Erfahrungen mit unserer Wärmepumpe – Hohe Luftfeuchtigkeit um den Gefrierpunkt

In meinem ersten Erfahrungsbericht beim Einsatz unserer neuen Wärmepumpe hatte ich bereits kurz erwähnt, dass der Stromverbrauch gefühlt sehr hoch war. Tatsächlich hatten wir Ende Dezember wohl so ziemlich die schlechtesten Wetterbedingungen für eine Wärmepumpe. Aus anderen Berichten habe ich entnommen, dass manche Wärmepumpen bei diesen Wetterbedingungen – je nach Einstellung – es nicht mehr schaffen, die Räume auf Temperatur zu halten.

Vereisung von Wärmepumpen und notwendige Abtauprozesse

Es ist schon interessant, mit welchen Themen man sich auseinandersetzen muß, wenn man sich mit Wärmepumpen beschäftigt. Bei einer Gasheizung war es egal, wie hoch die Luftfeuchtigkeit ist. Da galt es nur, die Heizung – mittels Heizkurve – optimal auf die Außentemperaturen einzustellen.

Auf Grund des Prinzips einer Wärmepumpe muß man sich also auch mit dem Thema Vereisung der Wärmepumpe bzw. dem Verdampfer beschäftigen. Grundsätzlich wird der Außenluft zur Energiegewinnung immer Wärme entzogen. Auch bei -20 Grad wird die noch vorhandene Wärmeenergie entzogen, wofür der Verdampfer allerdings deutlich mehr Strom benötigt. Es kann also auch bei Außentemperaturen über dem Gefrierpunkt zu Vereisungen kommen.

Bei sehr hoher Luftfeuchtigkeit durch Nebel oder Regen ist der Temperaturbereich um die +5 Grad bis -5 Grad Celsius wohl der kritischste Bereich in Bezug auf eine starke oder häufige Vereisung. Neben Temperatur und Luftfeuchtigkeit sind natürlich auch noch andere Faktoren, wie Wind oder Aufstellungsort der Wärmepumpe dafür verantwortlich. Daher kann man keinen konkreten Temperaturbereich angeben.

Tatsächlich wird man bei Temperaturen unterhalb von -5 bis -7 Grad Celsius deutlich weniger Abtauvorgänge einer Wärmepumpe feststellen können. Bei so niedrigen Temperaturen kann kaum noch Wasserdampf aufgenommen werden, so dass die Vereisungsgefahr deutlich geringer wird.

In den letzten beiden Dezemberwochen, in denen unsere Wärmepumpe in Betrieb gegangen ist, hatten wir genau diese Wetterbedingungen. Wir hatten Temperaturen zwischen +3 Grad und -3 Grad Celsius und es war sehr verregnet oder nebelig.

Somit erklären sich auch die vielen Abtauprozesse, die ich auf Grund fehlender Erfahrungen nicht richtig einordnen konnte. Glücklicherweise dauerten diese bei mir nicht sehr lange, so dass ich keine negativen Auswirkungen erkennen konnte.

Viele Abtauprozesse können die Heizleistung reduzieren

Wie gerade erläutert, kann im Bereich um den Gefrierpunkt, bei gleichzeitig hoher Luftfeuchtigkeit, eine Wärmepumpe bzw. deren Verdampfer recht schnell vereisen. Nun kommt es darauf an, wie die Wärmepumpe ausgelegt ist, ob der Heizstab bereits bei diesen Temperaturen zugeschaltet wird und wie grundsätzlich der Abtauprozess bei der Wärmepumpe funktioniert.

Bei meiner Buderus Wärmepumpe ist ein kleiner 70 Liter Pufferspeicher verbaut. Dieser unterstützt wohl den Abtauprozess. Grundsätzlich wird der Betrieb der Wärmepumpe beim Abtauprozess quasi umgeschaltet. Es wird also kein Warmwasser zur Heizung geliefert, sondern das warme Wasser wird nun zurück zum Außengerät geführt, wo sich der Verdampfer befindet. Je nach Funktionalität und Vereisungsgrad kann der Prozess unterschiedlich lange dauern.

Während dieser Zeit bekommen die Heizkörper natürlich kein warmes Wasser mehr. Wenn nun die Abtauprozesse relativ lange dauern und darüber hinaus relativ häufig gestartet werden müssen, kann es sein, dass die notwendigen Vorlauftemperaturen für die Heizung nicht mehr erreicht werden. Bei einer Fußbodenheizung, so wie wir sie fast überall verbaut haben, wird man den Effekt auf Grund der Trägheit kaum bemerken. Bei Heizkörpern könnte es aber schon kritisch werden.

Wahrscheinlich war dies auch der Grund, warum der Buderus Servicetechniker uns bei der Inbetriebnahme geraten hatte, den Bivalenzpunkt – also die Temperatur ab der der Heizstab zugeschaltet werden kann – auf +5 Grad Celsius einzustellen. Damit würde der Heizstab aber eventuell zu oft zugeschaltet werden und nicht nur bei den „schlechten“ Wetterbedingungen. Da muß man dann selbst schauen, wie sich die eigene Wärmepumpe bei entsprechenden Wetterbedingungen verhält und ob man ggf. zeitweise den Bivalenzpunkt verändert.

Bei Temperaturen oberhalb von +5 Grad Celsius wird der Abtauvorgang anscheinend ohne Umkehr des Wasserlaufs umgesetzt. Hier wird dann wohl über die „warme“ Außenluft eine notwendige Abtauung umgesetzt.

In den nachfolgenden Grafiken habe ich mal versucht, das Verhalten von meiner Wärmepumpe darzustellen. Die Grafik zeigt den Stromverbrauch sowie die Außentemperatur. Jeder kleine Dip nach unten stellt jeweils einen Abtauvorgang dar. Die Leistung geht dann deutlich nach unten und der Wasserfluss wird umgekehrt. Danach wird wohl versucht, die „verlorene Heizenergie“ durch einen etwas zu großen Leistungsaufbau wieder auszugleichen. Das dürften wahrsscheinlich die Spitzen nach oben sein.

Die folgende Auswertung zeigt die Vorlauftemperaturen meiner drei Heizkreise. Durch die Systemtrennung habe ich bei mir quasi einen „Puffer Heizkreis“ sowie die beiden eigentliche Heizkreise für die Heizkörper sowie die Fußbodenheizung. Man sieht, wie die Vorlauftemperaturen für einen kurzen Moment sinken und dann wieder ihre Sollwerte erreichen.

Schließlich habe ich noch eine Grafik erstellt, die unterschiedliche Raumtemperaturen darstellen. Hier habe ich einmal das Dachgeschoß ausgewählt, welches mit einem Heizkörper beheizt wird. Bei den beiden anderen Temperaturverläufen habe ich einmal mein Arbeitszimmer dargestellt, weil dies immer ds kälteste Zimmer ist, welches über die Fußbodenheizung versorgt wird. Schließlich habe ich noch das Bad ausgewählt, weil hier in der Regel die höchste Temperatur vorliegt.

Bei den Räumen mit der Fußbodenheizung stellt man quasi keine Veränderungen der Temperaturen statt. Das Dachgesachoß verliert dafür kontinuierlich an Wärme. Ehrlicherweise wird das nicht oder nicht nur an den Abtauvorgängen liegen, sondern auch an der abfallenden Außentemperatur, die ggf. durch eine noch nicht optimale Einstellung der Heizung nicht ausgeglichen wird. Die Darstellung ist eher als „mögliche Auswirkung“ zu sehen, wie sie ggf. durch viele Abtauprozesse entstehen könnte.