Hochtemperatur-Wärmepumpe für hohe Vorlauftemperaturen

Die meisten Wärmepumpen erzeugen nur eine geringe Vorlauftemperatur, können aber in Kombination mit einer guten Dämmung und einer Flächenheizung dennoch ausreichend heizen. Wenn aber ihre Leistung nicht ausreichend ist – weil die Fläche des Hauses zu groß ist, keine gute Dämmung und Flächenheizungen möglich sind oder einfach höhere Vorlauftemperaturen nötig sind –, können Hochtemperatur-Wärmepumpen zum Einsatz kommen.

Wann lohnt sich eine Hochtemperatur-Wärmepumpe?

In bestimmten Anwendungsbereichen ist eine Hochtemperatur-Wärmepumpen die richtige Wahl, um Hauser zu Heizen und Warmwasser zur Verfügung zu stellen. Mit möglichen Vorlauftemperaturen von 80 bis 100 °C eignen sich Hochtemperatur-Wärmepumpen besonders für Gebäude und Prozesse, die hohe Temperaturanforderungen haben. Im Vergleich zu Standard-Wärmepumpen, die meist nur bis zu 50 °C Vorlauftemperatur erreichen, sind sie optimal für:

• Altbauten ohne moderne Dämmung und mit großen Heizkörpern
• In Mehrfamilienhäusern zur Warmwasserbereitung
• In der Industrie, wo höhere Temperaturen unverzichtbar sind
• In großen Objekten wie Gewerbeimmobilien oder Industrieanlagen, die oft einen konstant hohen Wärmebedarf aufweisen

Für Einfamilienhäuser sind sie aufgrund der höheren Investitionskosten und des geringeren Heizbedarfs hingegen weniger geeignet. Zu bedenken ist außerdem immer: Wärmepumpen, die eine Hochtemperatur erzeugen, haben einen hohen Stromverbrauch, was die Effizienz der Anlage mindern kann. Deshalb lohnt sich diese Art von Wärmepumpe vor allem, wenn eine Kombination mit Maßnahmen zur Energieeinsparung, etwa mit einer teilweisen Gebäudedämmung oder dem Einsatz von Photovoltaik zur Stromerzeugung, möglich ist.

Das beste Angebot für eine Hochtemperatur-Wärmepumpe finden

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So funktioniert eine Hochtemperatur-Wärmepumpe

Die Funktionsweise jeder Wärmepumpe basiert auf einem Kompressionsprozess, bei dem Umweltwärme auf ein Kältemittel übertragen wird. Ein Verdampfer überträgt die Wärme auf das Kältemittel, das anschließend vom flüssigen in den gasförmigen Zustand übergeht. Dieses Gas wird anschließend durch den Verdichter angesaugt, wobei der Druck und damit auch die Temperatur steigen. Die erzeugte Wärme wird schließlich über einen Verflüssiger an das Heizsystem abgegeben.

Bei einer Hochtemperatur-Wärmepumpe wird oft das Zweikreis-System verwendet, bei dem der Verflüssiger des ersten Kreislaufs gleichzeitig der Verdampfer des zweiten Kreislaufs ist. Diese Bauweise ermöglicht eine zusätzliche Erhöhung der Vorlauftemperatur, was zu einer höheren Heizleistung führt. Eine weitere Variante der Hochtemperatur-Wärmepumpe ist die CO2-Wärmepumpe, bei der flüssiges CO2 als Kältemittel verwendet wird. CO2 kann aufgrund seiner thermodynamischen Eigenschaften sehr hohe Temperaturen erzeugen. Um diese hohen Temperaturen zu erreichen, müssen die Bauteile der Wärmepumpe sehr robust sein, um dem Druck des Kältemittels standzuhalten.

Welche Arten von Wärmepumpen für Hochtemperaturen gibt es?

Hochtemperatur-Wärmepumpen unterscheidet man oft wie Standard-Wärmepumpen nach der Wärmequelle. Die gängigsten Typen von Hochtemperatur-Wärmepumpen sind deshalb:

• Luft-Wärmepumpe: Nutzt die Außenluft als Wärmequelle und ist die kostengünstigste Variante.
• Erdwärmepumpe (Sole-Wasser-Wärmepumpe): Greift auf die im Boden gespeicherte Wärme zurück, erfordert jedoch eine aufwendigere Installation.
• Wasser-Wärmepumpe (Grundwasser-Wärmepumpe): Verwendet Grundwasser als Wärmequelle und bietet eine konstante und effiziente Wärmequelle.

