Eine Hochtemperatur-Wärmepumpe heizt auch dann noch zuverlässig, wenn herkömmliche Wärmepumpen nicht mehr mithalten können. Selbst in schwach gedämmten Gebäuden lässt sie behagliche Wärme einziehen. Da sie jedoch weniger effizient arbeitet, ist die Installation nicht immer sinnvoll. Hier erfahren Sie, wann eine Hochtemperatur-Wärmepumpe eine gute Wahl ist und welche Alternativen es gibt.
Das Wichtigste im Überblick:
- Hochtemperatur-Wärmepumpen können Vorlauftemperaturen von 70, 80 und sogar bis zu 100 °C erreichen.
- Sie sind daher gut geeignet für den Einsatz im unsanierten Altbau, speziell für die Warmwasserbereitung oder in der Industrie.
- Allerdings geht der Betrieb einer Hochtemperatur-Wärmepumpe mit einem höheren Stromverbrauch einher.
- Nicht immer lohnt sich daher der Betrieb. Ein bivalentes System bzw. ein Hybridsystem , etwa mit Wärmepumpe und Gastherme, – kann dann eine gute Alternative sein.
Was ist eine Hochtemperatur-Wärmepumpe?
Wie alle Wärmepumpen gewinnt auch eine Hochtemperatur-Wärmepumpe Wärmeenergie aus einer regenerativen Quelle. Das ist je nach Art entweder die Umgebungsluft, das Erdreich oder das Grundwasser. Unter Zuführung von Strom produziert sie aus der Umweltwärme im Haus nutzbare Wärme. Insgesamt sind Wärmepumpen äußerst effiziente, umweltschonende Heizsysteme.
Eine wichtige Rolle spielt dabei die sogenannte Vorlauftemperatur . Sie gibt an, auf welche Temperatur das Wasser im Heizkreislauf gebracht werden muss, damit die gewünschte Raum- und Brauchwassertemperatur erreicht wird. In modernen Gebäuden können herkömmliche Wärmepumpen bereits bei sehr geringen Vorlauftemperaturen von nur 30 bis 35 °C behagliche Wärme schaffen – insbesondere in Verbindung mit einer Flächenheizung (Wand- oder Fußbodenheizung ).
Anders sieht das aus, wenn ein Gebäude unzureichend gedämmt ist oder wenn die Heizkörper klein oder alt sind. Dann sind deutlich höhere Vorlauftemperaturen nötig, damit es warm im Haus bleibt. Zwar können auch herkömmliche Wärmepumpen Vorlauftemperaturen bis etwa 55 °C oder sogar höher erzeugen, sie arbeiten dann aber an der Belastungsgrenze und verbrauchen viel Strom.
Eine Lösung bieten Hochtemperatur-Wärmepumpen. Sie sind technisch so konzipiert, dass sie deutlich höhere Vorlauftemperaturen erreichen können, ohne dass der Stromverbrauch allzu sehr in die Höhe schnellt. Eine genaue Definition dafür, was als Hochtemperatur-Wärmepumpe gilt, gibt es übrigens nicht: Bisweilen werden schon Wärmepumpen, die Temperaturen über 60 °C erreichen, als Hochtemperatur-Wärmepumpen bezeichnet; andere Modelle erreichen sogar bis zu 100 °C.
Wie funktioniert eine Hochtemperatur-Wärmepumpe?
Die Funktionsweise einer Wärmepumpe ist im Prinzip immer gleich:
- Das Kältemittel der Wärmepumpe nimmt aus der entsprechenden Energiequelle (Luft, Erde oder Wasser) Wärmeenergie auf.
- Da das Kältemittel bereits bei sehr niedrigen Temperaturen verdampft, wird es im Zuge der Wärmeaufnahme gasförmig.
- In einem Verdichter (Kompressor) wird das Kältemittel komprimiert, sodass dessen Temperatur ansteigt.
