Sole-Wasser-Wärmepumpe im Altbau

Die Energiewende macht auch vor Altbauten nicht halt. Während moderne Neubauten bereits standardmäßig mit nachhaltigen Heizsystemen ausgestattet werden, stehen Besitzer älterer Immobilien vor besonderen Herausforderungen. Eine vielversprechende Lösung bietet die Sole-Wasser-Wärmepumpe, die konstante Erdwärme nutzt und auch in energetisch noch nicht vollständig sanierten Gebäuden überzeugende Ergebnisse erzielen kann.

Was ist eine Sole-Wasser-Wärmepumpe?

Eine Sole-Wasser-Wärmepumpe ist ein Heizsystem, das die im Erdreich gespeicherte Wärme als Energiequelle nutzt. Der Begriff „Sole“ bezeichnet dabei eine frostschutzhaltige Wärmeträgerflüssigkeit, die durch ein unterirdisches Rohrsystem zirkuliert und die Erdwärme zur Wärmepumpe transportiert. Diese wandelt die gesammelte Wärme mittels eines thermodynamischen Kreislaufprozesses in nutzbare Heizenergie um – ein Prinzip, das dem eines Kühlschranks ähnelt, nur in umgekehrter Richtung.

Funktionsweise und zentrale Komponenten

Das System einer Sole-Wasser-Wärmepumpe besteht aus drei Hauptkomponenten, die nahtlos zusammenarbeiten:

Die Wärmequellenanlage bildet das Herzstück der Erdwärmegewinnung. Hier stehen zwei bewährte Varianten zur Verfügung: Erdkollektoren werden horizontal in etwa 1,2 bis 1,5 Metern Tiefe verlegt und benötigen entsprechend große Grundstücksflächen. Erdsonden hingegen werden vertikal bis zu 100 Meter tief in das Erdreich eingebracht und eignen sich besonders für kleinere Grundstücke. In beiden Fällen zirkuliert eine Sole-Lösung durch die Rohrleitungen und nimmt kontinuierlich die konstante Erdtemperatur auf.

Der Sole-Kreislauf fungiert als Bindeglied zwischen Erdreich und Wärmepumpe. Die erwärmte Sole wird über isolierte Leitungen zur Wärmepumpe gepumpt, wo sie ihre Wärme an das Kältemittel abgibt. Die abgekühlte Sole fließt anschließend zurück ins Erdreich, um sich erneut aufzuwärmen.

Die Wärmepumpe selbst nutzt einen Verdampfer-Kompressor-Verflüssiger-Kreislauf, um die niedrige Temperatur der Sole auf das für die Heizung erforderliche Niveau anzuheben. Durch die Verdichtung des Kältemittels entstehen Temperaturen von bis zu 65°C, die über einen Wärmetauscher an das Heizungswasser übertragen werden.

Abgrenzung zu anderen Wärmepumpensystemen

Im Vergleich zu anderen Wärmepumpentechnologien bietet die Sole-Wasser-Wärmepumpe spezifische Vorteile, die gerade im Altbau zum Tragen kommen.

Gegenüber Luft-Wasser-Wärmepumpen profitiert sie von der konstanten Erdtemperatur, die ganzjährig zwischen 8 und 12°C liegt. Während Luftwärmepumpen bei winterlichen Minusgraden an ihre Leistungsgrenzen stoßen und häufig auf elektrische Zusatzheizungen angewiesen sind, arbeitet die Sole-Wasser-Wärmepumpe auch bei extremer Kälte mit gleichbleibend hoher Effizienz. Zudem entfallen die bei Luftwärmepumpen oft kritisierten Geräuschemissionen fast vollständig.

Wasser-Wasser-Wärmepumpen nutzen Grundwasser als Wärmequelle und erreichen die höchsten Effizienzwerte aller Wärmepumpensysteme. Allerdings setzen sie ausreichende Grundwasservorkommen voraus und unterliegen strengen wasserrechtlichen Genehmigungsverfahren. Die Sole-Wasser-Wärmepumpe bietet hier eine praktikable Alternative mit nahezu universeller Einsetzbarkeit, da geeignete Bodenverhältnisse in den meisten Regionen anzutreffen sind.

