Eine Luft-Wasser-Wärmepumpe, die in einem gut isolierten Haus installiert ist, kann die Heizkosten um die Hälfte oder sogar um das Dreifache senken. Vor Ort variieren die Ergebnisse jedoch stark von einem Wohnhaus zum anderen. Die von ADEME/Enertech durchgeführte Studie an 100 Einfamilienhäusern in Frankreich hat einen durchschnittlichen tatsächlichen SCOP von 2,9 gemessen, während die Herstellerkataloge oft deutlich höhere Werte anzeigen.
Die Diskrepanz zwischen Versprechen und Realität liegt selten an der Maschine selbst: Sie zeigt sich in den Einstellungen, der Dimensionierung und der Wahl der Wärmeübertrager.
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Vorlauftemperatur des Wassers: die Einstellung, die die meisten Anlagen vernachlässigen
Wenn man bei einer unterdurchschnittlich arbeitenden Luft/Wasser-Wärmepumpe eingreift, ist der erste zu überprüfende Parameter die Vorlauftemperatur des Heizwassers. Carrier empfiehlt, 50 bis 55 °C nicht zu überschreiten. Wolf weist darauf hin, dass eine Senke von 5 °C bei der Vorlauftemperatur die saisonale Leistung messbar verbessert.
In der Praxis werden viele Anlagen mit einer zu hoch eingestellten Heizkurve geliefert, manchmal aus Vorsicht, manchmal weil die Wärmeübertrager nicht angepasst wurden. Man hat es dann mit einer Wärmepumpe zu tun, die bei 60 oder 65 °C läuft, um alte Hochtemperaturheizkörper zu versorgen, was den COP auf Werte reduziert, die nahe an denen einer klassischen Elektroheizung liegen.
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Um die Heizung durch Aérothermie zu optimieren, ist es prioritär, diese Vorlauftemperatur so weit wie möglich zu senken, je nachdem, was das Emissionssystem zulässt. Das erfordert manchmal den Austausch einiger unterdimensionierter Heizkörper oder die Installation einer Fußbodenheizung in den Haupträumen. Der Gewinn an Effizienz kompensiert die Investition bei Weitem.
Die Heizkurve, ein oft schlecht konfiguriertes Parameter
Die Heizkurve ist die Kurve, die automatisch die Vorlauftemperatur in Abhängigkeit von der Außentemperatur anpasst. Eine zu konservative Einstellung zwingt die Wärmepumpe dazu, das Wasser bei mildem Wetter mehr zu heizen als nötig. Eine Korrektur dieser Kurve, manchmal nur um einige Grad, verändert den Verbrauch über eine ganze Saison erheblich.
Niedertemperaturwärmeübertrager und Gebäudehülle: was wirklich die Effizienz einer Wärmepumpe bestimmt
Eine leistungsfähige Wärmepumpe hängt ebenso von der Gebäudehülle und den Wärmeübertragern ab wie von der Maschine selbst. Mehrere Referenzquellen stimmen in diesem Punkt überein: ohne kompatible Niedertemperaturwärmeübertrager kann die Wärmepumpe nicht in ihrem optimalen Leistungsbereich arbeiten.
Die Fußbodenheizung ist der ideale Wärmeübertrager. Sie arbeitet mit Wasser bei 30-35 °C, was einen hohen COP unabhängig von der Saison aufrechterhält. Niedertemperaturheizkörper sind eine gute Alternative, vorausgesetzt, sie sind korrekt dimensioniert für die zu beheizende Fläche.
