Wohngebäude effizient heizen: S-Klima setzt auf R290-Monoblock und dezentrale Luft-Luft-Systeme im Altbau

Die Modernisierung der Wärmeversorgung in Ein- und Mehrfamilienhäusern steht im Herbst 2026 vor klaren regulatorischen und wirtschaftlichen Weichenstellungen. Mit den verschärften Vorgaben des Gebäudeenergiegesetzes (GEG), den Quotenregelungen der europäischen F-Gase-Verordnung bezüglich Kältemitteln mit hohem Treibhauspotenzial sowie den Zuschüssen der Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG) verlangt der Markt nach Lösungen, die hohe Vorlauftemperaturen im Bestand bereitstellen und gleichzeitig niedrige Betriebskosten sichern. Vor diesem Hintergrund positioniert der deutsche Klimatechnik-Spezialist S-Klima verstärkt ein zweigliedriges Sanierungskonzept: Natürliche Kältemittel wie Propan (R290) in geschlossenen Außenkreisläufen für die wasserführende Zentralheizung und hocheffiziente Luft-Luft-Wärmepumpen auf Inverter-Basis für dezentrale Spitzenlastabdeckung.

Thermodynamische Grundlagen: Carnot-Prozess, Temperaturhub und Kältemittelwahl

Jede Kompressionswärmepumpe basiert auf dem linkslaufenden thermodynamischen Kreisprozess. Entscheidend für die Effizienz – messbar über den Coefficient of Performance (COP) nach DIN EN 14511 sowie die Jahresarbeitszahl (JAZ) nach VDI 4650 – ist die Differenz zwischen der Verdampfungstemperatur $T_0$ an der Wärmequelle (Außenluft) und der Verflüssigungstemperatur $T_c$ im Heizkreis. Nach dem theoretischen Carnot-Gütegrad gilt: $$\text{COP}_{\text{Carnot}} = \frac{T_c}{T_c - T_0}$$ Je geringer der Temperaturhub $\Delta T = T_c - T_0$, desto geringer ist die Verdichterarbeit und desto höher fällt die Leistungszahl aus.

Im unrenovierten Wohngebäudebestand treffen Planer häufig auf statische Radiatoren, die bei der Norm-Auslegungstemperatur Vorlauftemperaturen von 55 °C bis 65 °C verlangen. Das natürliche Kältemittel Propan (R290, GWP 3) bietet hier thermodynamische Vorteile: Aufgrund seiner steilen Dampfdruckkurve, günstiger kritischer Daten ($T_{\text{krit}} \approx 96,7,^\circ\text{C}$, $p_{\text{krit}} \approx 42,5,\text{bar}$) und einer hohen spezifischen Verdampfungsenthalpie erlaubt R290 hohe Heißgastemperaturen bei moderaten Druckverhältnissen am Rollkolben- bzw. Scrollverdichter. Dadurch lassen sich Vorlauftemperaturen bis 70 °C ohne elektrischen Zusatzheizer realisieren, während das Kältemittel vollständig in der hermetisch dichten Außeneinheit verbleibt. Dadurch werden Sicherheitsanforderungen der DIN EN 378 im Gebäudeinneren unkompliziert eingehalten.

Hydraulische Einbindung im Bestand: Entkopplung, Volumenströme und Abtauenergie

Ein Hauptproblem bei der Umstellung von Bestandsbauten von fossilen Kesseln auf Wärmepumpen ist die Hydraulik. Konventionelle Gas- oder Ölheizungen arbeiteten typischerweise mit hohen Temperaturspreizungen (z. B. $75/60,^\circ\text{C}$, $\Delta T = 15,\text{K}$) und geringen Massenströmen. Inverter-Wärmepumpen hingegen benötigen für einen optimalen Wärmeübergang am Plattenwärmetauscher (Kondensator) eine geringe Spreizung von 5 bis 7 K, was den erforderlichen Nennvolumenstrom bei gleicher Heizleistung mehr als verdoppelt: $$\dot{V} = \frac{\dot{Q}}{\rho \cdot c_p \cdot \Delta T}$$

Mindestvolumenstrom und Reihenpufferspeicher

Um Strömungsgeräusche an bestehenden Thermostatventilen zu vermeiden und ein Takten des Inverter-Verdichters in der Übergangszeit zu verhindern, setzt S-Klima auf hydraulische Konzepte mit Reihenpufferspeichern im Rücklauf inklusive eines differenzdrucklosen Überströmventils oder auf parallel geschaltete Trennpufferspeicher. Letztere entkoppeln den Erzeugerkreis vollständig vom Verbraucherkreis. Ein Puffervolumen von mindestens 20 bis 30 Litern pro Kilowatt Heizleistung stellt zudem sicher, dass während der periodischen Kreislaufumkehr zur Heißgasabtauung bei feuchtkalter Witterung (Außentemperaturen zwischen -2 °C und +5 °C) genügend thermische Energie aus dem Puffer entzogen werden kann, ohne die Wohnräume spürbar abzukühlen.

Warmwasserbereitung und Legionellenprävention

Für die Trinkwassererwärmung im Mehrfamilienhaus schreibt das DVGW-Arbeitsblatt W 551 strikte Temperaturregeln vor (mindestens 60 °C Speicheraustrittstemperatur). Hier kommen modulierende R290-Systeme zum Tragen, die im Ladebetrieb über groß dimensionierte Glattrohr- oder externe Plattenwärmetauscher hohe Schüttleistungen erzielen, ohne dass Heizstäbe die Jahresarbeitszahl drastisch verschlechtern.