Diese Eigenschaften machen die Sole-Wasser-Wärmepumpe zu einer besonders interessanten Option für Altbauten, wo aufgrund der oft noch nicht optimalen Dämmung und der Verwendung herkömmlicher Heizkörper höhere Vorlauftemperaturen erforderlich sind. Die konstante und zuverlässige Wärmequelle Erdreich ermöglicht es, auch in weniger gut gedämmten Gebäuden wirtschaftlich und umweltfreundlich zu heizen.

Besonderheiten von Altbauten

Altbauten prägen das Stadtbild vieler Städte und Gemeinden. Diese Gebäude stellen Eigentümer vor besondere Herausforderungen bei der Modernisierung der Heiztechnik. Um eine Sole-Wasser-Wärmepumpe erfolgreich in einem Altbau zu installieren, ist es entscheidend, die spezifischen Eigenschaften und Anforderungen dieser Gebäudekategorie zu verstehen.

Typische Charakteristika von Altbauten

Der gravierendste Unterschied zu modernen Gebäuden liegt im Dämmstandard. Altbauten besitzen oft nur einschalige Außenwände aus Ziegelmauerwerk oder Naturstein ohne zusätzliche Wärmedämmung. Die Fenster sind häufig noch einfach verglast oder bestenfalls mit älterer Isolierverglasung ausgestattet. Kellerdecken und Dachböden blieben lange Zeit ungedämmt. Diese Bauweise führt zu deutlich höheren Wärmeverlusten als bei nach heutigen Standards errichteten Gebäuden.

Zudem sind die meisten Altbauten mit konventionellen Heizkörpern ausgestattet, die für hohe Vorlauftemperaturen von 70°C bis 90°C ausgelegt wurden. Häufig finden sich noch alte Gussheizkörper oder Plattenheizkörper aus den 1970er und 1980er Jahren. Die Heizungsrohre verlaufen oft ungedämmt durch unbeheizte Bereiche, was zusätzliche Wärmeverluste verursacht. Zentrale Warmwasserbereitung über den Heizkessel war lange Zeit Standard, moderne Flächenheizungen wie Fußboden- oder Wandheizungen sind selten anzutreffen.

Herausforderungen

Der Heizwärmebedarf von Altbauten liegt typischerweise zwischen 150 und 300 kWh pro Quadratmeter und Jahr. Das ist ein Vielfaches des Bedarfs moderner Neubauten mit 30 bis 50 kWh/m²a. Diese hohen Werte resultieren aus den unzureichenden Dämmeigenschaften der Gebäudehülle und führen zu entsprechend hohen Heizkosten. Für Wärmepumpen bedeutet dies eine größere Dimensionierung und längere Laufzeiten.

Die in Altbauten installierten Heizkörper wurden für hohe Systemtemperaturen konzipiert. Während moderne Flächenheizungen mit Vorlauftemperaturen von 35°C bis 45°C auskommen, benötigen klassische Heizkörper oft 55°C bis 70°C, um die Räume ausreichend zu erwärmen. Diese hohen Temperaturen stellen Wärmepumpen vor erhebliche Herausforderungen, da ihre Effizienz mit steigender Vorlauftemperatur deutlich abnimmt. Die Jahresarbeitszahl einer Wärmepumpe kann sich von 4,5 bei niedrigen Vorlauftemperaturen auf unter 3,0 bei hohen Temperaturen verschlechtern.

Alte Heizungsanlagen sind oft nicht hydraulisch abgeglichen, was zu ungleichmäßiger Wärmeverteilung und erhöhten Rücklauftemperaturen führt. Überdimensionierte Umwälzpumpen und fehlende Einzelraumregelung verstärken diese Problematik. Für den effizienten Betrieb einer Wärmepumpe sind jedoch niedrige Rücklauftemperaturen und ein ausgeglichenes Heizungssystem essentiell.

Bedeutung der Gebäudehülle und energetischen Sanierung

Die energetische Sanierung der Gebäudehülle bildet das Fundament für den erfolgreichen Einsatz einer Wärmepumpe im Altbau. Eine verbesserte Dämmung von Außenwänden, Dach und Kellerdecke reduziert nicht nur den Heizwärmebedarf erheblich, sondern ermöglicht auch niedrigere Vorlauftemperaturen. Der Austausch alter Fenster gegen moderne Wärmeschutzverglasung kann den Wärmeverlust um bis zu 70 Prozent reduzieren.

