - die in diesem Kontext auch On-Off-Wärmepumpen genannt werden- und modulierten Geräten in der Art und Weise der Temperaturregulation.

Wie wir bereits etabliert haben, passt die Inverter-Wärmepumpe die Stromfrequenz laufend an die tatsächlich benötigte Leistung an. Auf diese Weise arbeitet die Anlage so gesehen ständig im Teillastbetrieb und kann bestimmte Temperaturen langfristig konstant halten, was Effizienz und Lebensdauer der Wärmepumpe steigert. Im Gegensatz dazu arbeiten On-Off-Wärmepumpen nach dem Einschalten über einen bestimmten Zeitraum hinweg im Volllastbetrieb - bis die benötigte Vorlauftemperatur erreicht ist - dann schaltet sie wieder ab. Sobald die Temperatur erneut auf ein bestimmtes Niveau herabgesunken ist, schaltet der Wärmeerzeuger wieder an und der Prozess beginnt von neuem - Quasi eine ständige Berg- und Talfahrt.

Für einen möglichst effizienten und schonenden Betrieb muss die Leistung einer herkömmlichen On-Off-Wärmepumpe so bemessen sein, dass sie im Volllastbetrieb möglichst lange ununterbrochen arbeitet. Häufiges Ein- und Ausschalten sollte vermieden werden. Optimal ist es, wenn die Wärmepumpe mindestens eine Stunde am Stück läuft und sich insgesamt nicht öfter als 10 bis 12 Mal pro Tag ein- und ausschaltet. Liegen die Intervalle zwischen diesen Schaltvorgängen unter 15 Minuten, spricht man von Takten – ein Zustand, der zu einem gesteigerten Stromverbrauch und zu einem schnelleren Verschleiß des Geräts führt. Deshalb ist eine präzise Heizlastberechnung und die korrekte Dimensionierung der Wärmepumpe besonders wichtig.

Bei Inverter-Wärmepumpen fallen die Schaltvorgänge weg, da sie die Leistung dank stufenloser Regulierung ständig anpassen. Das Resultat ist eine effizientere Betriebsweise und damit auch geringere Betriebskosten.

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Inverter Wärmepumpen: Vor- und Nachteile

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Die Inverter-Wärmepumpe bringt durch ihren innovativen Betrieb zahlreiche Vorteile gegenüber herkömmlicher On-Off-Geräte:

1. Effizienzsteigerung

Durch die Invertertechnologie wird ein modulierter Betrieb ermöglicht - bei gesteigerten Wärmebedarf arbeitet die Anlage stärker bei geringerem mit weniger Intensität. Die Vorlauftemperatur wird hierbei konstant gehalten ohne ständiges Ein-und Abschalten, was die Effizienz erhöht. Modulierende Wärmepumpen erreichen eine höhere Jahresarbeitszahl als konventionelle Modelle und profitieren dadurch auch von geringeren Energiekosten.

2. Gesteigerte Lebensdauer

Wie lange eine Wärmepumpe effizient arbeitet hängt von verschiedenen Faktoren ab - einer davon die Belastung. Diese sinkt bei einer modulierten Wärmepumpe, da sie nicht ständig an- und abschalten muss und im Teillast- statt Volllastbetrieb arbeitet. Eine schonende Betriebsweise erhöht damit die Lebensdauer der Anlage, insbesondere dann, wenn diese regelmäßig gepflegt und gewartet wird.

3. Geringere Betriebslautstärke

Die Betriebslautstäke einer Wärmepumpe ist ein nicht zu vernachlässigendes Kriterium bei der Wahl der passenden Anlage. Gerade in dicht bebauten Wohn- oder Kurgebieten gelten bestimmte Regelungen zur Lautstärke. Und auch im Alltag gilt natürlich - je leiser desto besser. Da Inverter-Wärmepumpen nicht ständig An- und Abschalten und die Vorlauftemperatur recht konstant halten sind sie sehr laufruhig mit geringer Betriebslaustärke.

4. Es wird weniger Anlaufstrom benötigt

Bei Inverter-Wärmepumpen liegt der Anlaufstrom zum erreichen der Vorlauftemperatur bei etwa 10-15 A, während die Werte bei herkömmlichen Modellen bei rund 20-40 A liegen und damit deutlich höher ausfallen.