Neben den gängigsten Typen gibt es noch einige spezialisierte Varianten von Hochtemperatur-Wärmepumpen, die in bestimmten Anwendungsfällen zum Einsatz kommen. Diese beinhalten:

• Hybrid-Wärmepumpe: Kombiniert eine Wärmepumpe mit einem zusätzlichen Heizsystem wie einer Gas- oder Öltherme. Sie ist besonders effizient in wechselhaften Klimazonen und kann je nach Bedarf zwischen den beiden Heizquellen umschalten.
• CO2-Wärmepumpe: Verwendet CO2 als Kältemittel und ermöglicht das Erreichen besonders hoher Temperaturen. Diese Art von Wärmepumpe ist besonders umweltfreundlich, da CO2 ein sehr geringes Treibhauspotenzial hat und effizient bei hohen Temperaturen arbeitet.
• Abwasser-Wärmepumpe: Nutzt die Wärme aus Abwasserquellen, etwa aus Kläranlagen oder industriellen Prozessen. Diese Systeme sind besonders effizient, da Abwasser eine konstante und ganzjährig verfügbare Wärmequelle darstellt.

Diese spezialisierten Typen bieten je nach Verfügbarkeit und spezifischen Anforderungen eines Gebäudes eine interessante Alternative zu den klassischen Modellen.

Hochtemperatur-Wärmepumpe im Altbau: Warum werden sie gerade hier eingesetzt?

Hochtemperatur-Wärmepumpen sind eine geeignete Lösung für Altbauten, insbesondere wenn die Dämmung nicht ideal ist und die bestehenden Heizkörper beibehalten werden sollen. In diesen Fällen können Hochtemperatur-Wärmepumpen die für ältere Heizsysteme erforderliche höhere Vorlauftemperatur erzeugen. Herkömmliche Wärmepumpen stoßen bei dieser Temperatur schnell an ihre Leistungsgrenzen, da sie in der Regel nur niedrige Vorlauftemperaturen von maximal 35 bis 45 °C effizient erzeugen können. Dies macht Hochtemperatur-Wärmepumpen zu einer besonders sinnvollen Option für Altbauten, in denen wenig Sanierungsmaßnamen möglich sind.

Allerdings muss man sagen, dass auch Hochtemperatur-Wärmepumpe von einer guten Dämmung des Gebäudes profitiert. In einem schlecht isolierten Altbau muss mit einem höheren Energieaufwand gerechnet werden, da mehr Wärme benötigt wird, um den Raum auf die gewünschten Temperaturen zu bringen. Damit der Einsatz einer Wärmepumpe wirtschaftlich bleibt, sollte deshalb auch bei Altbauten nach Möglichkeit eine Verbesserung der Dämmung vorgenommen werden.

Nicht nur für den Altbau interessant: Hochtemperatur-Wärmepumpen und Standardheizkörper

Hochtemperatur-Wärmepumpen sind besonders gut für die Nachrüstung in bestehende Heizkörper-Systeme geeignet, da sie hohe Vorlauftemperaturen von 50 °C bis zu 100 °C erzeugen können. Diese Temperaturen sind erforderlich, um die Standardheizkörper (wie sie oft in Altbauten zu finden sind) effizient zu betreiben. Herkömmliche Wärmepumpen stoßen schnell an ihre Leistungsgrenzen, wenn höhere Temperaturen benötigt werden.

Im Vergleich dazu sind Fußbodenheizungen effizienter bei niedrigeren Vorlauftemperaturen, die von herkömmlichen Wärmepumpen problemlos erzeugt werden können. Sie sind besser für Neubauten oder – falls der Einbau dort möglich ist – für gut isolierte Altbauten geeignet, da sie bei niedrigen Temperaturen eine gleichmäßige Wärmeabgabe ermöglichen. Hochtemperatur-Wärmepumpen können jedoch auch in Kombination mit Fußbodenheizungen verwendet werden, wenn höhere Temperaturen erforderlich sind, etwa bei schlecht gedämmten Gebäuden oder in sehr kalten Klimazonen. Hier ist es wichtig, dass das System ausreichend dimensioniert ist, um die benötigten Temperaturen zu erreichen und den Wärmebedarf zu decken.

Benötigt eine Wärmepumpe für Hochtemperaturen viel Strom?

Der Stromverbrauch einer Hochtemperatur-Wärmepumpe hängt maßgeblich von der Art der Wärmepumpe und dem Temperaturhub ab. Grundsätzlich gilt: Je höher der Temperaturhub – also der Unterschied zwischen der eingehenden Umweltwärme und der benötigten Heiztemperatur –, desto mehr Strom wird für den Betrieb benötigt. Besonders bei Luft-Wärmepumpen, die die Außenluft als Wärmequelle nutzen, muss die Temperatur oft stärker angehoben werden (gerade in der kalten Jahreszeit), was zu einem höheren Stromverbrauch führt.

