Auswahl des geeigneten Wärmepumpen-Systems

In dicht bebauten meist innerstädtischen Gebieten ist das Platzangebot aufgrund der baulichen Situation und erforderlichen Abstandsflächen begrenzt. Schallschutzvorgaben und Denkmalschutz können herausfordernd sein und es bedarf besonderer Lösungen, wie der Nutzung des Dachraums für die Aufstellung von Komponenten, dem Einsatz von thermischen Photovoltaik-Modulen als Wärmequelle oder Quartierslösungen über Wärmenetze.

Bestehende Heizanlagen in einzelnen Etagen oder Wohnungen, z. B. Etagenheizungen oder Öfen, können auf ein zentrales System mit Wärmepumpe umgerüstet werden. Dies erfordert eine kostenintensive Installation des hydraulischen Systems. Der Einsatz von dezentralen Wärmepumpensystemen ist eine kostengünstigere Variante, z. B. durch raumweise Luft-Luft-Wärmepumpen, die die Raumluft direkt erwärmen.

Für Gebäude mit hohem Wärmebedarf und höheren benötigten Heiztemperaturen kann die Wärmepumpe mit weiteren Wärmeerzeugern (z. B. Gas-Brennwertkessel) kombiniert werden. Dabei übernimmt die Wärmepumpe die Grundlast und wird durch den Brennwertkessel mit höheren Temperaturen unterstützt. Weiterhin sollten Maßnahmen umgesetzt werden, um den hohen Wärmebedarf und die Temperaturen im Heizsystem zu reduzieren und die Versorgung ausschließlich über die Wärmepumpe zu ermöglichen.

Die Außenluft ist als Wärmequelle unbegrenzt verfügbar und vergleichsweise kostengünstig zu erschließen. Wärmequellen mit ganzjährig höherer Temperatur, wie das Erdreich, Grundwasser, Oberflächen- oder Abwasser, ermöglichen höhere Effizienzen und sollten hinsichtlich Verfügbarkeit und Nutzung geprüft werden.

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Wärmepumpen: Besondere Wärmequellen

Geothermie

Entscheidend sind die Bewertung der erforderlichen Vorlauftemperatur des bestehenden Heizsystems und Maßnahmen für eine Absenkung der Vorlauftemperatur. Oft ist die erforderliche Vorlauftemperatur geringer als erwartet und kann mit geringinvestiven Maßnahmen (z. B. Heizkurvenabsenkung, Heizkörperaustausch, hydraulischer Abgleich) verringert werden.

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Wärmepumpen: Umstellung im Bestand

Die Dämmung der Gebäudehülle ermöglicht die weitere Absenkung von Vorlauftemperaturen im Heizsystem und den Einsatz von Wärmepumpen mit geringerer Heizleistung, die kostengünstiger sind und weniger Platz und elektrische Anschlussleistung benötigen. Wärmequellen können kleiner dimensioniert werden.

Die Einbindung der Trinkwarmwassererzeugung kann zentral über das Wärmepumpensystem für die Raumheizung erfolgen und durch einen elektrischen Heizstab und hybride Varianten unterstützt werden. Es bestehen weiterhin Möglichkeiten die Trinkwasser-Temperaturen abzusenken und gleichzeitig Hygieneanforderungen zu erfüllen, z. B. durch Frischwasserstationen und Ultrafiltration. Eine weitere Option ist die dezentrale direktelektrische Erwärmung des Trinkwassers unabhängig vom Wärmepumpensystem.

Die VDI-Richtlinie 4645 „Heizungsanlagen mit Wärmepumpen in Ein- und Mehrfamilienhäusern“ stellt ausführlich die erforderlichen Schritte von der Voruntersuchung und Konzepterstellung bis zur Detailplanung dar. Sie gibt Hinweise zu empfohlenen hydraulischen Schaltungen, zur Dimensionierung von Anlagenkomponenten, zur Dokumentation, zur Inbetriebnahme der Anlage und Unterweisung des Betreibers und auch zu Kostenbetrachtungen.

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Wärmepumpen: Weiterbildung und Qualifikation

Die Wärmepumpentechnologie wird kontinuierlich weiterentwickelt und Innovationen ermöglichen weitere Technologiesprünge. Die Komponentenentwicklung, z. B. die Invertertechnologie mit stufenloser Leistungsanpassung des Verdichters oder neue Kältemittel, ermöglichen die Erhöhung der Effizienz und Einsatzbreite im Gebäudebestand sowie eine Verringerung von Schallemissionen.

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Wärmepumpen: Effizienz

Wärmepumpen: Geräuschemissionen

Wärmepumpen: Kältemittel

Der erzeugte Strom auf den Dächern und Fassaden der Gebäude kann in verschiedenen Modellen, konkret für Mieterstrom, Betrieb der Wärmepumpe oder Einspeisung ins Stromnetz, genutzt werden und den Strombezug aus dem Stromnetz reduzieren.

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Wärmepumpen:Stromeigennutzung

In Wärmepumpenanlagen kommen verschiedene Systemkomponenten der Wärmequelle, Wärmeerzeuger, hydraulischen Einbindung und Stromversorgung zum Einsatz. Das optimale Zusammenspiel der Komponenten in diesem komplexen System hat viele Einflussfaktoren und sollte überwacht werden.