Entwicklung und Projektierung Geothermie und Wärmepumpen

Wärmepumpen und Geothermie sind die Schlüsseltechnologien der Wärmewende in Deutschland und Europa. Kein anderes Heizsystem kann fossile Wärmeerzeuger in Neubau und Bestand so breit und so effizient ersetzen wie erdgekoppelte Wärmepumpensysteme — von der Einzelhauswärmepumpe mit Erdkollektor bis zum Quartierswärmenetz mit Tiefengeothermie-Einspeisung. Diese Weiterbildung vermittelt das technische und planerische Rüstzeug für die Entwicklung, Projektierung und Bewertung solcher Anlagen. Der Fokus liegt auf dem physikalisch-technischen Verständnis thermodynamischer Prozesse, den spezifischen Technologieeigenschaften unterschiedlicher Wärmepumpentypen und Geothermieformen sowie den aktuellen Markt- und Politikentwicklungen, die die Nachfrage und die wirtschaftlichen Rahmenbedingungen bestimmen. Wärmepumpenplanung wird hier nicht als Produktkatalog vermittelt, sondern als ingenieurtechnische Disziplin mit messbaren Kennzahlen (COP, JAZ, spezifische Entzugsleistung) und systematischen Planungsschritten.

Thermodynamische Grundlagen und Wärmepumpentechnik Der Einstieg in die Wärmepumpentechnik beginnt bei der Physik. Das Modul erklärt den Kälteprozess, auf dem jede Wärmepumpe beruht, von Verdampfung über Verdichtung und Verflüssigung bis zur Expansion — und leitet daraus die praktischen Leistungsmerkmale ab.

• Thermodynamischer Kreisprozess der Kompressionswärmepumpe
• Kältemittel: R32, R290, R410A, natürliche Alternativen und F-Gase-Verordnung
• COP und JAZ als Leistungskennzahlen: Berechnung, Norm und Praxiswert
• Wärmepumpentypen nach Wärmequelle und Wärmeabgabe (Luft-Wasser, Sole-Wasser, Wasser-Wasser)
• Invertertechnik und Teillastbetrieb: Dimensionierungsstrategien
• Heizungssystemtemperaturen und deren Einfluss auf die Jahresarbeitszahl

Geothermie: Grundlagen, Erschließung und Systemtechnik Geothermie bezeichnet die Nutzung der im Erdreich gespeicherten Wärme — von oberfächennahen Kollektoren bis zu hydrothermalen Tiefenbohrungen. Dieses Modul behandelt die geologischen, hydraulischen und thermischen Grundlagen der Erdwärmenutzung und ihre technische Erschließung.

• Geothermische Wärmestromdichte und geologische Randbedingungen in Deutschland
• Oberflächennahe Geothermie: Erdwärmekollektoren, Erdwärmesonden (EWS), Energiepfähle
• Tiefe Geothermie: hydrothermale und petrothermale Systeme, Erschließungsverfahren
• Dimensionierung von EWS-Feldern nach VDI 4640 Teil 2
• Grundwasserwärmepumpen: hydrogeologische Anforderungen, Brunnenbau, Wiedereinleitung
• Bohrrechtliche und wasserrechtliche Genehmigungsanforderungen

Latentwärmespeicher, Eisspeicher und Systemintegration Moderne Wärmepumpenanlagen sind selten Einzelanlagen — sie sind Teil eines energetischen Gesamtsystems mit Speichern, Reservesystemen und Erzeugungsverbünden. Dieses Modul behandelt die wichtigsten Systemkomponenten und ihre Integration.

• Funktionsprinzip des Latenwärmespeichers und Phasenwechselmaterialien (PCM)
• Eisspeicher als solare Wärmequelle: Prinzip, Dimensionierung, hydraulische Einbindung
• Pufferspeicher und Schichtenspeicher für Wärmepumpenanlagen
• Hybridheizsysteme: Wärmepumpe + Spitzenlastkessel, Solarwärme, Photovoltaik
• Wärmenetze: Anergienetze und Niedertemperaturnetze als Wärmequellenverbund
• Monitoring und hydraulischer Abgleich im laufenden Betrieb

Markt, Politik und Wirtschaftlichkeit Die rasante Marktentwicklung der Wärmepumpen und die Förderlandschaft für Geothermie sind maßgebliche Faktoren für Investitionsentscheidungen. Dieses Modul vermittelt Orientierung im politischen Rahmen und in der wirtschaftlichen Bewertung.