Eine komplette energetische Sanierung ist oft nicht sofort realisierbar. Hier bietet sich eine stufenweise Herangehensweise an: Zunächst sollten die Maßnahmen mit dem besten Kosten-Nutzen-Verhältnis umgesetzt werden, wie die Dämmung der obersten Geschossdecke oder des Kellers. Gleichzeitig kann die Heizungsanlage optimiert werden durch hydraulischen Abgleich, Pumpentausch und verbesserte Regelungstechnik. Diese Maßnahmen schaffen bereits günstigere Voraussetzungen für eine spätere Wärmepumpeninstallation.

Die beste Effizienz erreicht eine Sole-Wasser-Wärmepumpe, wenn Gebäudehülle und Anlagentechnik aufeinander abgestimmt werden. Idealerweise wird parallel zur Wärmepumpenerneuerung auch das Heizungssystem überarbeitet. Das heißt die Vergrößerung der Heizkörper, Installation einer Flächenheizung in Teilbereichen oder der Einsatz von Niedertemperatur-Heizkörpern. Diese integrale Betrachtung ermöglicht es, auch in Altbauten Jahresarbeitszahlen von 3,5 bis 4,0 zu erreichen.

Trotz der höheren Anfangsinvestitionen zahlt sich die Kombination aus energetischer Sanierung und Wärmepumpentechnik langfristig aus. Neben den reduzierten Heizkosten profitieren Eigentümer von attraktiven Förderprogrammen, die sowohl Einzelmaßnahmen als auch Gesamtsanierungen unterstützen. Zudem steigt der Immobilienwert durch die verbesserte Energieeffizienz erheblich.

Eignung von Sole-Wasser-Wärmepumpen für Altbauten

Während Luft-Wasser-Wärmepumpen aufgrund ihrer einfacheren Installation oft als erste Wahl erscheinen, bieten Sole-Wasser-Wärmepumpen gerade in älteren Gebäuden entscheidende Vorteile. Die besonderen Anforderungen von Altbauten machen die Erdwärmepumpe zur optimalen Lösung für nachhaltige und effiziente Heizungsmodernisierung.

Vorteile gegenüber Luft-Wasser-Wärmepumpen

Der entscheidende Vorteil von Sole-Wasser-Wärmepumpen zeigt sich besonders in den kalten Wintermonaten, wenn der Heizbedarf am höchsten ist. Während Luft-Wasser-Wärmepumpen bei Außentemperaturen unter -5°C drastisch an Leistung verlieren, arbeiten Erdwärmepumpen unabhängig von der Witterung mit gleichbleibender Effizienz. Bei Temperaturen von -15°C kann die Leistung einer Luftwärmepumpe um bis zu 50 Prozent einbrechen, was häufig den Einsatz kostspieliger elektrischer Zusatzheizungen erforderlich macht.

Luft-Wasser-Wärmepumpen müssen bei niedrigen Temperaturen und hoher Luftfeuchtigkeit regelmäßige Abtauzyklen durchführen, um Vereisung des Verdampfers zu verhindern. Diese Zyklen unterbrechen nicht nur den Heizbetrieb, sondern verbrauchen zusätzliche Energie und reduzieren die Gesamteffizienz des Systems. Sole-Wasser-Wärmepumpen sind von dieser Problematik nicht betroffen, da sie ihre Wärme aus dem frostfreien Erdreich beziehen.

Die wetterunabhängige Arbeitsweise von Erdwärmepumpen führt zu deutlich stabileren und vorhersagbareren Betriebskosten. Während bei Luftwärmepumpen die Heizkosten in besonders kalten Wintern stark ansteigen können, bleiben sie bei Sole-Wasser-Wärmepumpen das ganze Jahr über konstant. Dies erleichtert die Budgetplanung und macht Wirtschaftlichkeitsberechnungen verlässlicher.