5. Präzisere Temperaturregulation

Modulierende Wärmepumpen können die benötigte Temperatur präzise halten mit lediglich leichten Abschweifungen von +/- 1°C. Konventionelle Geräte weisen oft größere Temperaturschwankungen von mehreren Grad Celsius auf. Dies wirkt sich unter anderem auf den Wohnkomfort aus.

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Inverter-Wärmepumpe im Altbau: Ist nachrüsten eine Option?

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Modulierende Wärmepumpen eignen sich hervorragend für Neubauten, deren energetische Standards den effizienten Betrieb begünstigen. Das Nachrüsten in Bestandsgebäuden ist nicht ausgeschlossen, kann aber nur unter Berücksichtigung verschiedener Faktoren sinnvoll umgesetzt werden.

• Das Gebäude muss ausreichend gedämmt sein um Energieverluste zu verhindern
• Genügend Platz zur Installation der Wärmepumpe
• Moderne Heizflächen (z.B. Fußbodenheizung) um die Vorlauftemperatur niedrig zu halten
• Unter Umständen muss die Elektrik für den effizienten Betrieb angepasst werden

In Altbauten kann die Nutzung einer On-Off-Wärmepumpe tatsächlich die sinnvollere Wahl sein. Lassen Sie sich hierfür von einem Energieeffizienz-Experten beraten, der Sie bei der Planung unterstützen kann und dabei hilft Fehlinvestitionen zu vermeiden.

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Inverter-Wärmepumpe mit oder ohne Pufferspeicher?

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Klären wir zunächst einmal die Frage, was ein Pufferspeicher überhaupt ist. Als Pufferspeicher wird ein spezieller Wärmespeicher bezeichnet, der die erzeugte Wärme aufnimmt, zwischenspeichert und bei Bedarf wieder an das Heizsystem abgibt. So kann die Wärmepumpe auch dann effizient arbeiten, wenn nicht sofort Wärme benötigt wird. Durch die Speicherung wird das häufige Ein- und Ausschalten herkömmlicher Anlagen reduziert, was nicht nur die Effizienz steigert, sondern auch den Verschleiß der Wärmepumpe mindert. Zudem ermöglicht ein Pufferspeicher den Betrieb von Systemen, in denen mehrere Wärmeerzeuger, wie beispielsweise Solarthermie  kombiniert werden. Abhängig von der Ausführung kann der Pufferspeicher ausschließlich als Heizungspeicher dienen oder als Kombispeicher auch die Warmwasserbereitung unterstützen. Insgesamt sorgt der Pufferspeicher also für einen gleichmäßigeren und flexibleren Betrieb des Heizsystems und optimiert gleichzeitig die Nutzung erneuerbarer Energien.

Bei Inverter-Wärmepumpen ist die Nutzung eines Pufferspeichers prinzipiell nicht nötig, da die modulierte, anpassungsfähige Betriebsweise immer die aktuell benötigte Wärmemenge zur Verfügung stellt. Ein zusätzlicher Speicher ist also oft überflüssig, da gar keine Wärme zwischengelagert werden muss.

Ausnahmen gibt es aber auch hier. In bestimmten Fällen ist die Kombination aus Pufferspeicher und Inverter-Wärmepumpe durchaus sinnvoll. Das ist immer dann der Fall, wenn der Speicher als Vermittler zwischen verschiedenen Geräten als Vermittler fungiert, beispielsweise bei der Kombination aus Wärmepumpe und PV-Anlage. Ein weiterer Punkt für den Pufferspeicher ist die Überbrückung von Sperrzeiten, die der Stromanbieter verhängen kann, sowie die Nutzung spezieller Nachtstromtarife die meist günstiger ausfallen.

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Inverter-Wärmepumpe und PV-Anlage: Geht das?

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Die Kombination aus Wärmepumpe und Photovoltaik-Anlage erfreut sich äußerster Beliebtheit. Nicht weiter verwunderlich wenn man sich die Vorteile anschaut. Sie können Ihren Eigenbedarf an selbst generiertem Strom steigern und so im gleichen Schritt Stromkosten sparen, während Sie auch noch der Umwelt etwas gutes tun- eine absolute Win-Win-Situation.

