Wärmepumpensystemen

Wärmepumpensysteme sind Heiz- und gegebenenfalls Kühlanlagen, die thermische Energie aus Umgebungsquellen nutzen und durch einen reversiblen Kälteprozess in nutzbare Wärme übertragen. Sie richten sich nach dem Prinzip der Wärmepumpe und können Gebäude, Warmwasser oder beides effizient versorgen.

Im Kern arbeiten Wärmepumpen mit einem Kältemittelkreis aus Verdampfer, Verdichter, Kondensator und Expansionsventil. Der Verdampfer entzieht der Wärmequelle Energie, der Verdichter erhöht Temperatur und Druck, der Kondensator gibt Wärme an das Heizsystem ab und das Expansionsventil reduziert den Druck. So lässt sich Wärme auch bei kühleren Außentemperaturen erzeugen, je nach Typ aus Luft, Erdreich oder Wasser.

Typen unterscheiden sich nach der Wärmequelle: Luft-Wärme-Pumpen (Luft-Wasser, Luft-Luft) nutzen Außenluft; Erd- bzw. Geothermie-Wärmepumpen verwenden das Erdreich oder Grundwasser. Wasser-Wasser-Systeme nutzen Grund- oder Oberflächenwasser. Die Wahl hängt von Gebäudetyp, Wärmebedarf und lokalen Gegebenheiten ab.

Die Effizienz wird durch den COP (Coefficient of Performance) gemessen; saisonale Kennzahlen wie SCOP oder SPF geben die jährliche Leistung an. Typische Heiz-COP liegen je nach Quelle, Außentemperatur und System bei etwa 2,5 bis 4,5; moderne Anlagen erreichen oft höhere Werte, insbesondere in gemäßigten Klimazonen.

Vorteile sind hohe Energieeffizienz, geringe direkte Emissionen bei Stromnutzung und die Möglichkeit, erneuerbare Wärme zu nutzen. Nachteile umfassen Investitionskosten, Geräusche, Platzbedarf, Abhängigkeit vom Strompreis und Planungsaufwand. Umweltaspekte betreffen den Einsatz von Kältemitteln mit geringem Treibhauspotential und die Emissionsbilanz, die vom Strommix abhängt.

Im Betrieb ist regelmäßige Wartung, Leckageprüfung und Funktionskontrolle wichtig. Förderangebote in Deutschland umfassen BAFA-Zuschüsse und KfW-Programme, oft gebunden an Effizienzanforderungen. Bei Planung und Installation sollten Fachbetriebe, eine Heizlastberechnung und Systemkompatibilität mit Warmwasserbereitung sowie Speicher- oder PV-Anbindung berücksichtigt werden.