Eine Hochtemperatur-Wärmepumpe liefert Vorlaufwasser mit 65–80 °C statt der 35–55 °C, für die ein Standardgerät gebaut ist, und kann daher einen Heizkessel ersetzen, ohne die Heizkörper zu tauschen. Im Dauerbetrieb bei einer Auslegungstemperatur von 65 °C läge ihr saisonaler COP bei etwa 2,5–2,9, doch mit witterungsgeführter Regelung braucht sie 65–70 °C nur an den kältesten Tagen und verbringt den größten Teil der Saison bei 40–45 °C – weshalb britische Feldmessungen im realen Betrieb eine mit Niedertemperaturgeräten vergleichbare Effizienz fanden. Die meisten erreichen diese Temperaturen mit Propan R290 oder einem EVI-Verdichter.
Was zählt als Hochtemperatur-Wärmepumpe?
Eine Hochtemperatur-Wärmepumpe ist darauf ausgelegt, dauerhaft Vorlaufwasser mit 65–80 °C zu liefern, statt der 35–55 °C, auf die eine Standard-Luft-Wasser-Wärmepumpe optimiert ist. Diese eine Zahl ist die ganze Definition: derselbe Kompressionskältekreis, aber mit einem Kältemittel, einem Verdichter und einem Druckbereich, die so gewählt sind, dass die Verflüssigungstemperatur höher gehen kann, ohne dass das Gerät die Leistung reduziert oder abschaltet.
Drei Wege führen dorthin. R290-Propan hat eine kritische Temperatur von 96,7 °C und verhält sich bei hohen Verflüssigungsdrücken gut, weshalb es neue Haushaltsgeräte mit 70–75 °C dominiert. Ein EVI-Verdichter spritzt während der Verdichtung Kältemitteldampf ein und hebt damit sowohl die Ausgangstemperatur als auch die Leistung bei kaltem Wetter – der Mechanismus hinter den EVI-Modellen der Varm Up Series von Solimpeks, ausgelegt bis −30 °C Außentemperatur. Kaskadengeräte schalten zwei Kältekreise hintereinander und erreichen 80 °C und mehr, zum Preis von zwei zu wartenden Verdichtern.
Was kostet die höhere Temperatur an Effizienz?
Bei einer festen Auslegungstemperatur etwa ein Drittel mehr Strom als ein 45-°C-System im selben Haus, weil die Effizienz vom Temperaturhub zwischen Quelle und Ausgang bestimmt wird. In der Praxis beseitigt die witterungsgeführte Regelung den größten Teil dieser Lücke, wie die Anmerkung unter der Tabelle erklärt.
| Auslegungsvorlauftemperatur | Realistischer saisonaler COP (Luft-Wärmepumpe) | Strom für 12.000 kWh Wärme |
|---|---|---|
| 35 °C | 4,0 – 4,5 | 2.700 – 3.000 kWh |
| 45 °C | 3,5 – 4,0 | 3.000 – 3.400 kWh |
| 55 °C | 2,9 – 3,3 | 3.600 – 4.100 kWh |
| 65 °C | 2,5 – 2,9 | 4.100 – 4.800 kWh |
| 75 °C | 2,1 – 2,5 | 4.800 – 5.700 kWh |
Wichtig ist dabei: Die Tabelle die Auslegungs-Vorlauftemperatur beschreibt. Ein Hochtemperaturgerät mit richtiger witterungsgeführter Regelung erzeugt nur an den zwei oder drei kältesten Tagen des Jahres 70 °C und liegt die meiste Zeit der Saison bei 40–45 °C. Deshalb fand die britische Messkampagne Electrification of Heat bei Hochtemperatur-Luft-Wärmepumpen in realen Häusern Effizienzen, die mit Niedertemperaturgeräten vergleichbar waren – ihre Maximaltemperatur wurde selten abgerufen.
Wann ist eine Hochtemperatur-Wärmepumpe die richtige Lösung?
- Denkmalgeschützte und historische Gebäude, bei denen Heizkörper, Rohrleitungen und Bodenbeläge tatsächlich nicht verändert werden können.
- Direkter Kesselaustausch bei engem Zeitplan, wenn der Vorteil, das Haus nicht neu verrohren zu müssen, den Betriebskostenunterschied überwiegt.
- Beengte oder Kleinstrohr-Leitungen (Microbore), die den Volumenstrom eines Niedertemperatur-Konzepts nicht führen können; eine größere Temperaturdifferenz bewegt für dieselben Kilowatt weniger Wasser.
