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Takthäufigkeit der VWS Wärmepumpe

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Idealerweise soll die Wärmepumpe 24h durchlaufen. Dafür müsste sie ihre Wärmeleistung entsprechend der aktuell benötigten Heizlast verändern. Man spricht dann von einer Modulation. Es gibt zur Zeit jedoch nur wenige modulierende Luft-Wärmepumpen und soweit ich weiß keine einzige modulierende Erdwärmepumpe auf dem Markt. Das heißt, die Wärmepumpe gibt immer fast die gleiche Wärmeleistung ab. Bei uns sind das im Heizbetrieb je nach Temperaturhub (Differenz Vorlauftemperatur minus Soletemperatur) irgendwas zwischen 6500 und 7100 Watt. Abhängig von der Außentemperatur schwankt die Heizlast des Hauses aber gewaltig, daher muss die Wärmepumpe immer wieder ein- und ausgehen, um die berechnete  Vorlauftemperatur zu halten.

Es wird im Internet letzte Zeit viel gefragt, wie oft die Wärmepumpe eigentlich am Tag starten soll. Zu viele Starts gehen in erster Linie zu Lasten der Langlebigkeit des Kompressors. Denn dieser erlebt jeden Start sehr heftig. Auch wegen dem hohen Anlaufstrom. Es gibt verschiedene inoffizielle Zahlen darüber, wie viele Starts ein Kompressor im Schnitt überleben kann. Die Bandbreite schwankt von 70.000 bis 250.000 Kompressorstarts. Mit unseren 10-11 Starts pro Tag im Winter und 1-2 Starts im Sommer liegen wir also im Schnitt bei mind. 35 Jahren. 🙂

Es stimmt jedoch nicht, dass kurze Taktzeiten die Arbeitszahlen der Wärmepumpe stark schädigen. Mal abgesehen von häufigen Vorläufen der Solepumpe, die nutzlos Strom verbrauchen, läuft die Erdwärmepumpe am Anfang des Heiztaktes dank höherer Soletemperatur effizienter als zum Ende des Heiztaktes. Es spricht also vor allem der Kompressorverschleiß für längere Taktzeiten.

Sehr kurze Taktzeiten (etwa häufiger als 1 Start pro Stunde  – man spricht vom „Takten der Wärmepumpe“) sind aber ein Zeichen davon, dass im System etwas nicht stimmt. Die Wärmepumpe kann überdimensioniert sein oder man verwendet eine „zu eng“ eingestellte Einzelraumregelung oder man hat einen falsch ausgelegten Pufferspeicher oder eine hydraulische Weiche in der Hydraulik. Es können viele Gründe sein – alle sprechen für eine kleine oder große Verschwendung im Heizsystem.

Bei der Vaillant Geotherm VWS Wärmepumpe kann man die Taktzeiten mit der Einstellung des Energieintegrals für den Kompressorstart ein wenig steuern. Beim Startwert von -120°min hatten wir 12-13 Starts pro Tag. Jetzt haben wir die Einstellung -150°min und ca. 10-11 Starts pro Tag. Und dieser Wert ändert sich praktisch nicht in Abhängigkeit von der Außentemperatur. Natürlich werden bei sinkenden Temperaturen die Pausen kürzer und die Laufzeiten länger. Ab ca. +10°C gibt’s auch weniger Starts.

Kompressor Start ab - Einstellung der VWS
Kompressor Start ab - Einstellung der VWS
Effizienz, Innenausbau

Wärmepumpe und Pufferspeicher

Ein Kommentar

In der vergangenen Woche mussten wir die Entscheidung treffen, ob unsere Heizungsanlage einen zusätzlichen Pufferspeicher bekommen soll. Ein Pufferspeicher ist ein großer Wassertank, der zwischen Wärmepumpe und den Heizkreisen eingebunden wird. Die Wärmepumpe heizt quasi den Pufferspeicher durchgängig auf und von da fließt das Wasser in die Heizkreise.