Inverter-Wärmepumpen sind förmlich für die Kombination mit einer PV-Anlage prädestiniert, da sie die Erträge des selbst produzierten Stroms jederzeit optimal ausnutzen können. Diese effiziente Arbeitsweise macht es möglich, dass die Wärmepumpe ihren Strombedarf zu einem großen Teil durch den Solarstrom decken kann.

Auch herkömmliche Geräte eignen sich für die Kombination mit einer PV-Anlage. Allerdings laufen sie mit einer festen Drehzahl und beziehen ihre Energie somit im Schüben - entweder laufen sie unter Volllast oder eben gar nicht. Ist letzteres der Fall wird der generierte Strom der PV-Anlage in das öffentliche Netz eingespeist sofern kein Pufferspeicher vorhanden ist.

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Inverter-Wärmepumpe: Kosten & Förderung

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Die Anschaffung und Installation einer Inverter-Wärmepumpe ist mit einer höheren Investition verbunden als herkömmliche Heizsysteme. Je nach Anlagengröße, Gebäudetyp und individuellen Installationsbedingungen bewegen sich die Kosten in der Regel zwischen 9.000 und 14.000 Euro. Neben dem Gerät selbst fallen Installationskosten, Anpassungen an bestehende Heizsysteme und eventuell notwendige Modernisierungsmaßnahmen (wie ein hydraulischer Abgleich oder eine Anpassung der Wärmeverteilung) an. Trotz des zunächst höheren Aufwands rechnet sich die Investition über die Jahre, da der Betrieb deutlich effizienter und kostengünstiger ist.

Fördermöglichkeiten:

Um den Umstieg auf erneuerbare Energien zu erleichtern, bieten Bund und Länder attraktive Förderprogramme an. In Deutschland stehen insbesondere zwei Institutionen im Fokus:

1. BAFA (Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle):

Das BAFA unterstützt den Einbau erneuerbarer Heizsysteme – darunter auch Inverter-Wärmepumpen – mit Zuschüssen, die einen erheblichen Teil der Investitionskosten abfedern können. Die Fördersätze können je nach spezifischem Programm und Anlagentyp variieren, liegen jedoch teilweise bei bis zu 70 % der förderfähigen Kosten. Die Basisförderung ist bei 30% angesetzt, verschiedene Faktoren wie Einkommens, - oder Geschwindigkeitsbonus heben die Förderung allerdings an.

2. KfW (Kreditanstalt für Wiederaufbau):

Zusätzlich bieten KfW-Kredite und Zuschüsse zur energetischen Sanierung und zum Einsatz erneuerbarer Energien attraktive Konditionen. Programme wie „Effizient Sanieren“ oder spezifische Angebote für erneuerbare Heizsysteme unterstützen Bauherren und Modernisierer dabei, die Investition wirtschaftlich zu realisieren.Auch regionale Förderprogramme oder kommunale Zuschüsse können zusätzliche finanzielle Anreize bieten. Da sich Förderbedingungen und Fördersätze regelmäßig anpassen, empfiehlt es sich, vor Projektbeginn aktuelle Informationen direkt bei den entsprechenden Stellen einzuholen.

Es sei angemerkt, dass Förderprogramme für Wärmepumpen nicht automatisch den Einsatz von Inverter-Technologie voraussetzen. Allerdings lassen sich die anspruchsvollen Mindestwerte der Jahresarbeitszahl (JAZ) in vielen Fällen nur durch den Einsatz einer Inverter-Wärmepumpe zuverlässig erreichen.

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Fazit

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Insgesamt bieten Inverter-Wärmepumpen durch ihre stufenlose Leistungsanpassung deutliche Vorteile gegenüber herkömmlichen On-Off-Systemen. Sie gewährleisten eine präzise Temperaturregelung, arbeiten energieeffizient im Teillastbetrieb und schonen so sowohl die Anlage als auch den Geldbeutel. Dank dieser Eigenschaften sinken Betriebskosten und die Lebensdauer der Geräte wird verlängert. Zudem ermöglichen sie eine optimale Integration mit PV-Anlagen und machen in den meisten Fällen einen zusätzlichen Pufferspeicher überflüssig. Trotz höherer Investitionskosten rechnet sich die moderne Inverter-Technologie langfristig – nicht zuletzt auch durch attraktive Fördermöglichkeiten.

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