Von der Gas-Etagenheizung zur Propan-Wärmepumpe

Mehr als die Hälfte der Wohnungen in Deutschland befinden sich derzeit in Mehrfamilienhäusern; rund 19 % davon werden dezentral mit Raumwärme und Brauchwarmwasser versorgt. Für diese Wohnungen ist der Umstieg auf klimafreundliches Heizen seit 2024 verpflichtend und wird schrittweise umgesetzt. Wärmepumpen sind eine etablierte Lösung zur Dekarbonisierung der Wärmeversorgung, sowohl für die Raumheizung als auch für die Warmwasserbereitung im Gebäudesektor. Herausfordernd für den Einsatz von Wärmepumpen-Etagenlösungen im Mehrfamilienhaus-Bestand sind neben der Wirtschaftlichkeit auch die begrenzte Wärmequellenverfügbarkeit in dicht bebauten Stadtgebieten, die eingeschränkte Platzverfügbarkeit in den Wohnungen sowie die mögliche Überlastung des Stromnetzes. Die vorliegende Studie präsentiert eine vergleichende und multikriterielle Analyse der Potenziale unterschiedlicher Wärmepumpen-Etagenlösungen für Raumheizung und Warmwasserbereitung unter Verwendung des natürlichen Kältemittels Propan (R-290), das ein geringes Treibhauspotenzial aufweist. Die Wärmepumpensysteme werden in der Simulationsumgebung Modelica/Dymola modelliert und für Gebäude mit unterschiedlichen Sanierungszuständen sowie Haushaltsgrößen simuliert. Auf dieser Basis wird der Einfluss der Speicherkapazität von Wasser- oder Latentwärmespeichern auf die Energieeffizienz, die Schaltzyklenzahl der Wärmepumpen sowie die elektrischen Leistungsspitzen untersucht. Zudem werden deren Optimierungspotenziale durch Anpassungen der Regelungstechnik anhand dynamischer Simulationen ermittelt. Die Ergebnisse dieser Studie verdeutlichen die technische Machbarkeit der Umrüstung von Gas-Etagenheizungen auf Propan-Wärmepumpenlösungen und liefern Erkenntnisse für die Planung und Installation von Wärmepumpen-Etagenheizung im Mehrfamilienhaus-Bestand.