Wärmepumpe Bei extremer Kälte: Funktionsweise und Effizienz

Wenn man das Grundprinzip der Wärmepumpe und vor allem der Luft-Wasser-Wärmepumpe (die am weitesten verbreitete Wärmepumpe) verstanden hat, kommt man zu dem Schluss, dass je kälter es ist, desto weniger Kalorien können aus der Außenluft gewonnen werden, und daher kann die Wärmepumpe umso weniger die richtige Heizleistung liefern, ohne sich von einem elektrischen Zusatzgerät helfen zu lassen.

Was ist große Kälte in unseren Breitengraden?

Zunächst einmal muss man sich darüber verständigen, was große Kälte in Frankreich, der Schweiz, Belgien, kurz in Westeuropa, mehr oder weniger kontinental und in einigen Regionen mehr ozeanisch geprägt, bedeutet. Aber wo es am wichtigsten ist, ist es eher für die Regionen mit kontinentalem Klima.

In diesen Regionen ist das Klima nämlich für seine Extreme bekannt (wenn auch mit den Jahren dieses Jahrhunderts immer weniger). Im Winter ist es eher sehr kalt, mit Temperaturen, die zwischen -5 °C und -15 °C oder -20 °C liegen können, manchmal auch noch darunter, aber selten. Man denke dabei vor allem an die Schweiz, das Elsass, die Haute Savoie, Alle Alpenregionen, Nord Pas de Calais etc.

Große Kälte bedeutet also Spitzenwerte unter dem Gefrierpunkt, aber es ist auch ein Phänomen, das sich über einen gewissen Zeitraum hinweg einstellt. In manchen Regionen sind es sogar mehrere Monate.

Große Kälte wäre z. B. -10 °C ohne Unterbrechung für einen Monat. oder -15 °C für zwei Wochen. Das ist zwar eine subjektive Definition, aber so stellt man sich das in der Regel vor, wenn man daran denkt. Und dann denkt man sich, dass die Wärmepumpe sich abmühen wird und die Stromrechnung explodieren wird, weil der Zusatzheizkörper anspringen wird, um die Solltemperatur zu gewährleisten.

Tatsächlich beginnt man, von extremer Kälte (die alle 30 Jahre vorkommt) zu sprechen, wenn die Temperatur zwei Wochen lang bei -10°C bleibt (schauen Sie sich dieses Beispiel aus der Schweiz 2011/2012 an)

Es ist jedoch die Art von Phänomen, die unser Gehirn sich ausmalt. Denn auch wenn es manchmal zu Temperaturspitzen nach unten kommen kann, so ist doch die Durchschnittstemperatur über die Wintermonate zu beachten. Wenn es an zwei Tagen -20 °C hat, wird die Heizung an zwei Tagen eingeschaltet, aber oft steigt die Temperatur sehr schnell wieder an.

Tatsächlich ist der aktuelle Rekord für extreme Kälte in Frankreich in den verfügbaren Aufzeichnungen der Winter von 1962 bis 1963. Auffällig ist, dass die Temperatur im Durchschnitt nicht einmal unter 0°C fiel. Es war ein Durchschnitt von 0,7°C über Dezember + Januar + Februar. Normalerweise liegt die Temperatur um die 5°C. Quelle

Aber seien Sie beruhigt, es geht aufwärts, denn 2015 2016 hatten wir einen Winterdurchschnitt von 8°C.

Wie funktioniert eine Wärmepumpe bei extremer Kälte?

Luft-Wasser-Wärmepumpen sind dafür gemacht, Energie aus den Kalorien der Außenluft zu gewinnen. Je kälter es ist, desto weniger gibt es davon, und desto weniger können sie daher an das Leitungswasser im Haus oder an das Warmwasser abgeben.

Wärmepumpen sind mit modernen Regelungen ausgestattet, die auf die eingestellte Temperatur reagieren. Wenn diese nicht erreicht werden kann, obwohl die Organe auf Höchstleistung laufen, gibt es mehrere Lösungen:

Es ist eine Sollwertverschiebung für extreme Kälte programmiert. Zum Beispiel akzeptiert der Hausbesitzer, dass die Raumtemperatur bei sehr kaltem Wetter bis zu 3°C unter dem gewünschten Sollwert liegt. Das ist sowohl ökologisch (Pullover raus) als auch ökonomisch (kein Stromverbrauch durch Zusatzheizungen) sinnvoll.

Wenn man diesen Temperaturunterschied überschreitet, schaltet sich ein Zusatzwiderstand ein, um dem Haus die nötige Heizenergie zuzuführen. Dann wird die Wärmepumpe kurzzeitig zu einer reinen Elektroheizung.

Dies ist jedoch kein Grund zur Panik. Denn wie bereits erwähnt, müssen Sie sich die Durchschnittstemperatur über die Wintermonate ansehen. Und verstehen, wie oft Ihr Heizstab über die gesamten Monate hinweg eingeschaltet wird.

Nehmen wir an, dass wir im Extremfall einen Monat lang jeden Tag unglaublich kalt sind und dass Ihr 3 kW-Heizstab jeden Tag rund um die Uhr eingeschaltet sein muss. Wir werden 31*24*3 = 2232 kWh im Monat verbrauchen, was bei 21 Rp. pro kWh einer Gesamtausgabe von 468 CHF entspricht, die auf die 12 Monate des Jahres verteilt etwa 40 CHF pro Monat betragen. Und das mehr oder weniger alle 30 Jahre, wenn man bedenkt, dass das Klima wärmer wird. In anderen Jahren wird der Widerstand nie oder nur anekdotisch in Betrieb genommen.

Außer im Falle eines Fehlers, wenn der Widerstand standardmäßig EIN ist ... werden Sie die größte Rechnung Ihres Lebens aufheben, bevor Sie verstehen, was passiert ist.

Die ganze Geschichte mit dem Widerstand ist nur bei einem sogenannten monovalenten System, d. h. wenn Sie nur die Wärmepumpe haben, um die gesamte Heizung des Hauses zu übernehmen. Manchmal gibt es auch bivalente Systeme, d. h. ein Heizkessel oder ein Ofen wird hinzugefügt, um die fehlende Leistung der Wärmepumpe gerade bei großer Kälte auszugleichen.

Wärmepumpen arbeiten in der Regel bis -7 °C (bei 35 °C warmem Wasser, z. B. Fußbodenheizung) mit guten Leistungszahlen, darunter verschlechtert sich die Leistung.

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Julien G.

JulienDer Autor hat einen Abschluss in Maschinenbau und ist Spezialist für Klimatechnik seit 2009, hat sich zum Fachredakteur für erneuerbare Energien umgeschult, mit Expertise in Wärmepumpen und photovoltaische Sonnenkollektoren für den individuellen Wohnungsbau.
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