Wärmepumpentechnologien

Wärmepumpentechnologie bezeichnet Heiz- und Kühlsysteme, die thermische Energie aus Umweltquellen gewinnen und mit relativ geringer mechanischer Arbeit auf ein nutzbares Niveau anheben. Typische Bauformen sind Luft-Wasser-Wärmepumpen, Erdwärme-Sole-Wasser-Wärmepumpen und Wasser-Wasser-Wärmepumpen. Reversible Systeme ermöglichen auch Kühlung im Sommer.

Funktionsprinzip: Ein geschlossener Kältemittelkreis arbeitet mit Verdampfer, Kompressor, Kondensator und Expansionsventil. Je nach Quelle entzieht der Verdampfer dem Luft-, Boden- oder Wasserquellen Wärme. Der Kompressor erhöht die Temperatur des Kältemittels, der Kondensator gibt Wärme an das Heizsystem ab, das Expansionsventil regelt den Druck und die Temperatur des Kältemittels.

Wichtige Kennzahlen: Der Leistungskoeffizient COP gibt das Verhältnis von erzeugter Wärme zu elektrischer Leistung an; in der Praxis variiert der SCOP je nach Nutzungsprofil. Wirtschaftlichkeit und CO2-Bilanz hängen von Strommix, Gebäudeverbrauch und Systemauslegung ab.

Vorteile und Einsatzgebiete: Wärmepumpen nutzen erneuerbare Umweltwärme, ermöglichen niedrige Betriebsenergiekosten und, bei reversibler Ausführung, Raumkühlung. Sie eignen sich für Neubauten und Modernisierungen in Wohn- und Gewerbegebäuden und lassen sich mit Solarstrom oder Warmwasserspeichern kombinieren.

Herausforderungen: Anfangsinvestitionen, Standortabhängigkeit, Geräuschentwicklung sowie der Einsatz hochwertiger Kältemittel mit geringem Treibhauspotenzial. Zukünftige Entwicklungen konzentrieren sich auf niedrigere GWP-Kältemittel, bessere Wirkungsgrade und eine bessere Systemintegration in intelligente Energiesysteme.