Erzeugt meine Wärmepumpe zu jeder Jahreszeit genug Wärme?

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Du möchtest klimafreundlich heizen und denkst über den Einbau einer Wärmepumpe nach? Gleichzeitig fragst du dich aber, ob sie zu jeder Jahreszeit genügend Wärme erzeugt, damit du nicht frieren musst? Im Blogbeitrag erkläre ich dir, welche Temperaturen die Wärmepumpe erzeugt und wie sie es schafft, zu jeder Jahreszeit behagliche Temperaturen in deine vier Wände zu bringen.

Welche Temperaturen erzeugt eine Wärmepumpe?

Wärmepumpen wandeln die kostenlos zur Verfügung stehende Energie aus der Umgebung in Heizwärme um. Grundsätzlich werden durch diesen Prozess nicht so hohe Temperaturen für das Heizsystem (die sogenannte Vorlauftemperatur) erzeugt wie etwa bei der Verbrennung von fossilen Brennstoffen: Während eine Ölheizung das Heizwasser beispielsweise auf über 60 Grad Celsius erhitzt, kommt man bei Wärmepumpen hier an die obere Betriebsgrenze. Wärmepumpen arbeiten vor allem dann effektiv, wenn das Gebäude mit moderaten Heizwassertemperaturen bei 30 bis 40 Grad Celsius beheizt werden kann. Ist das ein Problem? Nein, denn auch mit diesen niedrigen Vorlauftemperaturen wird es in deinen vier Wänden schön warm, wenn

Ob dein bestehendes Heizsystem mit den niedrigen Vorlauftemperaturen kompatibel ist, kannst du ganz einfach testen. Die genaue Vorgehensweise habe ich im Blogbeitrag „Gewusst wie: Wärmepumpen nachrüsten“ erklärt.

Wann funktioniert eine Wärmepumpe am besten?

Nicht nur der Heizbedarf deines Hauses spielt eine Rolle für die effiziente Nutzung deiner Wärmepumpe. Ein wichtiger Aspekt ist auch die Temperatur der Energiequelle, die je nach Variante der Wärmepumpe genutzt wird:

  • Erde: Temperatur je nach Tiefe 0 Grad Celsius und mehr
  • Grundwasser: Temperatur 8-12 Grad Celsius
  • Luft: ist abhängig vom Aufstellungsort der Wärmepumpe. Auch bei einer innenaufgestellten Wärmepumpe wird die Außenluft angesaugt. Also liegt der Temperaturbereich der Außenluft zwischen -20 Grad Celsius und 35 Grad Celsius.

Wenn wir hier einfach mal von einer durchschnittlichen Temperatur der unterschiedlichen Energiequellen von 10 Grad Celsius ausgehen, muss diese irgendwie auf ein höheres, zum Heizen nutzbares Temperaturniveau von den eben genannten 30 bis 40 Grad Celsius gebracht werden. Das geschieht innerhalb der Wärmepumpe durch einen Verdampfungs- und Verdichtungsprozess in einem Kältemittelkreislauf. Für diesen wird ein wenig elektrische Hilfsenergie, also Strom, benötigt. Dabei gilt: Je geringer der Temperaturunterschied zwischen Energiequelle und Heiztemperatur in den Räumen, desto weniger Strom wird hier benötigt und desto effizienter arbeitet die Wärmepumpe.

Reicht die Wärmepumpe auch im Winter als alleiniger Wärmeerzeuger?

Egal, ob Frühling, Sommer, Herbst oder Winter – die Temperaturen der Erde und des Grundwassers sind aufgrund der Bohrtiefe über das Jahr relativ konstant. Daher erzeugen Sole/Wasser- und Wasser/Wasser-Wärmepumpen bei Bedarf das gesamte Jahr über sehr effizient Vorlauftemperaturen von 30 bis 40 Grad – auch an kalten Tagen. Sie als alleinigen Wärmeerzeuger zu nutzen, ist also meist kein Problem.

Auch im Winter genügend Heizwärme mit der Außenluft erzeugen

Die beliebteste Wärmepumpe, insbesondere bei der Nachrüstung, ist aber die Luft/Wasser-Wärmepumpe, weil sie sich sehr einfach und ohne Erdbohrungen installieren lässt. Die Luft/Wasser-Wärmepumpe ist abhängig von der Außenluft als Energiequelle. Und deren Temperatur schwankt über das Jahr verteilt und auch tagsüber stark. Im Winter herrschen draußen Minusgrade. Da drängt sich doch die Frage auf, wie daraus Heizwärme erzeugt werden kann. Die Antwort ist ganz einfach: Das verdampfte Kältemittel in der Wärmepumpe muss stärker komprimiert werden, um die Temperatur stärker zu erhöhen. Dafür wiederrum benötigt die Wärmepumpe etwas mehr elektrische Hilfsenergie als an wärmeren Tagen. Da solche Extrem-Temperaturen nur selten und vereinzelt auftreten, fällt der erhöhte Stromverbrauch im Jahresmittel nicht allzu sehr ins Gewicht.

