Wärmepumpensysteme

Wärmepumpensysteme sind Heiz- und Klimasysteme, die thermische Energie aus einer externen Wärmequelle entziehen und dem Gebäudekreislauf zuführen. Sie arbeiten im Kältekreislauf: Verdampfer, Kompressor, Verflüssiger und Expansionsventil wandeln Wärmeenergie so um, dass sie bei niedrigeren Quellen- oder höheren Heiztemperaturen nutzbar wird. Viele Systeme sind reversibel und können auch kühlen.

Typen sind Luftwärmepumpen (Außenluft als Wärmequelle), Wasserwärmepumpen (Grundwasser oder Gewässer) und Erdreich-/Solewärmepumpen (Erdwärme über Sonden oder Kollektoren). Erd- und Wasserquellen liefern häufig stabilere Temperaturen und höhere Jahresarbeitszahlen, erfordern aber aufwändigere Installationen. Hybridlösungen kombinieren Wärmepumpen mit konventionellen Heizkesseln oder Solarthermie.

Wesentliche Komponenten sind Verdampfer, Kompressor, Verflüssiger, Expansionsventil sowie Steuerung. Die Leistung wird durch COP und SCOP beschrieben; beide hängen von der Wärmequelle, dem Wärmebedarf und dem Temperaturunterschied ab. Moderne Anlagen verwenden Kältemittel mit niedrigem GWP, wie R32, oder CO2 in bestimmten Konzepten.

Anwendungen finden sich vor allem in Wohngebäuden, Gewerbeobjekten und Neubauten. Wärmepumpen lassen sich mit Fußboden- oder Wandheizungen, Radiatoren und Warmwasser koppeln und gut mit Photovoltaik betreiben. Sie können Emissionen senken, sind aber stark vom Strommix abhängig. Regulierung zielt auf Reduktion fluorierter Treibhausgase; daher werden heute bevorzugt emissionsärmere Kältemittel eingesetzt.

Planung erfordert Berücksichtigung der Wärmequelle, Raum- und Platzbedarf für Außengeräte oder Erdarbeiten, Lärmbelastung und Anschlussinfrastruktur. Investitionskosten variieren stark; Betriebskosten sparen sich über Jahre durch Einsparungen. Wartung umfasst Leckagekontrollen, Filterwechsel und Systemdiagnosen; typische Lebensdauer liegt bei 15–25 Jahren.