Absorptionswärmepumpe: Was ist das und wo wird sie eingesetzt?

Wie funktioniert eine Absorptionswärmepumpe?

Eine Absorptionswärmepumpe nutzt Gas als Energieträger. Dazu sind ein Gasanschluss oder ein Flüssiggastank notwendig. Dies unterscheidet sie von herkömmlichen, strombetriebenen Wärmepumpen, die man auch Kompressionswärmepumpen nennt. Die Absorptionswärmepumpe basiert jedoch nicht vollständig auf Erdgas, sondern nutzt wie andere Wärmepumpenarten zu einem Teil Umweltenergie wie Luft oder Erdwärme.

Das Prinzip der Absorptionswärmepumpe basiert, ähnlich wie die Funktion einer konventionellen Wärmepumpe, auf vier Schritten. Anstelle eines elektrischen Kompressors kommt bei der thermischen Verdichtung jedoch das physikalische Prinzip der Absorption zum Einsatz.

1. Schritt: Der Verdampfer
   Das Kältemittel wird durch die Zufuhr von Wärme aus Umweltenergie verdampft.
2. Schritt: Die thermische Verdichtung
   a) Das gasförmige Kältemittel wird im Absorber von einem Lösungsmittel absorbiert.
   b) Das Lösungsmittel mit dem absorbierten Kältemittel wird über eine Pumpe in den Desorber gepumpt.
   c) Im Desorber wird das Kältemittel durch Hochtemperaturwärme (z. B. Verbrennung von Erdgas) dem Lösungsmittel wieder ausgetrieben und es verdampft erneut. Dadurch erhöht sich der Druck und die Temperatur steigt an.
   d) Das Lösungsmittel wird durch ein Entspannungsventil abgekühlt und wieder dem Absorber zugeführt. Währenddessen wird das gasförmige Kältemittel in den Verflüssiger geleitet.
3. Schritt: Der Verflüssiger
   In diesem Schritt kondensiert das Kältemittel und die so freigegebene Wärme wird durch einen Wärmetauscher an das Heizsystem übertragen.
4. Schritt: Das Entspannungsventil
   Durch den Druckabfall kühlt das Kältemittel wieder auf seine Ausgangstemperatur ab und der Kreislauf beginnt von vorn.

Kosten und Förderung einer Absorptionswärmepumpe

Je nach Bauart und Wärmequelle kostet eine Absorptionswärmepumpe zwischen 18.000 € und 42.000 €. Zieht die Wärmepumpe ihre Umweltenergie aus dem Erdreich oder dem Grundwasser, sind z. B. aufwendige Bauarbeiten und Genehmigungen notwendig. Damit liegt sie im Bereich der Kosten bekannter Wärmepumpenarten.

Da die Absorptionswärmepumpe Erdgas als Brennstoff verwendet, wird sie auf Bundesebene nicht mehr gefördert. Zudem erreichen die Geräte auf dem Markt nicht die für die Förderung relevante Jahresarbeitszahl für Wärmepumpen, die seit 2024 bei 3,0 liegt.

Wo werden Absorptionswärmepumpen angewendet?

Absorptionswärmepumpen findet man häufig im industriellen Einsatz in kleineren und mittleren Betrieben. Hier können Abgase oder Abwärme aus Industrieprozessen als Umweltwärme oder anstelle der Verbrennung von Erdgas als Hochtemperaturwärme zum Einsatz kommen. So können die Wärmepumpen ressourcenschonend und ohne Strom betrieben werden.

Soll eine Absorptionswärmepumpe in einem Einfamilien- oder Zweifamilienhaus eingesetzt werden, vergleicht man Effizienz und Umweltfreundlichkeit mit einer Gasbrennwertheizung. Dadurch, dass die Wärmepumpe teilweise auf Umweltwärme zurückgreift und lediglich für die thermische Verdichtung Erdgas benötigt, spart sie im laufenden Betrieb bis zu 25 Prozent CO2-Emissionen ein. Mit einer modernen, strombetriebenen Kompressionswärmepumpe kann die Absorptionswärmepumpe in puncto Effizienz und Umweltfreundlichkeit jedoch nicht mithalten. Daher wird in Wohnhäusern in der Regel der Einbau einer Kompressionswärmepumpe vorgezogen.

Absorptionswärmepumpe im Vergleich mit strombetriebenen Kompressionswärmepumpen

Wie bereits erwähnt, sind Absorptionswärmepumpen nicht so effizient wie strombetriebene Kompressionswärmepumpen. Der Wirkungsgrad der Wärmepumpe liegt nur bei 130 bis 180 Prozent. Dem gegenüber stehen strombetriebene Wärmepumpen, die einen Wirkungsgrad zwischen 300 und 500 Prozent aufweisen.

Auch in Bezug auf die Umweltbilanz ist die strombetriebene Kompressionswärmepumpe der Absorptionswärmepumpe überlegen. Da sie auf die Verbrennung von Erdgas angewiesen ist, wird dementsprechend auch CO2 ausgestoßen. Kompressionswärmepumpen heizen hingegen nahezu emissionsfrei, wenn der Strom Ökostrom ist.

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Fazit: Absorptionswärmepumpen sind keine sinnvolle Alternative für Wohnhäuser

Wer auf ein klimafreundliches und zukunftssicheres Heizsystem umsteigen will, sollte nicht auf eine Absorptionswärmepumpe setzen. Durch den Einsatz von Erdgas ist diese Wärmepumpenart von immer weiter steigenden CO2-Preisen und dem für voraussichtlich ab 2027 geplanten Emissionshandel für Privatnutzer betroffen.

Strombetriebene Kompressionswärmepumpen hingegen werden aufgrund ihrer Umweltbilanz und Zukunftssicherheit vom Staat gefördert. Das macht nicht nur die Anschaffungskosten vergleichsweise niedrig, sondern auch im laufenden Betrieb überzeugen Wärmepumpen mit strombetriebenem Kompressor aufgrund ihres hohen Wirkungsgrads mit geringen Kosten.

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