- Im Wärmetauscher überträgt sich die so erzeugte Wärme auf das Heizwasser und auf den Heizungskreislauf.
- Das Kältemittel kühlt dabei ab, verflüssigt sich wieder und fließt zum Beginn des Kreislaufs zurück.
Auf diese Weise arbeitet auch die Hochtemperatur-Wärmepumpe. Während aber herkömmliche Wärmepumpen das Kältemittel nur begrenzt komprimieren können und so „nur“ Höchsttemperaturen von 50–60 °C erreichen, nutzen Hochtemperatur-Wärmepumpen verschiedene Verfahren, um die Temperatur noch weiter zu erhöhen.
Übrigens: Alle Hochtemperatur-Wärmepumpen können dieselben Wärmequellen nutzen wie herkömmliche Wärmepumpen. Wie für alle Wärmepumpen gilt, dass Luft-Wärmepumpen in der Regel sehr wirtschaftlich arbeiten, Erdwärmepumpen und insbesondere Grundwasserwärmepumpen aber noch stromsparender und effizienter sind.
Hochtemperatur-Wärmepumpen mit zwei Kreisprozessen
Hochtemperatur-Wärmepumpen haben nicht nur diesen einen Kältemittelkreislauf, sondern noch einen zweiten Kreislauf, der ein anderes Kältemittel enthält. Wenn das heiße Kältemittel im ersten Kreislauf seine höchste Temperatur erreicht hat, wird es genutzt, um im zweiten Kreislauf das andere Kältemittel zu erhitzen. Dieses wird dadurch ebenfalls gasförmig und kann noch stärker verdichtet werden. So erreicht die Hochtemperatur-Wärmepumpe Vorlauftemperaturen von 90–100 °C.
Von einer herkömmlichen Wärmepumpe unterscheidet sich dieser Typ nicht nur durch den zweiten Kreislauf, sondern auch in der Beschaffenheit der Bauteile. Diese müssen nämlich einem deutlich höheren Druck standhalten.
CO2-Wärmepumpen
Vor allem in der Industrie werden Wärmepumpen eingesetzt, die mit CO2 als Kältemittel funktionieren. Idealerweise nutzen sie zusätzlich die erzeugte Abwärme aus Arbeitsprozessen, um effizienter zu arbeiten. CO2-Wärmepumpen kommen zum Teil auch in Wohngebäuden zum Einsatz, die Anschaffungskosten sind aber vergleichsweise hoch.
Heißgas-Wärmepumpen
Der Begriff „Heißgas“ bezieht sich hier auf das gasförmige, komprimierte Kältemittel. Ein Teil davon wird aus dem Kältemittelkreislauf entnommen, zusätzlich erhitzt und dann genutzt, um Warmwasser zu bereiten.
Das ist vor allem dann sinnvoll, wenn – beispielsweise in einem energieeffizienten Neubau – eine „normale“ Wärmepumpe die Räume bei sehr niedriger Vorlauftemperatur ausreichend heizt. Brauchwasser muss jedoch höhere Temperaturen erreichen, allein schon um eventuelle Keime (z. B. Legionellen) abzutöten. Die benötigten Temperaturen würden die Effizienz einer üblichen Wärmepumpe schmälern, weshalb der Einsatz einer Heißgas-Wärmepumpe nützlich sein kann.
Hochtemperatur-Wärmepumpen im Altbau und in anderen Wohnsituationen
Eine Faustregel lautet: Je niedriger die Vorlauftemperatur ist, desto effizienter und damit wirtschaftlicher arbeitet eine Wärmepumpe. Dennoch gibt es Situationen, in denen höhere Vorlauftemperaturen nötig sind.
Hochtemperatur-Wärmepumpen im Altbau
Im unsanierten Altbau geht häufig aufgrund schwacher Dämmung oder fehlender Isolierung der Gebäudehülle Wärme verloren. Sind die Außentemperaturen sehr niedrig, schaffen es kleine oder veraltete Heizkörper bei Vorlauftemperaturen von etwa 35 °C nicht, die Räume genügend zu erwärmen. Höhere Vorlauftemperaturen sind dann ein Lösungsansatz, um überhaupt eine Wärmepumpe im Altbau nutzen zu können.
