Die Gaswärmepumpe heizt effizient und zuverlässig

Eine Gaswärmepumpe nutzt kostenfreie Umweltwärme für die Gebäudebeheizung und ist durch spezielle technische Prozesse wartungsärmer als herkömmliche Geräte. Welche Arten der Gaswärmepumpe man unterscheidet, wie diese funktionieren und wann sie sich lohnen, erklären wir in den folgenden Abschnitten.

Das Prinzip einer Gaswärmepumpe

Eine Gaswärmepumpe versorgt ein Haus mit Wärme aus kostenfreier Umweltenergie. Diese ist zum Beispiel in der Erde, der Luft oder dem Wasser gespeichert und reduziert den Brennstoffbedarf spürbar. Möglich wird das, in dem die Wärmepumpe das Temperaturniveau der thermischen Energie aus der Umwelt durch einen technischen Prozess auf das Niveau des Heizsystems hebt. Eingesetzt in einem effizienten Gebäude, kann der Gasverbrauch auf diese Weise um etwa 25 Prozent reduziert werden – denn dieser Anteil wird über Umweltwärme gedeckt.

Gaszähler für den Betrieb einer Gaswärmepumpe
© panthermedia.net / Gudella

Die motorische Gaswärmepumpe

Die Gasmotorwärmepumpe funktioniert ähnlich wie eine konventionelle Wärmepumpe, wobei ein Trägermedium – das sogenannte Kältemittel – in einem Kreislauf verdampft, verdichtet, verflüssigt und entspannt wird. Im ersten Schritt nimmt das Kältemittel die Wärme der Umweltenergiequelle auf und ändert bereits bei sehr niedrigen Temperaturen seinen Aggregatzustand von flüssig zu dampfförmig. Direkt im Anschluss wird der Druck durch einen gasbetriebenen Motor erhöht, wodurch auch die Temperatur des Mediums steigt.

Über einen Verflüssiger – einen zweiten Wärmeübertrager – kann die thermische Energie auf das Heizsystem übertragen und für Raumwärme oder Warmwasserbereitung genutzt werden. Das Kältemittel kühlt dabei ab und wird flüssig. Nach der vollständigen Regeneration durch ein spezielles Entspannungs-Ventil erlangt es seinen Ausgangszustand zurück und der Kreislauf kann erneut beginnen. 

Besonderheit der Gasmotorwärmepumpe

Im Vergleich zu einer herkömmlichen Wärmepumpe ist ein motorisches Gasgerät mit lange erprobter Brennwerttechnik besonders effizient und zuverlässig. So kann zum Beispiel die Abwärme des Motors zur Unterstützung des Heizsystems genutzt werden.

Einsatzgebiete der Gaswärmepumpe mit Motor

Mit einem Leistungsspektrum von etwa 20 bis 100 kW eignet sich die motorische Gas Wärmepumpe dabei vor allem zur Beheizung von Mehrfamilienhäusern oder kleineren Gewerbeobjekten. Geht es um die einsetzbaren Umweltenergieträger, kommen für eine Gas Wärmepumpe neben der Luft auch die Erdwärme und das Wasser infrage.

Die Absorptions-Gaswärmepumpe

Die Absorptions-Gaswärmepumpe setzt auf einen sogenannten thermischen Verdichter, um die Wärme verschiedener Umweltenergiequellen für die Heizung nutzbar zu machen. Im Vergleich zu anderen Arten ist der technische Prozess hier deutlich komplexer. Im ersten Schritt nimmt ein Kältemittel die Wärme aus Erde, Luft oder Wasser auf und beginnt selbst zu verdampfen. Dieser Dampf wird von einem speziellen Lösungsmittel aufgenommen – also absorbiert. Hierbei steigen Druck und Temperatur.

Im Anschluss daran wird das Gemisch aus Kälte- und Lösungsmittel meist von einer Pumpe in den Austreiber gespült, wo beide Stoffe durch die Wärme eines Gasbrenners getrennt werden. Der dampfförmige Wärmeträger strömt daraufhin zum Verflüssiger und gibt die mit sich transportierte Wärme an die Heizungsanlage ab. Das Kältemittel kühlt ab und wird wieder flüssig. Der Kreislauf der mit Gas betriebenen Wärmepumpe kann von vorn beginnen. 

