Wärmepumpen arbeiten besonders effizient, wenn der Temperaturunterschied zwischen Umweltquelle und Vorlauftemperatur möglichst niedrig ist. Deshalb sind sie auch immer dann besonders gut geeignet, wenn möglichst niedrige Vorlauftemperaturen notwendig sind, also in gut gedämmten Häusern mit Flächenheizungen wie Fußboden- oder Wandheizung oder auch sehr großen Heizkörpern.
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Für Anwendungsfälle, die hohe Vorlauftemperaturen von über 55° C benötigen, sind konventionelle Wärmepumpen nicht geeignet. Für all diese Fälle, also zum Beispiel für Bestandsimmobilien, die wegen schlechter Dämmung hohe Vorlauftemperaturen benötigen oder auch für die Warmwasserbereitung in Mehrfamilienhäusern, wurden Hochtemperatur-Wärmepumpen entwickelt.
Funktionsweise von Hochtemperatur-Wärmepumpen mit Zweikreisprozess
Eine Wärmepumpe nutzt die Energie aus einer Umweltquelle (Luft, Wasser, Erdreich) und übergibt diese an den sogenannten Kältemittel-Kreislauf. Die Energie der Umweltquelle reicht aus, um das Kältemittel vom flüssigen in den gasförmigen Zustand zu bringen. Ein Kompressor verdichtet dieses Gas weiter, hierbei entsteht die Wärme, die dann über einen Wärmetauscher an den Heizkreislauf abgegeben wird. Dabei verflüssigt sich das Kältemittel wieder und der Kreislauf beginnt aufs Neue.
Bei Hochtemperatur-Wärmepumpen wird das Prinzip zweimal nacheinander angewendet. Mit dem ersten Kompressor wird die Umweltwärme auf ein höheres Temperaturniveau „hochgepumpt“. Anschließend wird diese Wärme dann als Eingangsquelle genutzt und mit einem zweiten Kompressor noch weiter verdichtet, sodass höhere Temperaturen erreicht werden können. Dabei kommen entsprechend geeignete Kältemittel zum Einsatz.
Sonderfall CO2 Wärmepumpe
Auch CO2 Wärmepumpen erreichen sehr hohe Vorlauftemperaturen. Sie unterscheiden sich nicht von einer „normalen“ Wärmepumpen. Lediglich die sonst synthetischen Kältemittel, die üblicherweise in Wärmepumpen genutzt werden, werden hier durch CO2 ersetzt. Allerdings benötigt CO2 einen besonders hohen Druck. Für diesen hohen Druck sind besonders robuste Bauteile notwendig, die deutlich teurer sind. Damit sind CO2 Wärmepumpen deutlich teurer als andere Hochtemperatur-Wärmepumpen. CO2 Wärmepumpen eigenen sich vor allem für Mehrfamilienhäuser oder für industrielle Prozesse.
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Effizienz von Hochtemperatur-Wärmepumpen
Auch Hochtemperatur-Wärmepumpen erreichen inzwischen höhere COP-Werte. Diese hängen wie bei anderen Wärmepumpen von der Energiequelle ab. COP-Werte von 2,5 sind durchaus realistisch. Hochtemperatur-Wärmepumpen erreichen nicht die hohen Werte, wie sie etwa von herkömmlichen Wasser-Wasser-Wärmepumpen bei niedrigen Vorlauftemperaturen erzielt werden können. Kombiniert mit einer Photovoltaikanlage können Hochtemperatur-Wärmepumpen dennoch eine wirtschaftliche Lösung für den Heizungstausch in Altbauten darstellen.
Kosten von Hochtemperatur-Wärmepumpen
Auch bei Hochtemperatur-Wärmepumpen hängen die Kosten von der genutzten Umweltenergie ab. Die eigentliche Hochtemperatur-Wärmepumpe kostet zwischen 8.000 und 13.000 Euro. Hinzu kommen jedoch die Installations- und Erschließungskosten der Wärmequelle. Diese ist bei Luft-Wasser-Wärmepumpen am einfachsten und preiswertesten, bei Sole-Wasser-Wärmepumpen und Wasser-Wasser-Wärmepumpen deutlich teurer.
Einsatzbereiche für Hochtemperatur-Wärmepumpen
Hochtemperatur-Wärmepumpen sind im Immobilienbereich vor allem dann geeignet, wenn hohe Vorlauftemperaturen notwendig sind, also für den nachträglichen Einbau in Altbauten, weil gerade hier oft hohe Vorlauftemperaturen notwendig sind. Hochtemperatur-Wärmepumpen eignen sich vor allem auch für die Warmwasser-Erwärmung in Mehrfamilienhäusern, da hier zur Vermeidung von Legionellenbefall auch hohe Temperaturen von über 55° C notwendig sind. Darüber hinaus sind Hochtemperatur-Wärmepumpen im Einsatz in Industrie und Gewerbe sowie zur Bereitstellung von Prozesswärme.
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Fazit
Hochtemperatur-Wärmepumpen erweitern den Einsatzbereich von Wärmepumpen erheblich, da sie Vorlauftemperaturen von über 55° C bis zu 80° C und mehr erzielen können. Damit sind sie auch für den Austausch von alten Heizungen im Altbau geeignet. Es sollte jedoch bedacht werden, dass es langfristig wegen des höheren Stromverbrauchs wirtschaftlicher sein kann, den Wärmebedarf durch Dämmmaßnahmen zu verringern und dann eine herkömmliche Wärmepumpe einzubauen.
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