Einsparpotential Stromverbrauch der Wärmepumpe verringern
Warum benötigt eine Wärmepumpe Strom
Wärmepumpen nutzen elektrischen Strom um Wärme zu gewinnen. Als Wärmequelle wird in den meisten Fällen die Umgebungsluft genutzt. Es ist aber auch möglich einen anderen Wärmeträger wie z.B. das Grundwasser oder das Erdreich zu nutzen. Und so funktioniert eine Wärmepumpe. Zunächst wird das Wärmemittel in der Wärmepumpe durch Druckminderung unter die Temperatur des Umgebungsmediums abgesenkt. Über einen Wärmetauscher wird dann Wärme aus dem Medium entnommen. Anschließend wird durch Druckerhöhung das Wärmemittel über die Temperatur des Heizungsvorlaufs gebracht und über einen zweiten Wärmetauscher an das Heizsystem abgegeben. Die verschiedenen Prozesse (Verdichten und Entspannen des Wärmemittels, Befördern des Wärmemittels, Antrieb des Lüfters) benötigen Strom. Dieses Prinzip wird auch von Kühlschränken und Klimaanlagen verwendet, aber in umgekehrter Richtung.
Wieviel Strom verbraucht eine Wärmepumpe
Wieviel Strom eine Wärmepumpe benötigt hängt von verschiedenen Faktoren ab und kann stark schwanken. So liegt der Wärmepumpe Stromverbrauch in der Regel zwischen 27 und 42 kWh pro qm Wohnfläche und Jahr.
Betrachtet man die verschiedenen Faktoren, so kann generell zwischen drei Bereichen unterscheiden.
- Genutztes Wärmemedium und Bauart der Wärmepumpe
- Bauliche Faktoren wie Heizwärmebedarf, Vorlauftemperatur und Kombination mit einer thermischen Solaranlage
- Kostenersparnis durch Kombination mit einer Fotovoltaikanlage und Nutzung von Wärmepumpenstromtarifen
Welche Faktoren der Wärmepumpe beeinflussen den Stromverbrauch
Je nach Bauart und genutztem Wärmemedium benötigt eine Wärmepumpe unterschiedlich viel Strom. Die Effizienz einer Wärmepumpe wird in der sogenannten Jahresarbeitszahl ausgedrückt. Sie gibt an, welche Wärmemenge in kWh aus einer kWh Strom tatsächlich erzeugt werden kann.
Genutztes Wärmemedium
Grundsätzlich gilt, dass Grund- und Flusswasserwärmepumpen (Wasser-Wasser-Wärmepumpen) am effizientesten sind. Sie haben eine durchschnittliche Jahresarbeitszahl von 5. Allerdings sind diese nur an sehr wenigen Standorten realisierbar und technisch sehr aufwändig.
Bei Erdwärmepumpen (Sole-Wasser-Wärmepumpen) muss zwischen Kollektoren und Sonden unterschieden werden. Erstere besitzen eine Jahresarbeitszahl von 3,5 bis 4,5, letztere von 4 bis 4,5. Auch hier gilt, dass Erdwärmepumpen nicht für jeden Standort geeignet sind und durch die technisch aufwändige Realisierung hohe Investitionskosten verursachen.
Luft-Wasser-Wärmepumpen haben die geringste Jahresarbeitszahl. Sie liegt in der Regel bei 2,5 bis 3. Die geringere Jahresarbeitszahl bedeutet, dass eine Luft-Wasser-Wärmepumpe mehr Strom benötigt, um die gleiche Menge an Wärme zu gewinnen, als die beiden anderen Typen. Dies wird aber durch die viel geringeren Investitionskosten kompensiert. Hinzu kommt, dass Wärmepumpen, die das Medium Luft als Wärmequelle nutzen, für fast jeden Standort und auch für die Nachrüstung von Gebäuden geeignet sind. Aus diesem Grund wird heute fast ausschließlich diese Bauart verwendet.
Drehzahlregelung der Wärmepumpe
Der Wärmebedarf einer Heizungsanlage schwankt mitunter stark. Moderne Wärmepumpen sind deshalb mit einer Drehzahlregelung ausgestattet. Dies bedeutet, dass die Leistung von Verdichter und Lüfter dynamisch an den Wärmebedarf angepasst werden. Dies sorgt für eine höhere Effizienz und damit für einen geringeren Stromverbrauch der Wärmepumpe. Geräte mit dieser Eigenschaft werden Inverter-Wärmepumpe genannt.
Regelmäßige Wartung
Regelmäßige Wartung verhindert Effizienzverluste durch verschmutzte Wärmetauscher, Leckagen oder fehlerhafte Komponenten. Denn nur eine optimal eingestellte Wärmepumpe kann effizient arbeiten.
Welche baulichen Faktoren beeinflussen den Stromverbrauch
Geringe Vorlauftemperatur
Eine Wärmepumpe arbeitet vor allem dann effizient, wenn das Heizungssystem mit einer geringen Vorlauftemperatur auskommt. Denn je niedriger die Vorlauftemperatur des Heizkreislaufes ist, desto geringer ist die zu überwindende Temperaturdifferenz.