Besonderes Merkmal der Gaswärmepumpe - Absorptionsgerät

Der Vorteil eines Absorptionsgeräts ist die Tatsache, dass die Technik trotz kompliziertem Aufbau nahezu ohne bewegliche Teile auskommt. Sie ist daher vor allem wartungsärmer als konventionelle Wärmepumpen. Die Geräte arbeiten dabei leise und stoßen dank effizienter Brennwerttechnik kaum Schadstoffe aus.

Einsatzgebiete der Gaswärmepumpe nach Absorptionsprinzip

Sie sind in verschiedenen Leistungsbereichen zu haben und eignen sich für den Einsatz in Einfamilien- und Mehrfamilienhäusern sowie kleineren Gewerbe- und Industrieobjekten. Als Wärmequelle kommt dabei für die mit Gas betriebene Wärmepumpe die Luft, die Erde, das Wasser oder die Solarthermie infrage.

Die Adsorptions-Gaswärmepumpe

Bei der Gaswärmepumpe mit Adsorptionsprinzip wird dampfförmiges Kältemittel an ein festes Material gebunden. Dieser Zeolith genannte Stoff ist besonders porös und setzt bereits bei der Aufnahme von Wasserdampf Wärme frei, die für das Heizsystem genutzt werden kann. Auch hier ist der technische Prozess komplizierter als bei einer elektrisch betriebenen Wärmepumpe. 

Im ersten Schritt wird herkömmliches Wasser über einen Verdampfer geführt, um die thermische Energie der Umweltquellen aufzunehmen. Durch einen niedrigen System-Druck wechselt es seinen Aggregatzustand bereits bei sehr geringen Temperaturen und wird dampfförmig. Der entstehende Wasserdampf wird daraufhin vom Zeolith aufgenommen, wobei bereits ein Teil der Heizwärme freigesetzt wird. In einer zweiten Phase geht es darum, das poröse Material zu regenerieren – also den Wasserdampf auszutreiben. Möglich wird das mit der Wärme eines Gasbrenners.

Der erhitzte Dampf strömt daraufhin zu einem Wärmeübertrager, über den die thermische Energie an das Heizsystem übergeben wird. Das Wasser kühlt ab, wird flüssig und kann dem Prozess dann erneut zugeführt werden. 

Besondere Eigenschaft des Adsorptionsgeräts

Der Vorteil eines Adsorptionsgeräts oder einer Zeolith-Wärmepumpe liegt im einfachen Aufbau. Die Geräte kommen ohne bewegliche Teile aus und sind effizient, wartungsarm sowie langlebig. Außerdem arbeitet sie auf einem besonders niedrigen Druckniveau, weshalb auch Wasser als Kältemittel infrage kommt. Dieses ist ungiftig und belastet die Umwelt bei einem Defekt nicht. Durch den nachgeschalteten Verbrennungsprozess kommt die Gas Wärmepumpe auch mit höheren Vorlauftemperaturen zurecht.

Einsatzgebiet der Gaswärmepumpe nach Adsorptionsprinzip

Sie versorgt am besten Ein- und Zweifamilienhäuser mit Wärme und arbeitet besonders effizient mit Umweltenergie aus der Erde oder der Sonne.

Einsatzgebiete der Gaswärmepumpen allgemein

Eine Gaswärmepumpe arbeitet immer dann besonders effizient, wenn die Temperaturdifferenz zwischen Heizmittel und Umweltenergiequelle niedrig ist. Denn so ist ein geringerer Temperaturhub notwendig und der Brennstoffverbrauch sinkt. Die Technik lohnt sich daher vor allem in modernen oder energetisch sanierten Gebäuden, die mit groß dimensionierten Heizkörpern oder einer Flächenheizung ausgestattet sind. Wird eine Wärmepumpe hingegen in einem unsanierten Altbau mit Heizkörper-System installiert, können die Heizkosten stark ansteigen. Denn wenn die Temperatur der Umweltenergiequelle gleich bleibt, muss der Gasbrenner dementsprechend mehr leisten um höhere Vorlauftemperaturen erreichen zu können.

Heizung.de Autor Alexander Rosenkranz
Fazit von Alexander Rosenkranz
Die Gaswärmepumpe ist eine interessante Alternative zu einer konventionellen Wärmepumpe. Sie verzichtet auf teuren Strom und ist durch effiziente technische Prozesse oft auch wartungsärmer. Ihr Einsatz lohnt sich vor allem in modernen oder energetisch sanierten Gebäuden.
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