- Fußbodenheizung: niedrigste Vorlauftemperatur, beste saisonale Effizienz, thermische Trägheit, die die Wiederanläufe glättet
- Niedertemperaturheizkörper: kompatibel mit einer Wärmepumpe, wenn ihre Austauschfläche ausreichend für die erforderliche Leistung jedes Raumes ist
- Hochtemperaturheizkörper (alte Modelle): zwingen die Wärmepumpe, über 55 °C zu gehen, was den COP stark verschlechtert
- Wärmedämmung: die Reduzierung der Wärmeverluste des Gebäudes verringert die erforderliche Leistung und ermöglicht den Betrieb bei niedrigeren Temperaturen
Bevor man die Wärmepumpe gegen ein leistungsstärkeres Modell austauscht, ist es oft sinnvoll, in die Dämmung des Dachbodens oder den Austausch der Fenster zu investieren. Eine leistungsfähige Hülle reduziert den Leistungsbedarf und ermöglicht niedrigere Temperaturregime.
Hydraulischer Abgleich: die unsichtbare Ursache für Unterleistungen
Die ADEME hebt hervor, dass nicht alle Anlagen ihre theoretischen Leistungen erreichen. Zu den vor Ort identifizierten Ursachen gehört der hydraulische Abgleich, ein Faktor, der von Installateuren und Nutzern oft unterschätzt wird.
Ein schlecht abgeglichener Kreislauf verteilt zu viel Durchfluss in bestimmten Schleifen und zu wenig in anderen. Das Ergebnis: überhitzte Räume, andere kalte, und eine Wärmepumpe, die durch Erhöhung ihrer Vorlauftemperatur kompensiert. Der Gesamtertrag sinkt, ohne dass jemand versteht, warum.
Überprüfen der Durchflüsse, bevor man nach einem Materialfehler sucht
Feldprofis bestehen mittlerweile darauf, die Durchflüsse, die Trägheit des Systems und die Steuerungslogik zu überprüfen, bevor sie einen Komponentenwechsel in Betracht ziehen. Ein einfacher hydraulischer Abgleich der Thermostatventile oder der Einstell-T-Stücke kann ausreichen, um den erwarteten COP wiederherzustellen.
Die Rückmeldungen variieren in diesem Punkt je nach Komplexität der Anlage, aber in einem Haus mit mehreren Kreisläufen (gemischte Heizkörper und Fußbodenheizung) sollte der hydraulische Abgleich nach der Inbetriebnahme systematisch erfolgen.
Dimensionierung der Luft-Wasser-Wärmepumpe: weder zu viel noch zu wenig
Eine Überdimensionierung ist ebenso nachteilig wie eine Unterdimensionierung. Eine überdimensionierte Wärmepumpe hat kurze Zyklen, was den Kompressor abnutzt und den Ertrag verschlechtert. Eine unterdimensionierte Wärmepumpe beansprucht ständig ihren elektrischen Zusatzheizer, was den Verbrauch in die Höhe treibt.
Die Leistungsberechnung muss auf einer thermischen Studie des Gebäudes basieren, nicht auf einer schnellen Schätzung der Wohnfläche. Die tatsächlichen Wärmeverluste hängen von der Dämmung, der Ausrichtung, dem Volumen der Räume und dem lokalen Klima ab.
- Vorherige thermische Studie: das einzige zuverlässige Mittel zur Bestimmung der erforderlichen Leistung unter Berücksichtigung der solaren Gewinne und der tatsächlichen Wärmeverluste
- Wahl des Temperaturregimes: eine Wärmepumpe, die für den Betrieb bei 35 °C Vorlauf dimensioniert ist, wird einen besseren SCOP haben als eine Wärmepumpe, die für 55 °C kalibriert ist
- Berücksichtigung des lokalen Klimas: In mediterranen Zonen sind die Heizbedarfe sehr unterschiedlich von einem kontinentalen Klima, was die Dimensionierung und Rentabilität beeinflusst
Der durchschnittliche tatsächliche SCOP von 2,9, der in der ADEME-Studie gemessen wurde, zeigt, dass ein Drittel der Anlagen leistungsfähiger sein könnte. Die richtige Dimensionierung und feine Einstellungen sind wichtiger als die Marke oder der Preis der Wärmepumpe. Eine gut kalibrierte Anlage mit passenden Wärmeübertragern und sorgfältigem hydraulischen Abgleich bleibt der beste Hebel, um langfristig von der Aérothermie zu profitieren.