Konstante Erdtemperaturen als Wärmequelle

Das Erdreich fungiert als gigantischer Wärmespeicher, der Temperaturschwankungen über das Jahr hinweg ausgleicht. In einer Tiefe von etwa 1,5 Metern liegt die Bodentemperatur ganzjährig zwischen 8°C und 12°C. Diese thermische Konstanz bildet die ideale Basis für einen effizienten Wärmepumpenbetrieb, da die Temperaturdifferenz zwischen Wärmequelle und Heizkreis stets in einem optimalen Bereich liegt.

Das Erdreich regeneriert sich kontinuierlich durch Sonneneinstrahlung, Regenwasser und die natürliche Erdwärme. Selbst nach langen Heizperioden steht die Wärmequelle ohne Leistungseinbußen zur Verfügung. Bei sachgerechter Auslegung der Erdwärmeanlage bleibt die Bodentemperatur auch nach jahrzehntelangem Betrieb stabil, was eine langfristig zuverlässige Wärmeversorgung garantiert.

Anders als Luftwärmepumpen sind Sole-Wasser-Wärmepumpen völlig unabhängig von äußeren Witterungseinflüssen. Schneestürme, Eisglätte oder starke Winde haben keinen Einfluss auf die Wärmequelle. Diese Unabhängigkeit ist besonders in Altbauten mit ihrem erhöhten Wärmebedarf von großem Vorteil, da eine unterbrechungsfreie Wärmeversorgung gewährleistet ist.

Effizienz bei verschiedenen Vorlauftemperaturen

Sole-Wasser-Wärmepumpen zeigen ihre Stärken besonders bei den in Altbauten häufig erforderlichen höheren Vorlauftemperaturen. Während eine Luft-Wasser-Wärmepumpe bei 55°C Vorlauftemperatur und 0°C Außentemperatur eine Jahresarbeitszahl von etwa 2,5 erreicht, schafft eine Sole-Wasser-Wärmepumpe unter denselben Bedingungen Werte von 3,2 bis 3,5. Bei noch höheren Vorlauftemperaturen von 60°C bis 65°C wird dieser Unterschied noch deutlicher.

Die konstante Quellentemperatur des Erdreichs sorgt dafür, dass die Effizienz der Wärmepumpe über das gesamte Jahr relativ stabil bleibt. Während bei Luftwärmepumpen die Jahresarbeitszahl stark von der Witterung abhängt und zwischen Sommer und Winter erheblich schwankt, zeigen Erdwärmepumpen ausgeglichene Leistungswerte. Dies führt zu einer besseren Planbarkeit der Energiekosten und einer höheren Gesamteffizienz des Heizsystems.

Aktuelle Sole-Wasser-Wärmepumpen verfügen über hocheffiziente Verdichter und intelligente Regelungssysteme, die auch bei höheren Vorlauftemperaturen gute Effizienzwerte erzielen. Inverter-Technologie ermöglicht eine stufenlose Anpassung der Leistung an den aktuellen Wärmebedarf, was zusätzlich zur Effizienzsteigerung beiträgt. Moderne Geräte erreichen auch bei 55°C Vorlauftemperatur noch Jahresarbeitszahlen von über 4,0.

Kombination mit bestehenden Heizkörpern vs. Flächenheizung

Einer der größten Vorteile von Sole-Wasser-Wärmepumpen in Altbauten liegt in ihrer Kompatibilität mit vorhandenen Heizkörpern. Während für Luftwärmepumpen oft ein kompletter Austausch der Heizkörper erforderlich ist, können Erdwärmepumpen auch mit konventionellen Radiatoren effizient arbeiten. Durch ihre höhere Leistungsfähigkeit bei erhöhten Vorlauftemperaturen lassen sich bestehende Heizkörper häufig weiter nutzen, was die Modernisierungskosten erheblich reduziert.

Ohne den kompletten Austausch der Heizkörper zu erfordern, können dennoch gezielte Optimierungen vorgenommen werden. Der Austausch besonders alter oder unterdimensionierter Heizkörper gegen größere Modelle, die Installation von Thermostatventilen mit präziser Regelung oder die Ergänzung zusätzlicher Heizkörper in kritischen Bereichen kann die Effizienz des Gesamtsystems deutlich verbessern und niedrigere Vorlauftemperaturen ermöglichen.

