Dies & Das

Teil 1 — Warum sie vielleicht viel besser funktionieren kann, als sie es gerade tut

Nachtabsenkung

Außerdem betreibe ich eine Nachtabsenkung. Der Hintergrund ist der gleiche, wie bei der Warmwasserbereitung: Tagsüber zu heizen ist einfach günstiger.

Was ist eigentlich eine Wärmepumpe und wie funktioniert sie?

Jetzt wird es etwas technischer. Aber ich versuche, es allgemeinverständlich zu halten und etwas zu vereinfachen.

Eine Wärmepumpe ist im Grund nichts anderes, als ein umgekehrter Kühlschrank. Die Wohnung ist quasi die Außenwelt des Kühlschranks und die Umgebung des Hauses ist das innere des Kühlschranks. Wenn ein Kühlschrank läuft, “pumpt” er Wärme(-energie) aus dem Inneren des Kühlschranks nach außen. Drinnen sind es irgendwas um die 6 °C bzw. -18°C im Gefrierfach und auf der Rückseite wird der Kühlschrank warm – das ist die Wärme von innen, die nach außen transportiert wurde.

Nichts anderes macht eine Wärmepumpe. Sie entzieht der Luft auf der Straße oder im Garten Wärmeenergie und pumpt diese ins Innere des Hauses.

Technisch funktioniert das, indem ein Stoff (Kühlmittel) seinen Aggregatszustand (flüssig<–>gasförmig) bei einem bestimmten Druck (und Temperatur) ändert. Dieses Kühlmittel wird über eine Leitung nach außen gepumpt und dabei der Druck abgesenkt. Das führt dazu, dass sich das Kühlmittel ausdehnen will (verdampfen). Das benötigt Energie, die aus der Umgebung (die Luft außerhalb des Hauses) entzogen wird. Danach wird das Kühlmittel wieder ins Haus gepumpt und dort wieder komprimiert. Dabei gibt das Kühlmittel die außen aufgenommene Energie wieder ab und wir bekommen Wärme quasi “geschenkt”. Das funktioniert so gut, dass wir bei einer kWh Strom, die wir in den Prozess (vor allem den Verdichter) stecken, 3-5 kWh Wärmeenergie herausbekommen. Nein, das ist kein perpetuum mobile, denn wir erzeugen die Energie ja nicht aus dem Nichts, sondern entziehen sie der Umgebung. Vor unserem Haus wird es kälter. Wir haben die Energie also nur von draußen nach drinnen bewegt.

Damit sind wir beim wichtigsten Teil der Wärmepumpe – dem Verdichter.

Takten – das Damoklesschwert der Wärmepumpe.

Unter “takten” versteht man das ein- und ausschalten des Verdichters. Die Wärmepumpe läuft ja nicht dauerhaft, sondern nur dann, wenn wir tatsächlich Wärmpe benötigen. Entsprechend schaltet sich der Verdichter ein- und wieder aus – ein Takt.

Die Lebenserwartung eines Verdichters wird in erster Linie von der Anzahl der Takte bestimmt. Je häufiger ein- und wieder ausgeschaltet wird, desto schneller altert er, Dauerbetrieb ist gar kein Problem. Dafür ist er gebaut.

Was wir also wollen, sind möglichst wenige Takte.

Das erreichen wir, indem wir: 1. Möglichst lange Heizzyklen erzwingen. 2. Eine Wärmepumpe einsetzen, die ihre Leistung modulieren kann.

Der erste Punkt klingt einfacher, als er in der Realität ist. Hier spielt die Dimensionierung der Wärmepumpe eine entscheidende Rolle. Viel hilft nicht viel! Wenn die Wärmepumpe zu groß ausgelegt ist, liefert sie zwar schnell viel Wärme – aber wird sie u.U. nicht los. Die Wärme muss ja erstmal übertragen werden (auf den Heizkreislauf) und in den Zimmern abgegeben werden. Das dauert. Wenn die Wärmepumpe zu groß ausgelegt ist, erreicht sie recht schnell den Zeitpunkt, zu dem das Kühlmittel bzw. die Vorlauftemperatur die Höchsttemperatur erreicht haben – und dann muss der Verdichter abschalten, damit die Kiste nicht überhitzt. Ein Takt mehr.

Das Gegenteil ist eine Wärmepumpe, die zu klein dimensioniert ist. Die läuft dann im Winter 24/7 – aber liefert nicht genügend Wärme, weil der Bedarf zu groß ist. Was passiert dann? Der Heizstab springt an! Konsequenz: Der Stromverbrauch geht durch die Decke.

Es ist also enorm wichtig, dass vor der Anschaffung einer Wärmepumpe der Heizbedarf korrekt ermittelt wird. Gute Heizungsbauer können das.

Übers Jahr haben wir aber schwankende Temperaturen. Ok, im Sommer brauchen wir die Wärmepumpe gar nicht zum Heizen, sondern nur für das Warmwasser. Aber in der Übergangszeit (Frühjahr/Herbst) brauchen wir deutlich weniger Heizenergie als im knackigen Winter.

Gute Wärmepumpen haben dafür einen Trick auf Lager: Modulierung Dabei läuft der Verdichter mit reduzierter Leistung und stellt entsprechend nicht die volle Wärmemenge zur Verfügung. Entsprechend laufen wir nicht so schnell Gefahr, dass uns im Frühjahr oder Herbst der Tod durch permanentes Takten ereilt.

Das Ziel sollte es sein, in einem einstelligen Taktbereich pro Tag zu bleiben. Unsere Wärmepumpe läuft seit meiner letzten Optimierung im Mai mit durchschnittlich 4-7 Takten pro Tag. Als wir eingezogen sind und bevor ich mit den Optimierungen begonnen habe, lag die Wärmepumpe bei >60 Takten am Tag. Sie hat also permanent ein- und ausgeschaltet. Das ist natürlich eine absolut Extremsituation. Aber wenn der Heizungsbauer keine Ahnung hat, dann kann so etwas passieren.

Teil 3 – Praxis Teil 4 – Klimatisierung Teil 5 – Steuerung und Bedienung Teil 6 – Photovoltaik, Effizien und Kosten