Ein großer Vorteil liegt darin, dass die Pumpe auch unabhängig von einer Sanierung installiert werden kann – was bei herkömmlichen Wärmepumpen in schlecht gedämmten Gebäuden oft nicht zielführend ist. Ein Tausch der Heizkörper ist ebenfalls nicht zwingend notwendig. Somit ist die Hochtemperatur-Wärmepumpe im Altbau eine zu berücksichtigende Option.
Nicht immer muss das eine Wärmepumpe mit maximal hoher Vorlauftemperatur sein. Bisweilen genügen auch hochtemperaturfähige Modelle, die Temperaturen von 60 bis 70 °C erreichen – so etwa das Modell Logatherm WLW 186i AR . Auch ein bivalentes System ist im Altbau häufig sinnvoll. Dabei rüsten Sie ein bestehendes Heizsystem mit einer modernen Wärmepumpe nach. Selbstverständlich können Sie eine solche Kombi-Lösung auch von vornherein für Ihr Heim einplanen. Bei diesen Heizsystemen, die zwei Energieträger in einem einzelnen Aggregat beherbergen, spricht man von einem Hybridsystem .
Tipp: Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE) hat als Richtwert einen Wärmeenergieverbrauch von maximal 150 Kilowattstunden pro Quadratmeter und Jahr veranschlagt.* Bis zu etwa diesem Wert ließe sich eine Wärmepumpe im Altbau wirtschaftlich betreiben.
*Siehe Ad-hoc-Papier im Rahmen des Forschungsprojektes FKZ 3720 41 510 0 des Umweltbundesamtes „Lösungsoptionen für Wärmepumpen in Bestandsgebäuden“
Warmwasserbereitung in Mehrfamilienhäusern
Auch für die Warmwasserbereitung in Mehrfamilienhäusern ist die Heizleistung herkömmlicher Wärmepumpen nicht immer ausreichend. Für Mehrfamilienhäuser gibt es darum speziell konzipierte Hochtemperatur-Wärmepumpen. Sie erreichen Vorlauftemperaturen von bis zu 70 °C und somit die notwendigen Temperaturen für eine sichere Trinkwasserbereitung.
Industrie und Gewerbe
In Bereichen, wo für Arbeitsprozesse viel Wärme benötigt wird, können Hochtemperatur-Wärmepumpen ebenfalls zum Einsatz kommen. Sie bieten einen umweltfreundlichen Lösungsansatz und erbringen die nötige Leistung für viele Prozesse wie das Trocknen von Stoffen, Pasteurisieren von Lebensmitteln oder Härten von Metallen. Besteht die Möglichkeit, Abwärme nutzen, steigert das die Effizienz der Wärmepumpe zusätzlich.
Stromverbrauch von Hochtemperatur-Wärmepumpen
Für den Betrieb benötigen Wärmepumpen Strom. Der Stromverbrauch einer Wärmepumpe ist dabei der größte Kostenfaktor. Generell arbeiten Wärmepumpen effizienter und damit umweltschonender als herkömmliche Heizsysteme auf Basis fossiler Brennstoffe. Letztere können nämlich Brennstoffe immer nur in einem maximalen Verhältnis von 1:1 in Wärme umwandeln. Im Gegensatz dazu erzeugen Wärmepumpen aus dem zugeführten Strom das Drei-, Vier- oder sogar Fünffache an Wärme.
Zwei Werte sind in diesem Zusammenhang besonders relevant: Der Coefficient of Performance (COP) und die Jahresarbeitszahl (JAZ) . Beide erleichtern den Vergleich der Leistung von Wärmepumpen. In der Praxis ist oft die JAZ die wichtigere Größe, da sie anzeigt, wie effizient eine Wärmepumpe unter realen Bedingungen in einem bestimmten Gebäude arbeitet. Eine JAZ von 3 bedeutet beispielsweise, dass die Wärmepumpe aus einer Einheit zugeführter Energie (in Form von Strom) drei Einheiten Energie (in Form von Wärme) erzeugt.