Im Vergleich zu anderen Heizsystemen wie Öl- oder Gasheizungen können Wärmepumpen jedoch deutlich energieeffizienter arbeiten, da sie für jede eingesetzte Kilowattstunde Strom mehrere Kilowattstunden Wärme erzeugen. Allerdings nutzen Hochtemperatur-Wärmepumpen Strom nie so effizient wie Standard-Wärmepumpen. Die COP, also die Leistungszahl, die etwas über die Effizienz einer Wärmepumpe aussagt, liegt bei Standard-Wärmepumpen meist zwischen 3 und 5, bei Hochleistungs-Wärmepumpen zwischen 2,5 und 3.

Die Nutzung von selbst erzeugtem Photovoltaik-Strom kann die Effizienz einer Hochtemperatur-Wärmepumpe weiter steigern und die Betriebskosten senken. Dies macht das System nicht nur ökologisch nachhaltiger, sondern auch wirtschaftlicher, da die Stromkosten für die Wärmeerzeugung reduziert werden. Man kommt aber in keinem Fall darum herum, genau zu prüfen, ob die Kombination von Stromverbrauch und Wärmeerzeugung langfristig wirtschaftlich ist.

Kosten für die Anschaffung und den Betrieb

Die Kosten für eine Hochtemperatur-Wärmepumpe variieren je nach Größe, Heizleistung und Installationsanforderungen. Kleinere Modelle, die für geringeren Heizanforderungen geeignet sind, kosten in der Regel zwischen 8.000 und 15.000 Euro. Größere Systeme, die für schlecht gedämmte Altbauten oder größere Gebäude benötigt werden, können schnell weit höhere Preise haben. Luft-Wärmepumpen sind dabei die günstigste Variante, haben jedoch eine geringere Effizienz, da sie die Außenluft als Wärmequelle nutzen und bei niedrigen Außentemperaturen weniger effektiv arbeiten.

Zusätzlich zu den Anschaffungskosten müssen die Installationskosten berücksichtigt werden, die je nach Komplexität bei einigen Tausend Euro liegen. Die Betriebskosten einer Hochtemperatur-Wärmepumpe sind jedoch vergleichsweise niedrig, besonders wenn erneuerbare Energien wie PV-Strom genutzt werden. In Deutschland gibt es zudem verschiedene Fördermöglichkeiten, die helfen, die Anschaffungskosten zu senken.

Fazit: Ist eine Hochtemperatur-Wärmepumpe sinnvoll?

Eine Hochtemperatur-Wärmepumpe kann eine sehr sinnvolle Lösung sein, beispielsweise für Altbauten mit alten Heizkörpern, bei denen die Vorlauftemperatur traditionell höher ist. Der größte Vorteil dieser Technologie ist die Möglichkeit, hohe Vorlauftemperaturen zu erzeugen, ohne dass das bestehende Heizsystem ausgetauscht oder umfangreiche Sanierungsmaßnahmen erforderlich sind. Dadurch bleiben die alten Heizkörper weiterhin nutzbar, was vor allem in Bestandsgebäuden mit wenig Isolierung von Vorteil ist.

Allerdings gibt es auch einige Nachteile: Hochtemperatur-Wärmepumpen haben einen höheren Stromverbrauch und sind daher weniger effizient als herkömmliche Wärmepumpen, die mit niedrigeren Vorlauftemperaturen arbeiten. Dies führt zu höheren Anschaffungs- und Betriebskosten im Vergleich zu anderen Heizsystemen. Besonders bei Einfamilienhäusern, die gut gedämmt sind und moderne Heizsysteme wie Fußbodenheizungen verwenden, kann eine Hochtemperatur-Wärmepumpe oft zu viel des Guten sein. In solchen Fällen wären herkömmliche Wärmepumpen oder sogar Hybridlösungen wirtschaftlicher und effizienter.

Empfehlung: Eine Hochtemperatur-Wärmepumpe eignet sich am besten für Altbauten mit alten Heizkörpern oder Industriezwecke. Für gut isolierte Häuser oder Neubauten ist sie in der Regel zu teuer und ineffizient. In solchen Fällen sollten andere Wärmepumpenlösungen oder Hybrid-Systeme bevorzugt werden. Wer also eine Wärmepumpe für ein neues Einfamilienhaus sucht, ist oft mit den Standardpumpen gut beraten, größere Objekte und Betriebe sollten eine Hochtemperatur-Wärmepumpe in Betracht ziehen.