Wärmepumpen arbeiten im realen Einsatz oft nicht so gut wie gedacht, denn häufig mangelt es an der richtigen Einstellung. Das ist das Ergebnis einer Feldstudie der ETH Zürich. Neue Kontrollsysteme und klare Standards könnten die Effizienz jedoch deutlich verbessern.
Wärmepumpen gelten als Schlüsseltechnologie für eine klimafreundliche Wärmeversorgung. Denn sie nutzen die Wärme aus Luft, Wasser oder Erde, um beispielsweise Wohnräume zu beheizen. Wird der benötigte Strom zusätzlich aus erneuerbaren Energien gewonnen, können Emissionen im Gebäudesektor erheblich reduziert werden.
Da es durch den Einsatz der Technologie zu einem erhöhten Strombedarf kommt, können Wärmepumpen allerdings nur klimafreundlich arbeiten, wenn ihre Energieeffizienz stimmt. Forscher der ETH Zürich haben genau diese untersucht und dabei zahlreiche Mängel aufgedeckt.
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Wie effizient sind Wärmepumpen wirklich?
Für ihre Untersuchung haben die Forscher über einen Zeitraum von zwei Jahren die Echtzeitdaten von 1.023 Wärmepumpen untersucht. In zehn europäischen Ländern fanden die Untersuchungen statt, darunter unter anderem Deutschland, Schweden, Dänemark, Frankreich und Grossbritannien.
Trotz signifikanter Unterschiede bei den Anlagen konnten die Forscher bei jeder sechsten Wärmepumpe ein Mangel bei der Effizienz feststellen. Das wiederum ist äußerst problematisch, da ein effizienter Betrieb durch den erhöhten Strombedarf von Wärmepumpen enorm wichtig ist. Diese wiederum lässt sich unmittelbar an den Stromkosten ablesen.
Problematisch ist laut den Forschern auch, dass für viele Besitzer oft nicht ersichtlich ist, ob ihre Anlagen richtig eingestellt sind oder nicht. So kann es zu erheblichen Energieverlusten kommen.
Mit ihrer groß angelegten Feldstudie wollten sie deshalb ein System entwickeln, um Wärmepumpen standardisiert miteinander vergleichen zu können. Dieses soll unabhängig von Hersteller und Gebäude, in dem die Anlage installiert ist, greifen.
Forscher entdecken erhebliche Energieverluste
„Unsere Ergebnisse können allgemein ausgelegt werden, weil die erhobenen Daten und Algorithmen ausschliesslich auf physikalischen Messwerten wie der Vorlauftemperatur oder dem Energieverbrauch basieren“, erklärt Tobias Brudermüller, einer der Hauptautoren der Studie.
Während des Beobachtungszeitraums konnten die Forscher erhebliche Leistungsunterschiede feststellen. 17 Prozent der untersuchten Luftwärmepumpen unterschritten die europäischen Effizienzstandards.
Die Anlagen mit dem niedrigsten Wirkungsgrad lagen zum Teil um das Zwei- bis Dreifache unter denjenigen mit dem höchsten Wirkungsgrad.
Allerdings ließe sich die Effizienz durch die Optimierung von Heizkurveneinstellungen bei vielen Anlagen steigern. Auch eine optimale Berechnung vorab sei hilfreich, denn laut den Forschungsergebnissen war jede zehnte Anlage überdimensioniert. Eine leistungsschwächere Anlage hätte bei den jeweiligen Gebäudebedingungen ausgereicht, was wiederum den Stromverbrauch senken würde.
Wie lässt sich die Effizienz von Wärmepumpen steigern?
Für eine Effizienzsteigerung von Wärmepumpenanlagen empfehlen die Forscher eine möglichst niedrige und konstante Vorlauftemperatur. Diese sollte je nach Gebäude zwischen 35 und 55 Grad Celsius liegen.
Auch die Jahresarbeitszahl können Besitzer im Blick behalten. Denn ein gutes Verhältnis von Stromverbrauch und erzeugter Wärme lasse sich an einer Jahresarbeitszahl über drei ablesen. Diese findet sich meist am Steuerungsgerät der Wärmepumpe.
Auch übermäßig häufiges An- und Abschalten der Anlage könne ein Anzeichen für einen Effizienzverlust sein. Denn ein gleichmäßiger Betrieb weise auch auf eine gute Abstimmung hin.
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