Wo baulich möglich, stellt die Installation einer Flächenheizung die optimale Ergänzung zur Sole-Wasser-Wärmepumpe dar. Fußbodenheizungen arbeiten mit Vorlauftemperaturen von nur 30°C bis 40°C und steigern dadurch die Effizienz der Wärmepumpe erheblich. Besonders in Bereichen, die ohnehin renoviert werden, wie Bädern oder Küchen, lässt sich eine Fußbodenheizung oft kostengünstig realisieren. Auch nachträgliche Flächenheizungen in Form von Dünnschichtsystemen oder Wandheizungen bieten interessante Lösungsansätze.

Eine besonders praktische Lösung für Altbauten stellt die Kombination verschiedener Wärmeabgabesysteme dar. Räume mit hohem Wärmebedarf können weiterhin über Heizkörper versorgt werden, während in weniger kritischen Bereichen Flächenheizungen zum Einsatz kommen. Diese hybride Herangehensweise ermöglicht es, die Vorteile beider Systeme zu nutzen und dabei die Modernisierungskosten im Rahmen zu halten.

Moderne Regelungssysteme können verschiedene Heizkreise mit unterschiedlichen Temperaturniveaus optimal steuern. So kann die Sole-Wasser-Wärmepumpe gleichzeitig einen Niedertemperaturkreis für die Flächenheizung und einen Hochtemperaturkreis für die Heizkörper versorgen. Intelligente Mischventile und wettergeführte Regelungen sorgen dafür, dass jeder Bereich optimal mit Wärme versorgt wird, ohne die Gesamteffizienz zu beeinträchtigen.

Technische Voraussetzungen und Planung

Die erfolgreiche Installation einer Sole-Wasser-Wärmepumpe in einem Altbau erfordert eine sorgfältige technische Planung und die Berücksichtigung verschiedener Voraussetzungen. Eine fundierte Analyse der Gegebenheiten vor Ort, präzise Berechnungen und die fachgerechte Integration in die bestehende Haustechnik bilden die Grundlage für ein effizientes und langlebiges Heizsystem. Dabei gilt es, sowohl die baulichen Besonderheiten des Altbaus als auch die spezifischen Anforderungen der Erdwärmetechnik zu berücksichtigen.

Heizlastberechnung und Dimensionierung

Die exakte Ermittlung der Heizlast bildet das Fundament jeder Wärmepumpenplanung. In Altbauten ist diese Berechnung besonders komplex, da verschiedene Faktoren wie unvollständige Dämmung, Wärmebrücken und unterschiedliche Sanierungszustände einzelner Gebäudeteile berücksichtigt werden müssen. Die Heizlastberechnung nach DIN EN 12831 erfasst alle Transmissionswärmeverluste über Wände, Fenster, Dach und Keller sowie die Lüftungswärmeverluste. Dabei wird für jeden Raum einzeln die erforderliche Heizleistung bei der örtlichen Norm-Außentemperatur ermittelt.

Bei der Dimensionierung in Altbauten sind Sicherheitszuschläge oft unvermeidlich, da sich der energetische Zustand der Gebäudehülle schwerer exakt erfassen lässt als bei Neubauten. Typische Heizlasten liegen zwischen 80 und 150 Watt pro Quadratmeter Wohnfläche, können aber bei unsanierten Objekten auch darüber liegen. Eine zu kleine Dimensionierung führt zu unzureichender Wärmeversorgung, während eine Überdimensionierung die Effizienz verschlechtert und unnötige Kosten verursacht. Moderne Planungstools berücksichtigen auch zukünftige Sanierungsmaßnahmen, sodass die Wärmepumpe bereits für den verbesserten energetischen Zustand ausgelegt werden kann.

Neben der maximalen Heizlast ist die Analyse der Jahresdauerlinie entscheidend. Diese zeigt, wie viele Stunden pro Jahr welche Heizleistung benötigt wird. In gut geplanten Anlagen deckt die Wärmepumpe etwa 95 bis 98 Prozent des jährlichen Wärmebedarfs ab. Für die verbleibenden Spitzenlasten an wenigen sehr kalten Tagen kann ein elektrischer Heizstab oder ein bivalenter Betrieb mit einem zusätzlichen Wärmeerzeuger vorgesehen werden. Diese Auslegung optimiert das Verhältnis zwischen Investitionskosten und Betriebseffizienz.