Die JAZ ist stark abhängig von der Wärmequelle: Luft-Wärmepumpen erreichen häufig JAZ von etwa 3, während Erdwärmepumpen einen Wert von 4 und darüber, und Grundwasserwärmepumpen sogar einen Wert von 5 und mehr erreichen können.
Hochtemperatur-Wärmepumpen arbeiten insgesamt weniger effizient. Sie können höhere Temperaturen bereitstellen, verbrauchen aber mehr Strom. Jahresarbeitszahlen von 2 bis 2,5 sind hier üblich. Ob sich der Einsatz lohnt, hängt immer auch vom Strompreis ab. Übrigens: Bei einem erhöhten Stromverbrauch der Wärmepumpe sind Wärmepumpen-Stromtarife eine günstige Alternative.
Vorteile und Nachteile von Hochtemperatur-Wärmepumpen
Hier erhalten Sie einen Überblick über die Vorteile und Nachteile der Hochtemperatur-Wärmepumpe:
| Vorteile | Nachteile |
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Kosten und Förderungen für Hochtemperatur-Wärmepumpen
Die Kosten für eine moderne Hochtemperatur-Wärmepumpe können entsprechend der erforderlichen Heizleistung stark variieren. Letztlich bestimmt der Wärmebedarf, wie viel Leistung benötigt wird, und davon wiederum hängen Größe und der Preis der Wärmepumpe ab. Das Preisspektrum ist groß: Es reicht von ca. 7.200 € ( Logatherm WLW186i für Ein- und Zweifamilienhäuser) bis ca. 80.000 € ( Logatherm WPS.2 HT für Mehrfamilienhäuser und Gewerbeimmobilien).
Die Kosten für Wärmepumpen variieren recht stark je nach ihrer Bauweise beziehungsweise nach der Art der Wärmequelle, die sie nutzen: Luft-Wasser-Wärmepumpen sind günstiger als Erd- und Grundwasserwärmepumpen. Zudem fallen für Erd- und Grundwasserwärmepumpen Erschließungskosten an, da Erdkollektoren verlegt oder Brunnen gegraben werden müssen. Die Kosten für diese Arbeiten bewegen sich in einem Preisspektrum von 1.000 bis hin zu 10.000 €. Bei einer Luft-Wasser-Wärmepumpe wiederum fallen Installationskosten von ca. 3.000 € an.
Hochtemperatur-Wärmepumpen sind noch etwas höherpreisig als andere Wärmepumpen. Hinzu kommt, dass wegen der geringeren JAZ die Stromkosten höher ausfallen. Ob ein Einsatz für Ihre Wohnsituation sinnvoll ist, sollten Sie darum gemeinsam mit einem Energieberater abklären. Eine Hochtemperatur-Wärmepumpe soll natürlich wirtschaftlich betrieben werden, ihre größte Stärke liegt jedoch vor allem darin, dass sie umweltfreundliche Wärme auch in solchen Gebäuden zugänglich macht, in denen übliche Wärmepumpen an ihre Grenzen stoßen.
In Deutschland wird der Einbau von Wärmepumpen stark gefördert, insbesondere wenn Sie ein noch funktionierendes konventionelles Heizsystem (Öl- oder Gasheizung) austauschen lassen. Je nach individueller Situation sind dann Förderungen von bis zu 70 % der Kosten möglich – bemessen an der maximalen Fördersumme von 30.000 € erhalten Sie also eine Höchstsumme von 21.000 €.