Folgende Vorteile des Heizsystems mit Pufferspeicher lassen sich im Internet rauslesen:

  • Wenn ausreichend groß dimensioniert: Guter Wärmespeicher, z.B. um die Stromsperrzeiten zu überbrücken oder um den Nachtstrompreis besser auszunutzen, wenn die Heizung per Heizkörper geschieht. Bei einer Fußbodenheizung hat dieser Vorteil so gut wie keinen Effekt. Ein paar Hundertliter im Puffer sind nicht viel im Vergleich mit dem Estrichvolumen.
  • Reduzierung der Takthäufigkeit der Wärmepumpe, da die Wärmepumpe an den Speicher kurzfristig mehr Energie abgeben kann als tatsächlich benötigt. De facto wird im Internet auch vielfach darüber berichtet, wie die falsch eingestellten Pufferspeicher die Takthäufigkeit drastisch erhöhen.
  • Hydraulische Abkopplung der Heizkreise vom Wärmekreis der Wärmepumpe. Ein Mindestdurchfluss des Heizwassers durch die Wärmepumpe soll nicht extra sichergestellt werden. Die Wärmepumpe geht nicht auf Störung, selbst wenn alle Einzelraumregler zu sind. Auf der anderer Seite ist dadurch eine mangelhafte Hydraulik oder fehlender hydraulischer Abgleich der Anlage gut kaschierbar. Einzelraumregelung ist meist eh eine unnötige Dauerbremse für ein effizientes Heizsystem.
  • Die Leistung der Wärmepumpe muss der benötigten Heizleistung nicht unbedingt genau entsprechen. Für eine effiziente Auslegung ist das jedoch ein Muss.
  • Einbindung anderer Wärmequellen (z.B. Solarthermie oder Kaminheizung) ist möglich. Wenn man andere Wärmequellen plant, ist ein Puffer oft nicht vermeidbar.
  • Ein Kombipuffer kann auch die Warmwasserzubereitung nach dem Frischwassersystem übernehmen.
  • Klare Trennung der Gewerke ist möglich: bis zum Pufferspeicher – Wärmepumpenbauer, nach dem Pufferspeicher – Heizungsinstallateur.

Entsprechend nachteilig wirken sich bei einem Pufferspeicher aus:

  • Wärmeverluste im Wärmespeicher. Der Aufstellraum (Keller) wird unnötig beheizt.
  • Zusätzliche Verluste auch dadurch, dass zeitweise mehr Wärme produziert wird als benötigt. Daher tendenziell höhere Systemtemperatur bei der Wärmepumpe und geringere Effizienz (Leistungszahl).
  • Zusätzliche Pumpe für den Heizkreislauf, die vor allem beim kleinen Pufferspeicher genau eingestellt werden muss, damit sich die Volumenströme angleichen und keine Durchmischung im Puffer stattfindet. Auch der Stromverbrauch der zweiten Pumpe.
  • Hohe Investition und Platzbedarf im Heizungsraum.
  • Komplexere und störanfällige Hydraulik, oft mit Mischer etc.

Unstrittig ist: technisch ist für einen Betrieb der Erdwärmepumpe mit der Fußbodenheizung kein Pufferspeicher erforderlich, da hier der Estrich als ein viel besserer Wärmespeicher gilt. Auch nach der Feldanalyse von Wärmepumpen-Anlagen des BFE ist die Effizienz einer energetisch abgestimmten Anlage ohne Pufferspeicher insgesamt besser. Genaue Planung und Einstellung der Heizung vorausgesetzt, haben wir uns deshalb auch gegen einen Pufferspeicher entschieden.

Eine gute Tippsammlung für den effizienten Betrieb einer Wärmepumpe findet sich bei Energiesparhaus.at.

[Update 10.01.2011] Die Pros und Kontras habe ich heute komplett überarbeitet. Die Entscheidung wird durch die Erfahrung bestätigt: ohne hydraulische Weiche (kleiner Puffer) läuft die Anlage noch besser. [/Update]