Hochtemperatur-Wärmepumpe: Funktion, Effizienz, Anwendungsgebiete

Was ist eine Hochtemperatur-Wärmepumpe?

Einfach gesagt ist eine Hochtemperatur-Wärmepumpe ein auf erneuerbaren Energien basierendes Heizsystem, das verhältnismäßig hohe Vorlauftemperaturen für Wärmepumpen erreichen kann. Dabei sind dauerhaft Temperaturen von 80 °C und mehr problemlos möglich – einige Modelle erreichen sogar bis zu 100 °C.

Dabei gleicht die Funktion einer konventionellen Wärmepumpe. Dort sind die Vorlauftemperaturen jedoch auf rund 65 °C begrenzt. Denn bis zu diesem Temperaturniveau arbeiten Wärmepumpen grundsätzlich am effizientesten und verbrauchen weniger Strom. Dennoch gibt es Gebäude, die höhere Anforderungen haben und dementsprechende Vorlauftemperaturen benötigen. Dies können bspw. Industriegebäude oder unsanierte Mehrfamilienhäuser sein. Damit auch diese Gebäude klimafreundlich beheizt werden können und nicht von fossilen Brennstoffen abhängig sind, eignet sich für sie der Einsatz von Hochtemperatur-Wärmepumpen.

Das Besondere bei der Hochtemperatur-Wärmepumpe ist die stärkere Verdichtung des Kältemittels. Dazu werden in größere Kompressoren und stärkere Antriebe eingebaut. Zusätzlich werden zwei Kältemittelkreisläufe nacheinander geschaltet. Dabei wird die auf der ersten Stufe erreichte Temperatur als Eingangstemperatur für die zweite Stufe genutzt. Im zweiten Kreislauf wird so das Temperaturniveau noch einmal angehoben. So können die hohen Vorlauftemperaturen erreicht werden.

Ebenso wie Wärmepumpen, die in Ein- und Zweifamilienhäusern zum Einsatz kommen, kann auch eine Hochtemperatur-Wärmepumpe Energie aus einer natürlichen Wärmequelle (Luft, Grundwasser oder Erdreich) ziehen. Für industrielle Zwecke eignet sich jedoch am besten eine stabile Wärmequelle wie industrielle Abwärme. Unabhängig von der Energiequelle wird immer ein Kältemittelkreislauf gestartet, bei dem ein flüssiges Kältemittel verdampft wird. Im gasförmigen Zustand verdichtet der Kompressor dieses Gas, wobei die dabei entstandene Wärme an das Heizsystem abgegeben wird. Durch einen Verflüssiger, auch Kondensator genannt, verflüssigt sich das Kältemittel erneut und der Kreislauf beginnt von vorne.

Worin unterscheiden sich konventionelle und Hochtemperatur-Wärmepumpen?

Der größte Unterschied zwischen den Wärmepumpenarten ist maßgeblich die Vorlauftemperatur, die sie im laufenden Betrieb erreichen. Konventionelle Wärmepumpen, die fast ausschließlich in Ein- und Zweifamilienhäusern installiert werden, erreichen Temperaturen von bis zu 55 °C. Mit Hochtemperatur-Wärmepumpen hingegen sind Vorlauftemperaturen ab 80 °C und mehr möglich. Sie werden meistens in der Industrie verwenden, können aber auch für nicht sanierbare Mehrfamilienhäuser eine Option darstellen.

Wir haben einmal die Unterschiede gegenüber gestellt:

Anwendungsbereiche der Hochtemperatur-Wärmepumpe

Hochtemperatur-Wärmepumpen finden sich nicht nur in Gewerbegebäuden und Industrieanlagen, sondern können auch als alternative Wärmepumpe im Altbau installiert werden.

• Industrielle Hochtemperatur-Wärmepumpen

Industrielle Hochtemperatur-Wärmepumpen benötigen eine Wärmequelle, die nicht jahreszeitlichen Temperaturschwankungen unterliegt. Daher scheiden in der Regel natürliche Wärmequellen wie Luft oder Erdreich aus. Aus diesem Grund fokussiert sich ihre Hauptanwendung auf die Wärmerückgewinnung von Abwärme aus industriellen Prozessen. Da normale Kältemittel bereits bei Temperaturen von -20 °C bis +40 °C verdampfen, werden für die Nutzung mit Hochtemperatur-Wärmepumpen spezielle Kältemittel wie z. B. R744 (CO2) verwendet. Diese können auch noch mit Medientemperaturen von 70 °C oder 80 °C sinnvoll arbeiten.

• Hochtemperatur-Wärmepumpen in Gebäuden

In der Regel können die meisten Altbauten ohne große Sanierungsmaßnahmen mit konventionellen Wärmepumpen wie z. B. einer Luft-Wasser-Wärmepumpe heizen, die Vorlauftemperaturen von bis zu 55 °C bereitstellen. Bei sehr alten und unsanierten Gebäuden, die zuvor z. B. mit einer Ölheizung beheizt wurden, sind häufig jedoch Vorlauftemperaturen von 80 °C und mehr notwendig. Können keine Sanierungsmaßnahmen umgesetzt werden, bieten Hochtemperatur-Wärmepumpen z. B. in unsanierten Mehrfamilienhäusern eine Alternative zu konventionellen Wärmepumpen.