Allerdings werden Förderungen für Wärmepumpen nur dann gewährt, wenn sie bestimmte Effizienzwerte erreichen. Das ist insbesondere bei Hochtemperatur-Wärmepumpen nicht immer der Fall. Hier müssen Sie also diverse Faktoren berücksichtigen, wenn Sie eine Förderung anstreben. Unser Buderus Expertenteam hilft Ihnen, mögliche Förderungen auszuloten und zu beantragen.
Fazit: Hochtemperatur-Wärmepumpen machen saubere Wärme zugänglich
Hochtemperatur-Wärmepumpen ermöglichen die Nutzung „sauberer“ Umweltwärme auch dort, wo herkömmliche Wärmepumpen an ihre Grenzen stoßen. Daher sind sie insbesondere für schwach gedämmte Bestandsbauten und Altbauten eine überlegenswerte Option.
Insgesamt arbeiten Hochtemperatur-Wärmepumpen weniger effizient als herkömmliche Wärmepumpen und verbrauchen mehr Strom. Auch in der Anschaffung sind sie teurer. Dennoch können sie wirtschaftlich arbeiten. Dafür ist eine gute Planung durch versierte Fachkräfte unerlässlich. Buderus unterstützt Sie auf dem gesamten Weg – von der Planung über die Umsetzung bis zum Förderantrag.
Häufig gestellte Fragen rund um die Hochtemperatur-Wärmepumpe
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Überall dort, wo eine herkömmliche Wärmepumpe nicht die gewünschte Wärmeleistung erbringen kann, bietet eine Hochtemperatur-Wärmepumpe eine Alternative. Denkbar ist ein Einsatz vor allem für das Heizen im Altbau, für die Warmwasserbereitung in Mehrfamilienhäusern und im Gewerbe. Entscheidend ist immer, dass sie trotz geringerer Effizienz gegenüber üblichen Wärmepumpen wirtschaftlich vorteilhaft betrieben werden kann. Eine Beratung durch einen Installateur oder Wärmeberater ist in jedem Fall empfehlenswert.
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Hochtemperaturfähige Wärmepumpen von Buderus arbeiten äußerst effizient. So hat die Sole-Wasser-Wärmepumpe Logatherm WP.2 HT einen COP von bis zu 4,9. Aus einer kWh Strom erzeugt sie also bis zu 4,9 kWh Wärme. Hat ein Einfamilienhaus beispielsweise einen jährlichen Heizwärmebedarf von 15.000 kWh, während die Hochtemperatur-Wärmepumpe aus 1 kWh Strom 4,9 kWh Wärme erzeugt, dann liegt der jährliche Stromverbrauch bei 3.061 kWh. Bei Kosten von ca. 26 Cent pro kWh (Stand: Juni 2024) entspricht das jährlichen (Heiz-)Stromkosten von knapp 796 €. Nutzt diese hochtemperaturfähige Wärmepumpe das Grundwasser als Wärmequelle, erreicht sie einen COP von bis zu 5,56, sodass sich der jährliche Stromverbrauch auf nurmehr 2.698 kWh beläuft (dementsprechend Stromkosten von 701 €). Auch die Luft-Wasser-Wärmepumpe Buderus Logatherm WLW186i AR ist hochtemperaturfähig und weist einen COP von bis zu 4,85 auf.
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Benötigen Sie eine Vorlauftemperatur von mehr als 50 °C, ist eine Hochtemperatur-Wärmepumpe von Interesse. Zwar können bisweilen auch herkömmliche Wärmepumpen eine solch hohe Vorlauftemperatur erreichen, sie verbrauchen dann aber zu viel Strom und arbeiten nicht mehr wirtschaftlich. Eine Hochtemperatur-Wärmepumpe ist für höhere Temperaturen ausgelegt und erreicht sie effizienter. Bei Buderus finden Sie für diese Ansprüche beispielsweise die die Sole-Wasser-Wärmepumpe Logatherm WP.2 HT, die auch Grundwasser als Wärmequelle nutzen kann, und die Luft-Wasser-Wärmepumpe Logatherm WLW186i AR