Inhaltsverzeichnis

Effizienz und Effektivität von elektrischen Wärmepumpen im realen Betrieb

Kleine Anpassungen – große Wirkung

Abgesehen von den "soften" Einflussfaktoren durch die Verhaltensmuster der Bewohner, kann der Nutzer außerdem durch kleine Veränderungen an den Einstellungen Einfluss auf die Effizienz der Anlage nehmen.

Hier einige Beispiele aus der Praxis:

  • Die Außentemperatur-Abschaltgrenze ist zu hoch eingestellt – das heißt, die Wärmepumpe ist in Betrieb, obwohl es eigentlich gar nicht notwendig ist: die allgemeine Effizienz der Anlage (JAZ) kann dadurch unter Umständen sogar steigen, leider aber unnötigerweise auch der Stromverbrauch.
  • Der Betriebswahlschalter ist nicht korrekt eingestellt: Der Sommer-, Winter- oder Ferienbetriebsmodus wird nicht genutzt.
  • Der Bivalenzpunkt für die Zusatzheizung ist falsch eingestellt, das heißt, der Heizstab springt an, obwohl gar kein Bedarf an zusätzlicher Wärmeleistung besteht.
  • Die Sondertarife für Wärmepumpenstrom werden nicht effektiv genutzt.

Schon in der Planungsphase ist es wichtig, dass der Nutzer sein Heizverhalten gemeinsam mit dem Planer oder Installateur genau bespricht, damit es nicht zu Effizienzverlusten beim Betrieb kommt, wie bei diesen Beispielen:

  • Bei der Auslegung der Fußbodenheizung wurden die Fußbodenbeläge (z. B. Teppich) nicht angegeben. Die Fußbodenheizung ist dann zu gering dimensioniert, die Wärmepumpe muss mehr leisten, damit die gewünschte Raumlufttemperatur erreicht wird und verbraucht entsprechend mehr Antriebsenergie. Hier ist es generell zu empfehlen, die Fußbodenheizung großzügig zu bemessen, zum Beispiel die Rohre mit geringerem Abstand zu verlegen – dies erlaubt eine spätere Absenkung der Vorlauftemperatur und damit eine Steigerung der Effizienz.
  • Die Daten zur Gebäudehülle sind nicht korrekt, wodurch es zu Fehlern bei der Heizlastberechnung und damit bei der Auslegung der Heizungsanlage kommt.

Einstellungen, die in der Regel durch den Installateur vorgenommen werden, können von den Bewohnern nachteilig verändert werden:

  • Heizgrenzen, Heizkurven oder Heizzeiten sind nicht korrekt eingestellt.
  • Die Vor- und Rücklauftemperatur ist nicht auf die Heizflächen abgestimmt.
  • Aktivierung der aktiven Kühlung, obwohl passive Nutzung ausreichend wäre.
  • Die Umschaltung zwischen Heizung und Kühlung ist fehlerhaft programmiert.
  • Die Laufzeiten der Umwälzpumpen sind nicht korrekt eingestellt.
  • Die Systemdrücke und die Kontrolle derselben sind falsch eingestellt.

Einstellungsmodalitäten in Zusammenhang mit der Trinkwassererwärmung sind häufig ein Grund für eine mangelnde Effizienz der Wärmepumpe. Auch hier kann der Nutzer Einfluss nehmen:

  • Die Warmwassersperre ist nicht aktiviert: Es wird in Zeiten mit tiefster Außenlufttemperatur Warmwasser bereitet.
  • Die Zirkulation des Warmwassers ist nicht korrekt eingestellt, zum Beispiel dauerhafter Betrieb in Einfamilien-häusern, eventuell auch während längerer Abwesenheit durch Urlaub.
  • Bei erdgekoppelten Systemen kommen weitere Faktoren hinzu, die allerdings in der Regel eher vom Installateur behoben werden müssen.
  • Die Sole-Ein- und -Austrittstemperatur ist nicht korrekt eingestellt.
  • Die Solekonzentration in den Sonden/Kollektoren ist zu hoch, das falsche Frostschutzmittel wurde verwendet.
  • Im Solekreislauf befindet sich Schmutz oder Luft.

Fazit

Bei optimaler Auslegung und Dimensionierung ist die elektrische Wärmepumpe ein sowohl hocheffizientes als auch effektives Heizungssystem. In Kombination mit der eigenen PV-Anlage auf dem Dach oder mit erneuerbarem Strom sind Wärmepumpenheizsysteme sogar nahezu CO2-frei zu betreiben.

Wie bei allen Heizungssystemen ist bei Wärmepumpenanlagen bei Planung, Auslegung und Dimensionierung be-sondere Sorgfalt geboten. Planungs- und Installationsfehler wirken sich besonders stark auf die Effizienz aus. Auch der Nutzer selbst sollte sich der erhöhten Sensibilität des Systems bewusst sein, damit er die umweltschonende erneuerbare Wärme optimal genießen kann.

Samstag, 15.06.2019

Autoren dieses Artikels

Marek Miara
Koordinator Wärmepumpen Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE
Alexander Sperr
Referent Normung und Technik Bundesverband Wärmepumpe (BWP) e.V.