Das Wichtigste in Kürze
- Der Verflüssiger ist der Wärmetauscher, der über die Grädigkeit maßgeblich den COP einer Wärmepumpe bestimmt.
- Grädigkeit 3–5 K gilt bei modernen Plattenwärmetauschern als effizienter Zielbereich; eine kleinere Grädigkeit senkt die nötige Kondensationstemperatur und verbessert dadurch den COP.
- Plattenwärmetauscher sind die Standard-Bauart in wassergeführten Wärmepumpen, daneben gibt es Rohr-in-Rohr- und luftgekühlte Lamellenwärmetauscher.
- Edelstahl 1.4404 ist bei normaler Wasserqualität ausreichend, bei sehr aggressivem, chloridhaltigem Grundwasser gilt Titan als besonders korrosionsbeständige, aber teurere Alternative.
- Laut Umweltbundesamt müssen Luft-Wärmepumpen eine Jahresarbeitszahl von mindestens 3,3 erreichen, um die GEG-Pflicht zur anteiligen Deckung des Wärmebedarfs aus erneuerbaren Energien zu erfüllen; für andere Wärmepumpen-Bauarten gilt ein Mindestwert von 3,8.
- 2022 stellten Wärmepumpen in Deutschland laut Umweltbundesamt 20 Terawattstunden Heizwärme bereit und erreichten beim Neukauf von Wärmeerzeugern einen Marktanteil von 24 Prozent.
- Fouling (Verockerung) durch Eisen- und Manganoxide erhöht die Grädigkeit schleichend und senkt dadurch den COP — regelmäßige Reinigung erhält die Auslegungseffizienz.
- Eine niedrige Vorlauftemperatur (Fußbodenheizung) ermöglicht eine niedrige Kondensationstemperatur und damit einen deutlich besseren COP als hohe Heizkörper-Vorlauftemperaturen.
Letzte Aktualisierung: 15.07.2026
Was ist ein Verflüssiger und welche Funktion hat er in der Wärmepumpe?
Der Verflüssiger (auch Kondensator genannt) ist der Wärmetauscher einer Wärmepumpe, in dem das komprimierte, heiße Kältemittelgas seine Wärme an das Heizwasser abgibt und dabei vom gasförmigen in den flüssigen Zustand übergeht. Er sitzt im Kältekreis zwischen Verdichter und Expansionsventil und bestimmt gemeinsam mit dem Kondensationsdruck die Arbeit, die der Verdichter aufbringen muss.
Der Verdichter (Kompressor) fördert das Kältemittel als heißes Gas unter hohem Druck in den Verflüssiger. Dort überträgt es seine Wärme an das kühlere Heizwasser, kondensiert zu Flüssigkeit und strömt anschließend zum Expansionsventil, das den Druck vor dem Verdampfer wieder absenkt. Je niedriger die Temperatur ist, bei der diese Kondensation im Verflüssiger stattfindet, desto weniger Verdichterarbeit ist nötig und desto besser fällt der COP (Coefficient of Performance) der gesamten Anlage aus.
Wie funktioniert der Verflüssiger thermodynamisch?
Der Kondensationsprozess im Verflüssiger läuft in drei aufeinanderfolgenden Zonen ab: Enthitzung, Kondensation und Unterkühlung. Jede Zone hat einen unterschiedlichen Aggregatzustand des Kältemittels und einen unterschiedlichen Wärmeübergang.
- Enthitzung: Das Kältemittel tritt als überhitztes Gas deutlich über der eigentlichen Kondensationstemperatur in den Verflüssiger ein und gibt zunächst nur sensible (fühlbare) Wärme ab, bevor die Kondensation beginnt.
- Kondensation: In dieser Hauptzone findet der Phasenwechsel von gasförmig zu flüssig statt; die Temperatur bleibt dabei konstant, während der größte Anteil der Heizleistung übertragen wird.
- Unterkühlung: Das bereits verflüssigte Kältemittel wird zusätzlich unter die Kondensationstemperatur abgekühlt, was die anschließende Kälteleistung im Verdampfer erhöht und Dampfblasenbildung vor dem Expansionsventil verhindert.
Die Kondensationszone benötigt den größten Flächenanteil des Verflüssigers, weil hier der Phasenwechsel und damit der überwiegende Teil der Heizleistung stattfindet. Enthitzung und Unterkühlung laufen einphasig ab und übertragen anteilig deutlich weniger Wärme, sind aber für einen stabilen und effizienten Betrieb notwendig.
Was ist die Grädigkeit und warum ist sie der wichtigste Effizienzparameter?