Exkurs: Sind Großwärmepumpen das gleiche wie Hochtemperatur-Wärmepumpen?

Großwärmepumpen können zwar Hochtemperatur-Wärmepumpen sein, dies ist aber nicht immer der Fall. Die Leistung von Großwärmepumpen startet in der Regel bei 100 kW und kann bis mehrere MW erreichen. Dabei unterscheidet sie sich nicht von einer konventionellen Wärmepumpe für Ein- und Zweifamilienhäuser. Die Geräte sind lediglich auf ihr anspruchsvolles Umfeld angepasst und auf maximale Effizienz ausgelegt.

Am besten eignen sie sich für große Gebäude oder kleinere Wärmenetze. Dabei sind reine Wärmepumpenlösungen ebenso möglich sind wie die Integration in Nah- und Fernwärmenetze. Häufig sind Großwärmepumpen jedoch keine einzelnen Geräte, sondern Teil eines Gesamtsystems zur Wärmeversorgung.

Ist eine Hochtemperatur-Wärmepumpe auch Wohngebäude geeignet?

In den meisten Ein- und Zweifamilienhäusern kann auf Anhieb auch mit einer konventionellen Wärmepumpe und Vorlauftemperaturen von bis zu 55 °C effizient geheizt werden. Mit Blick auf die laufenden Betriebskosten und hohen Investitionskosten sind Sanierungsmaßnahme wie Wärmedämmung oder der Austausch der Heizkörper im Vergleich mit der Anschaffung einer Hochtemperatur-Wärmepumpe die bessere Wahl.

In Mehrfamilienhäusern, wo eine Sanierung keine Option ist und dauerhaft Vorlauftemperaturen von 80 °C und mehr nötig sind, kann auch die Hochtemperatur-Wärmepumpe eine Alternative Heizung sein. Zwar heizt sie nicht so effektiv wie eine konventionelle Wärmepumpe, jedoch ist sie in jedem Fall einem Heizsystem mit fossilen Brennstoffen überlegen. Vor allem in Kombination mit einer Photovoltaikanlage bietet die Hochtemperatur-Wärmepumpe eine kostspielige, aber dennoch effektive Möglichkeit, ein Heizsystem mit hohen Vorlauftemperaturen zu betreiben.

Werden Hochtemperatur-Wärmepumpen gefördert?

Die Förderung für Wärmepumpen ist in Form von staatlichen Zuschüssen und Krediten sowie Steuererleichterungen erhältlich. Die Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG) fasst die bundesweiten Förderprogramme aus BAFA (Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle) sowie der KfW (Kreditanstalt für Wiederaufbau) zusammen. Gemäß BEG sind alle Wärmepumpen förderfähig, die für die Raumheizung sowie die Kombination aus Raumheizung und Warmwasserbereitung verwendet werden. Das schließt auch Hochtemperatur-Wärmepumpen mit ein.

Um förderfähig zu sein, müssen die Geräte unabhängig von der Wärmepumpenart lediglich eine bestimmte Effizienz aufweisen. Ausschlaggebend ist die Jahresarbeitszahl (JAZ) der Wärmepumpe, die 2024 einen Wert von 3,0 aufweisen muss. Ein ebenfalls für die Förderung relevanter Wert ist die jahresbedingte Raumheizungs-Energieeffizienz (ETAs oder ηs-Wert).

Da Hochtemperatur-Wärmepumpen durch die größeren Kompressoren und stärkeren Antriebe deutlich mehr Strom benötigen, büßen sie dementsprechend einiges an Effizienz ein. In der Regel erreichen sie eine JAZ von 2 bis 3,5. Daher muss bei Anschaffung besonders darauf geachtet werden, dass das gewünschte Modell die für die Förderung relevanten Effizienzwerte erreicht.

Effizient Heizen im Altbau mit der Luft-Wasser-Wärmepumpe von thermondo

Mit einer Vorlauftemperatur von 55 °C kann die Wärmepumpe von thermondo effizient in Ein- und Zweifamilienhäusern betrieben werden - auch im Altbau. An sehr kalten Tagen können sogar Temperaturen von bis zu 75 °C erreicht werden. Diese Temperaturen reichen in der Regel aus, um Gebäude ohne große Sanierungsmaßnahmen zu beheizen.

Sie sind sich nicht sicher, ob ihr Gebäude für eine Wärmepumpe geeignet ist? Wir beraten Sie gerne und prüfen vorab gründlich die Gegebenheiten Ihres Hauses. Im Rahmen unseres Komplettpakets erhalten Sie nicht nur eine ausführliche Beratung und Planung, sondern auch eine schnelle Lieferung innerhalb von wenigen Wochen ab Auftragsbestätigung und die fachmännische Installation. Zudem unterstützt Sie unsere Förderberatung bei der Beantragung der staatlichen Heizungsförderung und sichert Ihnen die maximalen Zuschüsse.

Nutzen Sie einfach unseren Heizungsplaner und wir setzen uns schnellstmöglich mit Ihnen in Verbindung.