Geringe Vorlauftemperaturen lassen sich am einfachsten mit großflächigen Wärmeabgabesystemen erzielen. Am geeignetsten sind hierbei Fußboden, Decken- und Wandheizungen. Aber auch Flächenheizkörper können sehr gut bei niedrigen Vorlauftemperaturen arbeiten. Grundsätzlich gilt, je größer die Fläche des Wärmeabgabesystems, desto niedriger die Vorlauftemperatur. Mit großflächigen Heizkörpern kann also Strom eingespart werden.
Heizenergiebedarf
Ein weiterer wichtiger Aspekt ist der Heizenergiebedarf. Ein gut gedämmtes Haus hat einen deutlich niedrigeren Wärmeenergiebedarf, als ein schlecht oder nicht gedämmtes Haus. Um möglichst effizient arbeiten zu können, muss eine Wärmepumpe genau auf den Wärmeenergiebedarf des Gebäudes abgestimmt werden. Eine über- aber auch eine unterdimensionierte Wärmepumpe vermindert deren Effizienz und erhöht damit den Stromverbrauch.
Wenn Sie eine Sanierung des Gebäudes planen, die zu einer Verringerung des Heizenergiebedarfs führt, dann sollten sie dies möglichst vor der Anschaffung der Wärmepumpe umsetzen. Erwähnenswert sind hier insbesondere die Dämmung von Dach und Fassade, sowie der Einbau von Fenstern mit Wärmeschutzverglasung.
Kombination Wärmepumpe mit thermischer Solaranlage
Der Betrieb einer Wärmepumpe in Kombination mit einer thermischen Solaranlage bietet gleich mehrere Vorteile. Zum einen kann im Sommer die Brauchwassererwärmung, je nach Größe des Kollektors, komplett durch die Solaranlage abgedeckt werden. Die Wärmepumpe wird in diesem Fall nur tätig, wenn die Solaranlage nicht genügend Wärme liefern kann. Und im Winter kann durch die Vorwärmung von Brauch- und Heizungswasser die Effizienz der Wärmepumpe gesteigert werden.
Hydraulischer Abgleich
Ein optimierter Wasserfluss im Heizungssystem sorgt dafür, dass alle Heizkörper oder Flächenheizungen gleichmäßig versorgt werden, was den Energieverbrauch senkt. Dies wird durch einen hydraulischen Abgleich gewährleistet.
Weitere Kostenersparnisse
Sind alle Maßnahmen zur Reduzierung des Stromverbrauchs ausgeschöpft, lässt sich eine weitere Kostenersparnis durch eine Reduzierung des Strompreises erzielen. Dies kann durch folgende Maßnahmen erzielt werden.
Nutzung eines Wärmepumpenstromtarifes
Viele Stromanbieter haben mittlerweile einen speziellen Wärmepumpenstromtarif im Angebot. Dieser ist meist günstiger als der normale Haushaltsstrom. Dies ist möglich, da die Abgaben für Strom, der für Heizzwecke genutzt wird, niedriger sind.
Hinzu kommt, dass der Stromanbieter die Stromversorgung in die Zeiten legen kann, in denen der Strom an der Strombörse eher günstig ist. Voraussetzung hierfür ist, dass die Wärmepumpe steuerbar ist. D.h. der Stromanbieter kann die Wärmepumpe über ein spezielles Steuergerät regeln, so dass sie eher zu Zeiten in Betrieb ist, an denen der Strom günstig ist. Dies ist vor allem in der Nacht der Fall und wenn besonders viel Strom aus regenerativen Energien verfügbar ist.
Zum anderen muss die Wärmepumpe über einen separaten Stromzähler verfügen. Denn ein eigener Tarif kann nur dann abgerechnet werden, wenn der Wärmepumpenstrom separat aufgezeichnet wird.
Betrieb einer Fotovoltaikanlage
Wer eine Fotovoltaikanlage besitzt kann die Stromkosten ebenfalls reduzieren. Denn für den selbst erzeugten Strom, der nicht im Haushalt verbraucht, sondern ins Netz eingespeist wird, erhält man über die Einspeisevergütung nur eine sehr geringen Preis pro Kilowattstunde. Durch die stärkere Nutzung des selbst erzeugten Stroms steigt also die Wirtschaftlichkeit der Fotovoltaikanlage was mit einer Verringerung der Gesamtstromkosten verbunden ist.
Fazit
Der Stromverbrauch einer Wärmepumpe lässt sich durch eine Kombination aus technischer Optimierung, angepasstem Nutzerverhalten und effizienter Gebäude- und Systemgestaltung deutlich verringern. Insbesondere eine niedrige Vorlauftemperatur, eine optimierte Wärmequelle und die Integration erneuerbarer Energien bieten hohes Einsparpotenzial.