Kennzahlenvergleich: Heizsysteme im Altbau-Szenario

Zur Veranschaulichung der Effizienzwerte und Betriebsparameter dient ein typisches unsaniertes Mehrfamilienhaus (6 Wohneinheiten, 480 m² Wohnfläche, Heizlast 32 kW bei $-10,^\circ\text{C}$ Außentemperatur):

| Parameter / System | R290-Luft-Wasser-Wärmepumpe (Monoblock) | Hybrid: R290 Zentral + Split-Klima dezentral | Konventioneller Gas-Brennwertkessel (Referenz) | | :--- | :--- | :--- | :--- | | Auslegungsvorlauf ($T_V$ bei Norm-Außentemperatur) | 58 °C | 48 °C (abgesenkt) | 65 °C | | Jahresarbeitszahl (JAZ / Nutzungsgrad) | 3,45 | 3,85 (kombiniert) | 0,92 (Hu) | | Saisonale Raumheizungseffizienz ($\eta_s$) | ca. 145 % | ca. 160 % | 88 % | | Kältemittel / GWP | R290 (GWP = 3) | R290 (Außen) / R32 (Innen, GWP = 675) | Entfällt | | Primärenergiebedarf pro Jahr | ca. 18.200 kWh | ca. 16.300 kWh | ca. 55.600 kWh | | Trinkwarmwasser-Erwärmung | Zentral über Frischwasserstation | Zentral über Frischwasserstation | Integrierter Ladespeicher |

Dezentrale Ergänzung: Warum Luft-Luft-Multisplit-Systeme im Altbau punkten

Ergänzend zu wasserführenden Systemen gewinnen direktexpansionierende Luft-Luft-Split-Geräte, wie sie S-Klima über das Mitsubishi Heavy Industries Portfolio (beispielsweise die energieeffiziente ZT- und Diamond-Serie) vertreibt, im Wohnungsbau an Relevanz. Sie dienen nicht nur der sommerlichen Behaglichkeit nach VDI 2078, sondern wirken als hocheffiziente Booster-Heizungen in der Übergangszeit.

Reaktionsschnelligkeit und geringe Trägheit

Radiatoren und Fußbodenheizungen weisen eine thermische Trägheit auf. Luft-Luft-Wärmepumpen mit elektronischen Expansionsventilen (EEV) und bürstenlosen Gleichstrom-Inverterverdichtern bringen die erwärmte Luft über Coandă-Effekt-Luftleitlamellen innerhalb weniger Minuten zirkulierend in den Aufenthaltsbereich. In Räumen mit sporadischer Nutzung (z. B. Home-Office oder Gästezimmer) lässt sich die hydraulische Heizkurve der Zentralheizung absenken, während das Split-Gerät bedarfsgerecht nachheizt. Dies steigert die Gesamtsystemeffizienz (JAZ) des Gebäudes signifikant, da die zentrale R290-Wärmepumpe auf einem um 5 bis 8 Kelvin niedrigeren Temperaturniveau betrieben werden kann.

Schallschutz nach TA Lärm

Im städtischen Geschosswohnungsbau stellt die Aufstellung von Außengeräten strenge Anforderungen an den Immissionsschutz. Gemäß TA Lärm dürfen in reinen Wohngebieten nachts maximal 35 dB(A) am maßgeblichen Immissionsort ankommen. Moderne Außeneinheiten erreichen dies durch bionisch geformte Axialventilatoren, schallentkoppelte Doppel-Rollkolbenkompressoren sowie parametrierbare Nachtabsenkungen im Regelungssystem.

Förderlandschaft und Wirtschaftlichkeit 2026

Im Rahmen der BEG-Einzelmaßnahmen (BEG EM) erhalten Eigentümer beim Tausch alter fossiler Heizungen gegen Wärmepumpen attraktive Förderquoten. Basis ist die Grundförderung von 30 %, ergänzt durch den Geschwindigkeitsbonus von 20 % bei vorzeitigem Austausch sowie den Einkommensbonus. Für Geräte mit natürlichen Kältemitteln wie R290 gewährt der Gesetzgeber einen zusätzlichen Effizienzbonus von 5 Prozentpunkten. Maximal sind bis zu 70 % Zuschuss auf die förderfähigen Kosten möglich. Bedingung ist stets der hydraulische Abgleich nach Verfahren B (VdZ-Bestätigung), die korrekte raumweise Heizlastberechnung nach DIN EN 12831 sowie das Vorhandensein einer netzdienlichen Schnittstelle nach § 14a EnWG.

Fazit und Praxistipp für Fachhandwerk und Eigentümer

Die erfolgreiche Dekarbonisierung des Wohngebäudes erfordert kein starres Festhalten an reinen Ein-System-Lösungen. Durch die Kombination robuster R290-Luft-Wasser-Monoblock-Systeme für Grundlast und Warmwasser mit modulierenden Luft-Luft-Wärmepumpen für Spitzenlast und Klimakomfort bietet S-Klima ein praxiserprobtes Lösungsportfolio für Fachhandwerk und TGA-Planer. Für Handwerksbetriebe und Bauherren, die detaillierte Komponenten, Regelungstechnik oder montagefertige Split- und Wärmepumpensysteme suchen, bietet Klimacorner.de umfassende Fachberatung sowie ein abgestimmtes Sortiment führender Hersteller für Kälte-, Klima- und Wärmepumpentechnik.

Hersteller-Videos und Social Media

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