Platzbedarf für Erdkollektoren oder Erdsonden

Erdkollektoren benötigen Grundstücksflächen, die etwa das 1,5- bis 2-fache der zu beheizenden Wohnfläche betragen. Für ein Einfamilienhaus mit 150 Quadratmetern Wohnfläche sind somit 225 bis 300 Quadratmeter Kollektorfläche erforderlich. Die Rohrleitungen werden in einer Tiefe von 1,2 bis 1,5 Metern verlegt, wobei der Rohrabstand mindestens 80 Zentimeter betragen sollte. Die Kollektorfläche darf nicht überbaut, versiegelt oder tiefgreifend bepflanzt werden, da dies die Wärmeaufnahme aus Sonneneinstrahlung und Niederschlag beeinträchtigt.

Erdsonden stellen die platzsparende Alternative dar und eignen sich besonders für kleinere Grundstücke oder dicht bebaute Gebiete. Je nach Heizlast und geologischen Verhältnissen werden eine oder mehrere Sonden mit Tiefen zwischen 50 und 150 Metern gebohrt. Als Richtwert gelten etwa 50 Meter Sondenlänge pro Kilowatt Heizlast, wobei dieser Wert je nach Bodenbeschaffenheit variieren kann. Der Mindestabstand zwischen mehreren Sonden beträgt 5 bis 6 Meter, um gegenseitige thermische Beeinflussung zu vermeiden.

Sowohl für Erdkollektoren als auch für Erdsonden muss das Grundstück für Baumaschinen zugänglich sein. Für Sondenbohrungen werden spezielle Bohrgeräte benötigt, die eine Mindestdurchfahrtsbreite von 2,5 Metern und eine ausreichende Tragfähigkeit des Untergrunds erfordern. Bei der Planung sind auch bestehende Leitungen, Fundamente und Bepflanzungen zu berücksichtigen, die die Verlegung oder Bohrung beeinflussen können.

Geologische Gegebenheiten und Genehmigungsverfahren

Die geologischen Verhältnisse am Standort bestimmen maßgeblich die Effizienz der Erdwärmeanlage. Eine Bodenuntersuchung gibt Aufschluss über Bodenart, Feuchtigkeit, Wärmeleitfähigkeit und eventuelle Grundwasservorkommen. Lehmige und feuchte Böden weisen hohe Wärmeleitfähigkeiten von 1,6 bis 2,0 W/mK auf, während trockene Sandböden nur 0,4 bis 1,2 W/mK erreichen. Diese Werte fließen direkt in die Dimensionierung der Erdwärmeanlage ein und bestimmen die erforderliche Kollektorfläche oder Sondenlänge.

In Wasserschutzgebieten gelten besondere Bestimmungen für Erdwärmeanlagen. In Schutzzonen können Erdwärmeanlagen grundsätzlich verboten, nur unter strengen Auflagen möglich oder meist erlaubt sein, während Erdsonden einer Einzelfallprüfung unterliegen. Auch Heilquellenschutzgebiete, Altlasten oder geologische Besonderheiten können Einschränkungen bedeuten. Eine frühzeitige Abklärung mit den zuständigen Behörden ist daher unerlässlich.

Erdkollektoren bis 100 Quadratmeter Kollektorfläche sind meist genehmigungsfrei, müssen aber bei der unteren Wasserbehörde angezeigt werden. Erdsonden ab 100 Metern Tiefe oder in sensiblen Gebieten erfordern eine wasserrechtliche Erlaubnis. Das Genehmigungsverfahren kann mehrere Wochen bis Monate dauern und erfordert detaillierte Unterlagen über Bohrprofil, verwendete Materialien und technische Ausführung. Eine qualifizierte Bohrfirma übernimmt üblicherweise die Genehmigungsbeantragung und gewährleistet die fachgerechte Ausführung nach den geltenden Richtlinien.