- Gewerbliches Warmwasser in Hotels, Pflegeheimen und Mehrfamilienhäusern, wo lange Totleitungen und gespeicherte Volumina 60 °C und mehr ohne Heizstab erzwingen.
- Vorhandene Hochtemperatur-Heizflächen wie Gebläsekonvektoren oder Lufterhitzer, die nie für 45 °C ausgelegt waren.
Wo das Vergrößern von drei oder vier Heizkörpern einfach ist, läuft ein Standard-Niedertemperatur-Konzept meist noch günstiger. Siehe Brauche ich größere Heizkörper für eine Wärmepumpe? – eine Heizflächenvergrößerung ist eine einmalige Ausgabe, die jeden folgenden Winter die Vorlauftemperatur senkt, und auch ein Hochtemperaturgerät mit witterungsgeführter Regelung profitiert davon.
Ist ein bivalentes System der bessere Kompromiss?
Manchmal. Ein bivalentes System behält den vorhandenen Kessel für die kältesten wenigen Prozent der Stunden und lässt eine Standard-Wärmepumpe alles andere mit niedriger Vorlauftemperatur abdecken. Es umgeht sowohl den Hochtemperatur-Nachteil als auch die Vergrößerung der Heizflächen, um den Preis, zwei Wärmeerzeuger warten zu müssen – und zunehmend um den Preis der Förderung, denn viele Programme fördern kein System mit noch vorhandenem fossilem Kessel. Wo eine Wärmepumpe in einem Gebäude, das sich nicht verbessern lässt, die gesamte Last tragen muss, ist das Hochtemperaturgerät die konsequente Wahl.
Was sollte ich bei einem Hochtemperatur-Angebot prüfen?
Fragen Sie nach der angegebenen Leistung an Ihrem Auslegungspunkt, nicht bei A7/W35. Ein Gerät mit COP 4,8 bei A7/W35 erreicht bei A−7/W65 unter Umständen kaum die Hälfte davon, und beide Werte sind wahr. Bestätigen Sie dann vier Dinge: das Kältemittel und sein GWP, weil die EU-F-Gas-Verordnung die Tür für Alternativen mit hohem GWP schrittweise schließt; die Propan-Füllmenge und die Schutzzone, die sie um das Gerät erfordert; ob 70 °C bei −7 °C verfügbar sind oder nur bei mildem Wetter; und ob der Wärmetauscher des Speichers für den Volumenstrom ausgelegt ist, den das Gerät tatsächlich erzeugt.
Häufig gestellte Fragen
Welche Höchsttemperatur kann eine Wärmepumpe erzeugen?
Haushaltsgeräte mit R290 erreichen 70–75 °C Vorlauf, Kaskaden- und CO2-Geräte 80 °C und mehr, und industrielle Hochtemperatur-Wärmepumpen übersteigen 100 °C. Jedes zusätzliche Grad kostet Effizienz, das Maximum ist also eine Fähigkeit, die sparsam zu nutzen ist, keine Einstellung für den ganzen Winter.
Funktionieren Hochtemperatur-Wärmepumpen mit alten Heizkörpern?
Ja – das ist ihr Zweck. Bei 65–70 °C liefert ein vorhandener Heizkörper aus der Kesselzeit nahezu seine ursprüngliche Katalogleistung, sodass ein Austausch eins zu eins ohne Wechsel der Heizflächen möglich ist. Mit witterungsgeführter Regelung läuft das Gerät nur an den kältesten Tagen so heiß, sodass der Betriebskostenunterschied bescheiden bleibt.
Sind Hochtemperatur-Wärmepumpen weniger effizient?
Bei ihrer maximalen Ausgangstemperatur ja: Erwarten Sie einen saisonalen COP von 2,5–2,9 bei 65 °C gegenüber 3,5–4,0 bei 45 °C. Mit witterungsgeführter Regelung verbringen sie den größten Teil des Jahres bei moderaten Temperaturen, und britische Feldmessungen fanden ihre reale Effizienz vergleichbar mit der von Niedertemperaturgeräten.
Ist Propan R290 in einer Haushalts-Wärmepumpe sicher?
Ja, wenn sie nach den Abstands- und Lüftungsvorgaben des Herstellers installiert wird. R290 ist brennbar, daher sind Füllmengen begrenzt, und eine festgelegte Zone um das Außengerät muss frei von Abläufen, Öffnungen und Zündquellen bleiben. Es wird in Monoblock-Geräten im Freien verwendet, gerade um das Kältemittel außerhalb des Gebäudes zu halten.