Die Grädigkeit ist die Temperaturdifferenz zwischen der Kondensationstemperatur des Kältemittels und der mittleren Temperatur des Heizwassers im Verflüssiger, gemessen in Kelvin (K). Sie bestimmt direkt, wie hoch die Kondensationstemperatur oberhalb der gewünschten Heizwassertemperatur liegen muss — und damit, wie viel Verdichterarbeit die Wärmepumpe leisten muss.
Grädigkeit (K) = Kondensationstemperatur − mittlere Heizwassertemperatur
Eine kleinere Grädigkeit bedeutet eine niedrigere erforderliche Kondensationstemperatur bei gleicher Heizwassertemperatur. Das senkt das Druckverhältnis im Kältekreis und reduziert dadurch die Verdichterarbeit. Gleichzeitig steigt bei sinkender Kondensationstemperatur die im Verdampfer nutzbare Kälteleistung. Beide Effekte zusammen verbessern den COP der Wärmepumpe. Eine kleine Grädigkeit erfordert allerdings eine größere Wärmeübertragungsfläche im Verflüssiger, da bei geringerer Temperaturdifferenz mehr Fläche nötig ist, um dieselbe Wärmeleistung zu übertragen — das ist der zentrale Zielkonflikt zwischen Anschaffungskosten und Betriebseffizienz.
Welche Verflüssiger-Bauarten gibt es?
In Wärmepumpen kommen drei Verflüssiger-Bauarten zum Einsatz: Plattenwärmetauscher, Rohr-in-Rohr-Wärmetauscher und luftgekühlte Lamellenwärmetauscher. Sie unterscheiden sich deutlich in Wärmeübergang, Kompaktheit und Anwendungsbereich.
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Bauart | Wärmeübertragungs-Medium | Typische Grädigkeit | Haupteinsatz |
Plattenwärmetauscher (gelötet oder geschraubt) | Wasser/Wasser | 3–5 K | Standard in wassergeführten Luft-Wasser- und Erdwärmepumpen |
Rohr-in-Rohr (koaxial) | Wasser/Wasser, hochdruckfest | Höher als Plattenwärmetauscher | Hochdruck-Anwendungen (z. B. CO₂/R744-Systeme) |
Lamellenwärmetauscher (luftgekühlt) | Luft/Kältemittel | Deutlich höher als wassergeführte Bauarten | Luftgekühlte Systeme, reversible Klimageräte |
Plattenwärmetauscher dominieren den Markt für wassergeführte Wärmepumpen, weil sie bei kompakter Bauweise den höchsten Wärmeübergang erreichen. Gelötete Ausführungen sind preisgünstiger, aber nicht zerlegbar; geschraubte Ausführungen lassen sich öffnen und mechanisch reinigen, was bei aggressivem Wasser einen Wartungsvorteil bietet. Rohr-in-Rohr-Konstruktionen werden vor allem dort eingesetzt, wo sehr hohe Betriebsdrücke auftreten, etwa bei transkritischen CO₂-Anwendungen. Luftgekühlte Lamellenwärmetauscher finden sich in reversiblen Klimageräten und manchen Luft-Luft-Wärmepumpen, benötigen aber wegen des schlechteren luftseitigen Wärmeübergangs eine deutlich größere Fläche als wassergeführte Bauarten.
Wie berechnet man die benötigte Verflüssigerfläche?
Die erforderliche Verflüssigerfläche ergibt sich aus der zu übertragenden Heizleistung, dem Wärmeübergangskoeffizienten des Wärmetauschers und der gewählten Grädigkeit. Je kleiner die Grädigkeit gewählt wird, desto größer muss die Fläche bei gleicher Leistung sein.
Fläche (m²) = Heizleistung (W) ÷ (Wärmeübergangskoeffizient (W/m²K) × Grädigkeit (K))
Ein Rechenbeispiel verdeutlicht den Zusammenhang: Bei einer Heizleistung von 10.000 W, einem für Plattenwärmetauscher typischen Wärmeübergangskoeffizienten und einer Grädigkeit von 4 K ergibt sich eine bestimmte Mindestfläche. Wird die Grädigkeit auf die Hälfte reduziert, muss die Fläche bei gleichbleibendem Wärmeübergangskoeffizienten näherungsweise verdoppelt werden, um dieselbe Leistung zu übertragen. Diese Flächenverdopplung bedeutet in der Praxis mehr Platten oder eine größere Wärmetauscherbaugruppe — mit entsprechend höheren Materialkosten, die sich jedoch über die verbesserte Effizienz und einen niedrigeren Stromverbrauch amortisieren können.
Welches Material eignet sich für welche Wasserqualität?
Die Wasserqualität des Grundwassers oder Heizungswassers bestimmt, ob ein Verflüssiger aus Edelstahl ausreicht oder ob das korrosionsbeständigere, aber teurere Titan notwendig ist. Maßgeblich sind vor allem Eisen-, Mangan- und Chloridgehalt.