Integration in bestehende Heizungsanlage

Die Integration der Sole-Wasser-Wärmepumpe in die bestehende Heizungsanlage erfordert eine sorgfältige hydraulische Planung. Zentrale Komponenten sind ein Pufferspeicher, Mischventile für verschiedene Heizkreise und eine angepasste Umwälztechnik. Die bestehenden Heizungsrohre können oft weiter genutzt werden, sollten aber auf Dichtheit und Dämmung überprüft werden. Ein hydraulischer Abgleich ist unerlässlich, um die optimale Wärmeverteilung und niedrige Rücklauftemperaturen zu gewährleisten.

Moderne Wärmepumpenregelungen bieten vielfältige Möglichkeiten zur Integration verschiedener Heizkreise und Temperaturniveaus. Wettergeführte Regelungen passen die Vorlauftemperatur automatisch an die Außentemperatur an, während programmierbare Zeitschaltungen den Betrieb an die Nutzungsgewohnheiten anpassen. Die Integration von Raumthermostaten und Einzelraumregelung optimiert den Komfort und reduziert den Energieverbrauch. Smart-Home-Systeme ermöglichen eine komfortable Bedienung und Überwachung der Anlage.

In manchen Altbauten ist ein bivalenter Betrieb sinnvoll, bei dem die Wärmepumpe von einem zusätzlichen Wärmeerzeuger unterstützt wird. Dies kann ein elektrischer Heizstab in der Wärmepumpe sein oder ein bestehender Gaskessel, der bei sehr niedrigen Außentemperaturen zugeschaltet wird. Bivalente Systeme reduzieren die erforderliche Wärmepumpenleistung und damit die Investitionskosten, erfordern aber eine komplexere Regelung und Abstimmung der beiden Wärmeerzeuger.

Pufferspeicher und Warmwasserbereitung

Ein Pufferspeicher ist für den effizienten Betrieb einer Sole-Wasser-Wärmepumpe unverzichtbar. Er entkoppelt die Wärmeerzeugung vom Wärmeverbrauch und reduziert die Takthäufigkeit der Wärmepumpe. Das Speichervolumen sollte etwa 50 bis 100 Liter pro Kilowatt Wärmepumpenleistung betragen. Bei einer 12-kW-Wärmepumpe wären somit 600 bis 1200 Liter Puffervolumen optimal. Zu kleine Speicher führen zu häufigem Takten und schlechter Effizienz, während überdimensionierte Speicher unnötige Wärmeverluste verursachen.

Für die Warmwasserbereitung stehen verschiedene Konzepte zur Verfügung. Ein integrierter Warmwasserspeicher in der Wärmepumpe eignet sich für kleinere Haushalte mit geringem Warmwasserverbrauch. Separate Warmwasserspeicher mit 200 bis 500 Litern Inhalt bieten mehr Komfort und eignen sich besonders für Familien. Frischwasserstationen erhitzen das Trinkwasser erst bei Bedbedarf über einen Plattenwärmetauscher und vermeiden Legionellenprobleme, benötigen aber einen ausreichend dimensionierten Pufferspeicher.

Moderne Schichtenspeicher nutzen die natürliche Temperaturschichtung des Wassers optimal aus. Warmes Wasser steigt nach oben, kaltes sinkt nach unten. Spezielle Schichtenbeladung und -entnahme sorgen dafür, dass diese Schichtung erhalten bleibt und die Wärmepumpe möglichst mit niedrigen Rücklauftemperaturen arbeiten kann. Die hydraulische Einbindung erfolgt über Vor- und Rücklaufverteiler, die verschiedene Heizkreise und die Warmwasserbereitung optimal mit dem Speicher verbinden.

Bei der Warmwasserbereitung mit Wärmepumpen sind besondere Hygieneanforderungen zu beachten. Speicher müssen regelmäßig auf mindestens 60°C erhitzt werden, um Legionellenbildung zu verhindern. Moderne Wärmepumpen verfügen über spezielle Legionellenschutzprogramme, die diese thermische Desinfektion automatisch durchführen. Zirkulationsleitungen sollten gut gedämmt und mit einer eigenen Umwälzpumpe ausgestattet werden, um Wärmeverluste zu minimieren.