• Marktentwicklung Wärmepumpen in Deutschland und Europa (Installationszahlen, Hersteller)
• Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG) und Fördertatbestände für Wärmepumpen
• Geothermiegesetz und Beschleunigungsgesetz für Erneuerbare Energien
• Wirtschaftlichkeitsrechnung: Investition, Betriebskosten, Amortisation, Vergleich Gasheizung
• Politische Rahmenbedingungen der Wärmewende: Wärmeplanungsgesetz, GEG 2024

Praxisblock

• Dimensionierung einer Sole-Wasser-Wärmepumpe für ein EFH anhand von Heizlastberechnung
• Auslegung eines EWS-Feldes nach VDI 4640 mit spezifischer Entzugsleistung und Sondenlänge
• Berechnung der JAZ einer Wärmepumpenanlage unter verschiedenen Witterungsszenarien
• Systemschema einer Wärmepumpenanlage mit Eisspeicher und Solarthermie erstellen
• Wirtschaftlichkeitsvergleich: Gasbrennwert vs. Luft-Wasser-Wärmepumpe für Bestandsgebäude
• Genehmigungsanforderungen für eine Grundwasserwärmepumpe recherchieren und zusammenfassen
• Analyse eines Marktberichts zu Wärmepumpeninstallationen und Kältemittelfragen
• Einordnung eines Tiefengeothermie-Projekts (z. B. München) in die technischen und politischen Rahmenbedingungen
• Prüfung eines Systemschemas auf typische hydraulische Fehler
• Kurzpräsentation einer eigenen Projektidee für eine Wärmepumpenanlage (Standort, Wärmequelle, Dimensionierung)
• Diskussion von Planungsfehlern anhand realer Schadensfälle aus der Praxis
• Bewertung eines Förderbescheids auf Vollständigkeit der Anforderungen

Praxisübungen und Fallanalysen bilden den Kern dieser Weiterbildung — Planung und Projektierung lernt man nicht durch Lesen, sondern durch Rechnen und Entscheiden.

Diese Weiterbildung richtet sich an Fachleute mit technischem Fundament, die Wärmepumpen- und Geothermieplanung als eigenständigen Kompetenzbereich aufbauen oder vertiefen möchten.

• Ingenieurinnen und Ingenieure aus Maschinenbau, Verfahrenstechnik, Gebäudetechnik
• Fachkräfte aus der Energieberatung, die Heizsystemplanung vertiefen möchten
• Techniker:innen und Meister:innen aus dem SHK-Handwerk, die Planungsaufgaben übernehmen
• Wirtschaftsingenieure mit Interesse an erneuerbarer Energietechnik
• Quereinsteiger mit technischer Vorbildung aus angrenzenden Bereichen wie Elektrotechnik oder Kältetechnik

Die Weiterbildung verbindet physikalisch-technische Theorie mit konkreten Dimensionierungsaufgaben. Lehrvorträge zur Thermodynamik, Geologie und Systemtechnik werden durch systematische Rechenübungen ergänzt, in denen die Teilnehmenden Wärmepumpenanlagen selbst auslegen. Fallanalysen aus der Planungspraxis — inklusive Fehleranalysen realer Schäden — schärfen das Verständnis für Systemgrenzen und Risiken. Marktdaten und Förderdokumente werden im Unterricht direkt ausgewertet.

Der Kurs ist auf eine intensive Qualifikationsphase ausgelegt, in der sowohl thermodynamische Grundlagen als auch Projektierungsmethodik in kompakter Form vermittelt werden. Anbieter bieten die Qualifikation in unterschiedlichen Formaten an — von Vollzeit-Intensivkursen bis zu berufsbegleitenden Modulreihen. Die Gesamtstundenzahl orientiert sich an der Tiefe der technischen Materie.

Der Abschluss umfasst ein trägerinternes Zertifikat oder eine qualifizierte Teilnahmebescheinigung, die den erfolgreich absolvierten Kursinhalt dokumentiert. Staatlich anerkannte Abschlüsse werden nicht vergeben. Das Zertifikat kann zusammen mit dem Berufsabschluss gegenüber Arbeitgebern und Auftraggebern als Nachweis der fachlichen Spezialisierung auf Geothermie und Wärmepumpenplanung eingesetzt werden.

Wärmepumpen sind der wichtigste Einzelbaustein der deutschen Wärmewende. Mit dem Wärmeplanungsgesetz, dem GEG 2024 und massiven Förderprogrammen des Bundes hat die Nachfrage nach qualifizierten Planungsfachleuten in den letzten Jahren erheblich zugenommen — und der Mangel ist spürbar. Wer in der Lage ist, Wärmepumpenanlagen und Geothermiesysteme professionell zu planen, zu dimensionieren und in Gesamtsysteme zu integrieren, gehört zu einer gesuchten Fachkräftegruppe, die auf Jahre hinaus gut ausgelastet sein wird. Die Verbindung aus Physik, Systemtechnik und Marktkenntnis macht diese Qualifikation besonders wertvoll für alle, die nicht nur Produkte verkaufen, sondern echte Planungsverantwortung übernehmen wollen — sei es im Ingenieurbüro, bei Energiedienstleistern, in Kommunen, die ihre Wärmeversorgung transformieren, oder im SHK-Handwerk, das zunehmend auf Planungsleistungen ausgeweitet wird. Darüber hinaus bildet die Qualifikation eine solide Basis für weiterführende Spezialisierungen in der Tiefengeothermie, im Contracting oder in der Quartierswärmeplanung — allesamt Felder, die in der wachsenden Wärmewendebranche strukturell an Bedeutung gewinnen.