Beispiel: Effizienz bei winterlichen Durchschnittstemperaturen

Laut dem Online-Portal statista lag die Durchschnittstemperatur im Winter 2020/2021 hierzulande bei 1,8 Grad Celsius. Solche Temperaturen sind für Wärmepumpen kein Problem. Das kannst du z. B. am hohen COP-Wert der neuen x-change dynamic pro für den definierten Betriebspunkt A2/W35 ablesen. Das klingt für dich nach Fachchinesisch? Es ist gar nicht so kompliziert, wie es sich anhört:
Der COP-Wert gibt das Verhältnis der abgegebenen Wärmeleistung zur aufgenommenen elektrischen Leistung an. Je höher der Wert, desto weniger Strom wird benötigt. Gemessen wird der Wert für einen definierten Betriebspunkt, der immer mitangegeben wird – in unserem Beispiel A2/W35. A steht dabei für die Lufttemperatur, W für die Vorlauftemperatur. Der hohe COP-Wert von 4,8 der x-change dynamic pro zeigt dir also, dass deine Wärmepumpe auch bei diesen Bedingungen relativ wenig elektrische Hilfsenergie benötigt, um zu heizen. Wenn dein Heizbedarf aufgrund guter Dämmung ohnehin gering ist, du also mit einer Vorlauftemperatur von 35 Grad Celsius gut auskommst, kann die Wärmepumpe ohne Probleme und ohne überhöhte Stromrechnungen als alleiniger Wärmeerzeuger genug Wärme produzieren – auch in älteren Gebäuden.

Für sehr kalte Tage: Wann ist eine Unterstützung der Wärmepumpe sinnvoll?

Gerade in bestehenden Gebäuden kann es aber auch sein, dass die Dämmung oder Wärmeverteilung nicht optimal ist. Das bedeutet, dass deine Heizlast an sehr kalten Tagen stark steigt. Dann brauchst du vielleicht zeitweise höhere Vorlauftemperaturen, um es gemütlich warm zu haben. Hier kann die Wärmepumpe möglicherweise an ihre Grenzen kommen bzw. aufgrund des erhöhten Stromverbrauchs ist ihre Nutzung bei Tiefsttemperaturen dann nicht mehr sinnvoll. Für solche Fälle gibt es die Möglichkeit, dass die Wärmepumpe ab einer bestimmten Außentemperatur unterstützt wird, um Spitzenlasten abzudecken. Und zwar

  • mit einer ebenfalls elektrischen Zusatzheizung – meist ein Heizstab, mit dem die Wärmepumpe zusätzlich ausgestattet ist. Das nennt man dann monoenergetischen Betrieb,
  • oder durch eine andere Heizart, z.B. deine bestehende Öl- oder Gasheizung. Hier spricht man vom bivalenten Betrieb.

Ob deine Wärmepumpe so geplant werden muss, hängt von den gegebenen Voraussetzungen ab, z. B. regionale Durchschnittstemperaturen, Heizbedarf des Hauses, Effizienz der Wärmepumpe etc. Beratung und genaue Berechnungen für deinen konkreten Fall erhältst du vom Fachhandwerker. Er stellt dann gegebenenfalls auch das Zusammenspiel der unterschiedlichen Wärmequellen genau auf deine Bedürfnisse ein.

Herbst und Frühling: Wie sorgt meine Wärmepumpe in den Übergangszeiten für behagliche Wärme?

In den Übergangszeiten Frühling und Herbst hat die Luft/Wasser-Wärmepumpe natürlich ein deutlich leichteres Spiel. Man kann hier durchaus von durchschnittlichen Außentemperaturen von etwa 9 Grad Celsius ausgehen – tagsüber oft wärmer, nachts kühler. Gleichzeitig wird im Herbst und Frühling noch nicht stark geheizt. Somit ist der Unterschied zwischen Temperatur der Energiequelle und der Vorlauftemperatur in diesen Jahreszeiten nicht so groß – optimale Voraussetzungen für die Nutzung der Wärmepumpe. Einzige Herausforderung: Gerade wenn es abends draußen kälter wird, brauchen wir drinnen mehr Wärme. Hier kommen Wärmespeicher ins Spiel. Sie ermöglichen es, Wärme für einen gewissen Zeitraum effizient zu bevorraten. So kann die Heizwärme tagsüber bei wärmeren Außentemperaturen erzeugt und abends abgerufen werden.
Die Wärmespeicher bringen noch einen weiteren Vorteil: Durch die Speicherung der Wärme verhindern diese, dass die Wärmepumpe gerade in den Übergangszeiten (wenn also eine geringe Heizlast benötigt wird) zu oft ein- und ausschaltet (taktet). Dadurch werden Startverluste reduziert und das System arbeitet noch effizienter.

Wärmepumpe im Sommer? Angenehme Kühlung inklusive

Über die gesamte Heizperiode von Herbst und Winter bis zum Frühling kommt deine Wärmepumpe also effizient zum Einsatz. Aber wusstest du, dass du auch im Sommer von deiner Wärmepumpe profitieren kannst? Natürlich nicht von ihrer Heizwärme – sondern von angenehmer Kühlung. Dafür wird der Wärmeerzeugungsprozess quasi umgekehrt. Wie dieser funktioniert, habe ich dir hier erklärt.

Du siehst, eine Wärmepumpe sorgt das ganze Jahr für angenehmes Raumklima. Ob als alleiniger Wärmeerzeuger oder in Kombination mit anderen Heizarten: So trägt sie auf jeden Fall dazu bei, dass du nachhaltiger und mit weniger Emissionen heizt – und angenehme Kühlung ohne Zugluft im Sommer bekommst du inklusive.

 

 

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