Kriterium | Edelstahl 1.4404 (316L) | Titan |
Korrosionsbeständigkeit gegen Chlorid | Bis zu einer moderaten Belastungsgrenze geeignet | Deutlich höhere Beständigkeit, auch bei sehr chloridhaltigem Wasser |
Beständigkeit gegen Eisen/Mangan (Fouling-Risiko) | Anfällig bei erhöhtem Eisen- oder Mangangehalt | Weitgehend unempfindlich |
Anschaffungskosten | Niedriger | Deutlich höher |
Typischer Einsatzbereich | Normale Trinkwasser- und Heizungswasserqualität | Aggressives, mineralstoffreiches Grundwasser |
Bei Anlagen, die Grundwasser als Wärmequelle nutzen, empfiehlt sich vor der Materialwahl eine Wasseranalyse, da erhöhte Eisen- oder Manganwerte das Fouling-Risiko am Edelstahl-Verflüssiger erhöhen können. Bei sehr chloridhaltigem, aggressivem Wasser gilt Titan als langlebigere Option gegenüber Edelstahl, was die höheren Anschaffungskosten über die Nutzungsdauer teilweise ausgleichen kann.
Was ist Fouling/Verockerung und wie wird sie verhindert?
Fouling, im deutschsprachigen Kontext meist als Verockerung bezeichnet, ist die Ablagerung von Eisen- und Manganoxiden auf den Wärmetauscherflächen des Verflüssigers. Sie verschlechtert den Wärmeübergang und erhöht dadurch die effektive Grädigkeit. Eine höhere Grädigkeit bedeutet eine höhere nötige Kondensationstemperatur und damit einen sinkenden COP.
Die Verockerung entsteht, wenn im Grundwasser gelöste zweiwertige Eisen- und Manganverbindungen bei Sauerstoffkontakt oxidieren und als schwer lösliche Ablagerungen ausfallen. Diese Schicht wirkt wie eine zusätzliche Dämmschicht auf der Wärmetauscherfläche und verschlechtert den Wärmeübergang messbar.
Zur Vermeidung und Behebung von Fouling kommen folgende Maßnahmen zum Einsatz:
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- Wasseranalyse vor Inbetriebnahme: Ein Labortest auf Eisen-, Mangan- und Chloridgehalt zeigt, ob ein erhöhtes Fouling-Risiko besteht und ob Edelstahl oder Titan die geeignete Materialwahl ist.
- Chemische CIP-Reinigung (Cleaning in Place): Eine zirkulierende Säurelösung auf Zitronensäure- oder Phosphorsäurebasis löst Ablagerungen ohne Demontage des Verflüssigers.
- Mechanische Reinigung bei geschraubten Wärmetauschern: Einzelne Platten werden ausgebaut und mit Hochdruck oder Bürsten von Ablagerungen befreit — nur bei geschraubten, nicht bei gelöteten Bauarten möglich.
- Regelmäßige Wartungsintervalle: Je höher der Eisen- oder Mangangehalt im Wasser, desto kürzer sollte das Reinigungsintervall gewählt werden, um einen schleichenden COP-Verlust zu vermeiden.
Welche Rolle spielt der Verflüssiger für die Vorlauftemperatur?
Die Dimensionierung des Verflüssigers und die gewählte Vorlauftemperatur des Heizsystems stehen in direktem Zusammenhang: Eine niedrig dimensionierte Grädigkeit ermöglicht auch bei niedriger Vorlauftemperatur eine effiziente Kondensation, während hohe Vorlauftemperaturen automatisch eine höhere Kondensationstemperatur erzwingen.
Flächenheizungen wie die Fußbodenheizung arbeiten mit deutlich niedrigeren Vorlauftemperaturen als klassische Heizkörper. Eine niedrige Vorlauftemperatur erlaubt es dem Verflüssiger, bei einer kleinen Grädigkeit zu arbeiten, ohne dass die Kondensationstemperatur unnötig hoch ausfallen muss. Das senkt die erforderliche Verdichterarbeit und verbessert den COP spürbar gegenüber Systemen, die mit hohen Vorlauftemperaturen für klassische Heizkörper betrieben werden. Diese Wechselwirkung ist ein zentraler Grund, warum die Kombination aus Wärmepumpe und Flächenheizung als besonders effizient gilt.
Wie hängt der Verflüssiger mit dem Kältemittel zusammen?
Das im Kältekreis verwendete Kältemittel beeinflusst maßgeblich den im Verflüssiger herrschenden Kondensationsdruck und damit die konstruktive Auslegung des Wärmetauschers. Unterschiedliche Kältemittel benötigen unterschiedliche Druckfestigkeiten und erreichen unterschiedliche thermodynamische Eigenschaften bei gleicher Kondensationstemperatur.
Das natürliche Kältemittel R290 (Propan) gilt bei vielen aktuellen Wärmepumpen als effizient und wird zunehmend gegenüber R32 und dem älteren, auslaufenden R410A bevorzugt, unter anderem wegen seines niedrigeren Treibhauspotenzials. Laut Umweltbundesamt treibt die F-Gase-Verordnung den Umstieg auf natürliche Kältemittel wie R290 in der Wärmepumpen-Branche voran. R32 wird ab 2027 für neue Wärmepumpen-Installationen nicht mehr zulässig sein, während bereits installierte Anlagen mit R32 unbegrenzt weiterbetrieben werden dürfen. Der Verflüssiger muss konstruktiv auf das jeweils verwendete Kältemittel und dessen Betriebsdruck ausgelegt sein — ein Wechsel des Kältemittels ist bei bestehenden Anlagen daher nicht ohne Weiteres möglich.
Wie lange hält ein Verflüssiger und wie wird er gewartet?
Die Lebensdauer eines Verflüssigers hängt maßgeblich vom verwendeten Material und der Wasserqualität ab. Edelstahl-Verflüssiger halten bei normaler Wasserqualität deutlich länger als bei aggressivem, eisen- oder manganhaltigem Grundwasser, während Titan-Verflüssiger auch bei ungünstiger Wasserqualität eine wesentlich höhere Lebensdauer erreichen.
Die regelmäßige Wartung des Verflüssigers ist Teil der allgemeinen Wartung der Wärmepumpe und umfasst folgende Punkte:
- Sichtprüfung und Funktionskontrolle im Rahmen der jährlichen Wartung durch einen Fachbetrieb.
- Kontrolle der Grädigkeit anhand der Betriebsdaten, um einen schleichenden Effizienzverlust durch Fouling frühzeitig zu erkennen.
- Reinigung bei nachgewiesenem Fouling, abhängig von der Wasserqualität in unterschiedlichen Intervallen.
- Austausch bei irreparabler Korrosion, insbesondere bei Edelstahl-Verflüssigern in aggressivem Grundwasser ohne vorherige Wasseraufbereitung.
Ein regelmäßig überwachter und gewarteter Verflüssiger hält seine Auslegungs-Grädigkeit über die gesamte Nutzungsdauer der Wärmepumpe weitgehend konstant, was sich direkt auf die Jahresarbeitszahl und den langfristigen Stromverbrauch auswirkt. Auch die richtig eingestellte Spreizung im Heizkreis trägt zur Gesamteffizienz bei, die der Verflüssiger mitbestimmt.
FAQ
Häufige Fragen
Was unterscheidet Verflüssiger und Verdampfer?
Der Verflüssiger gibt Wärme an das Heizwasser ab und kondensiert dabei das Kältemittel von gasförmig zu flüssig. Der Verdampfer nimmt auf der gegenüberliegenden Seite des Kältekreises Umgebungswärme auf und verdampft das Kältemittel dabei von flüssig zu gasförmig.
Was kostet ein Verflüssiger-Austausch?
Die Kosten für einen Verflüssiger-Austausch hängen stark von Bauart, Material und Leistungsgröße der Anlage ab. Als grobe Orientierung gilt Edelstahl als deutlich günstiger in der Anschaffung, Titan als spürbar teurer, dafür aber langlebiger bei aggressivem Wasser. Konkrete Angebote sollten bei einem Fachbetrieb eingeholt werden, da die Preisspannen je nach Anlage stark variieren.
Welche Grädigkeit ist normal bei modernen Wärmepumpen?
Bei modernen Plattenwärmetauschern gilt eine Grädigkeit von **3 bis 5 K** als effizienter Zielbereich. Luftgekühlte Lamellenwärmetauscher arbeiten aufgrund des schlechteren luftseitigen Wärmeübergangs mit deutlich höheren Werten.
Wie oft muss der Verflüssiger gereinigt werden?
Das Reinigungsintervall richtet sich nach der Wasserqualität. Bei normalem Heizungswasser ist eine Reinigung selten notwendig, bei erhöhtem Eisen- oder Mangangehalt im Grundwasser sollte die Grädigkeit regelmäßig kontrolliert und bei erkennbarem Fouling zeitnah gereinigt werden.
Kann ich den Verflüssiger selbst reinigen?
Nein, die Reinigung des Verflüssigers sollte einem Fachbetrieb überlassen werden. Sowohl die chemische CIP-Reinigung als auch die mechanische Reinigung geschraubter Wärmetauscher erfordern Fachkenntnisse zum Kältekreis und zur sicheren Handhabung der eingesetzten Reinigungsmittel.
Quellen
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