Die Entscheidung, eine Wärmepumpe zu installieren, ist für Hausbesitzer eine große Entscheidung. Der Ersatz des herkömmlichen Heizsystems mit fossilen Brennstoffen wie einem Gaskessel durch eine erneuerbare Alternative ist etwas, über das die Menschen lange recherchieren, bevor sie sich dazu verpflichten.
Dieses Wissen und diese Erfahrung haben uns zweifellos bestätigt, dass eine Inverter-Wärmepumpe erhebliche Vorteile bietet in Bezug auf:
- Höhere jährliche Gesamtenergieeffizienz
- Es ist weniger wahrscheinlich, dass Probleme mit der Verbindung zum Stromnetz auftreten
- Räumliche Anforderungen
- Die Lebensdauer einer Wärmepumpe
- Allgemeiner Komfort
Aber was macht Inverter-Wärmepumpen zur Wärmepumpe der Wahl? In diesem Artikel erläutern wir im Detail die Unterschiede zwischen ihnen und zwei Wärmepumpeneinheiten mit fester Leistung und warum sie für uns die Einheit der Wahl sind.
Was ist der Unterschied zwischen den beiden Wärmepumpen?
Der Unterschied zwischen einer Wärmepumpe mit fester Leistung und einer Inverter-Wärmepumpe liegt darin, wie sie die Energie liefern, die von der Wärmepumpe benötigt wird, um den Heizbedarf einer Immobilie zu decken.
Eine Wärmepumpe mit fester Leistung funktioniert, indem sie kontinuierlich ein- oder ausgeschaltet wird. Wenn die Wärmepumpe mit fester Leistung eingeschaltet ist, arbeitet sie mit 100 % Kapazität, um den Heizbedarf der Immobilie zu decken. Dies wird so lange fortgesetzt, bis der Wärmebedarf gedeckt ist, und wechselt dann in einem Balanceakt zwischen Ein- und Ausschalten der Beheizung eines großen Puffers, um die gewünschte Temperatur aufrechtzuerhalten.
Eine Inverter-Wärmepumpe verwendet jedoch einen Kompressor mit variabler Drehzahl, der seine Leistung moduliert und seine Drehzahl erhöht oder verringert, um genau dem Wärmebedarf des Gebäudes zu entsprechen, wenn sich die Außenlufttemperatur ändert.
Wenn der Bedarf niedrig ist, reduziert die Wärmepumpe ihre Leistung, wodurch der Stromverbrauch und die Belastung der Komponenten der Wärmepumpe begrenzt werden, wodurch die Startzyklen begrenzt werden.
Die Bedeutung der richtigen Dimensionierung einer Wärmepumpe
Im Wesentlichen ist die Leistung eines Wärmepumpensystems und die Art und Weise, wie es seine Leistung liefert, von zentraler Bedeutung für die Debatte zwischen Wechselrichter und fester Leistung. Um die Leistungsvorteile einer Inverter-Wärmepumpe zu verstehen und zu schätzen, ist es wichtig zu verstehen, wie eine Wärmepumpe dimensioniert ist.
Um die Größe der benötigten Wärmepumpe zu bestimmen, berechnen die Entwickler von Wärmepumpensystemen, wie viel Wärme die Immobilie verliert und wie viel Energie von der Wärmepumpe benötigt wird, um diese verlorene Wärme durch Stoff- oder Lüftungsverluste in einem Gebäude zu ersetzen. Anhand von Messungen am Grundstück können Ingenieure den Wärmebedarf des Grundstücks bei Außentemperaturen von -3 °C ermittelnÖC. Dieser Wert wird in Kilowatt berechnet und diese Berechnung bestimmt die Größe der Wärmepumpe.
Wenn die Berechnungen beispielsweise ergeben, dass der Wärmebedarf 15 kW beträgt, ist eine Wärmepumpe mit einer maximalen Leistung von 15 kW erforderlich, um das Anwesen das ganze Jahr über mit Heizung und Warmwasser zu versorgen, basierend auf den aktuellen Raumtemperaturen gemäß BS EN 12831 und den prognostizierte Mindesttemperatur für das Gebiet, nominell -3ÖC.
Die Größe der Wärmepumpe ist für die Debatte zwischen Wechselrichtern und Wärmepumpen mit fester Leistung von Bedeutung, denn wenn eine Einheit mit fester Leistung installiert ist, läuft sie beim Einschalten mit maximaler Leistung, unabhängig von der Außentemperatur. Dies ist eine ineffiziente Energienutzung, da 15 kW bei -3ÖC benötigt möglicherweise nur 10 kW bei 2ÖC. Es wird mehr Start-Stopp-Zyklen geben.
Eine Inverter-Antriebseinheit hingegen moduliert ihre Leistung in einem Bereich zwischen 30 % und 100 % ihrer maximalen Kapazität. Wenn aufgrund des Wärmeverlusts der Immobilie eine 15-kW-Wärmepumpe erforderlich ist, wird eine Inverter-Wärmepumpe mit 5 bis 15 kW installiert. Dies würde bedeuten, dass die Wärmepumpe bei geringstem Wärmebedarf der Immobilie mit 30 % ihrer maximalen Leistung (5 kW) arbeitet und nicht mit den 15 kW, die eine Einheit mit fester Leistung verbraucht.
Wechselrichterbetriebene Geräte bieten eine weitaus höhere Effizienz
Im Vergleich zu herkömmlichen Heizsystemen mit fossilen Brennstoffen bieten sowohl Wärmepumpen mit fester Leistung als auch Inverter-Wärmepumpen eine weitaus höhere Energieeffizienz.
Ein gut konzipiertes Wärmepumpensystem bietet einen Leistungskoeffizienten (CoP) zwischen 3 und 5 (abhängig davon, ob ASHP oder GSHP). Pro 1 kW elektrischer Energie, die zum Betrieb der Wärmepumpe verwendet wird, gibt sie 3–5 kW Wärmeenergie zurück. Ein Erdgaskessel hingegen bietet einen durchschnittlichen Wirkungsgrad von etwa 90 – 95 %. Eine Wärmepumpe bietet eine um etwa 300 % höhere Effizienz als die Verbrennung fossiler Brennstoffe zur Wärmegewinnung.
Um die maximale Effizienz einer Wärmepumpe zu erzielen, wird Hausbesitzern empfohlen, die Wärmepumpe kontinuierlich im Hintergrund laufen zu lassen. Wenn Sie die Wärmepumpe eingeschaltet lassen, bleibt die Temperatur in der Immobilie kontinuierlich konstant, wodurch der „Spitzen“-Heizbedarf reduziert wird. Dies eignet sich am besten für Inverter-Geräte.
Eine Inverter-Wärmepumpe moduliert ihre Leistung kontinuierlich im Hintergrund, um eine konstante Temperatur zu gewährleisten. Es reagiert auf Änderungen des Wärmebedarfs und sorgt so dafür, dass die Temperaturschwankungen auf ein Minimum beschränkt bleiben. Während eine Wärmepumpe mit fester Leistung kontinuierlich zwischen maximaler Leistung und Null wechselt, ist es für die Suche nach dem richtigen Gleichgewicht zur Bereitstellung der Temperatur erforderlich, häufiger zu wechseln.
Weniger Verschleiß mit einer Wechselrichtereinheit
Bei einem Gerät mit fester Leistung stellt der Wechsel zwischen Ein- und Ausschalten und dem Betrieb mit maximaler Leistung nicht nur die Wärmepumpeneinheit, sondern auch das elektrische Versorgungsnetz unter Druck. Bei jedem Startzyklus werden Spannungsstöße erzeugt. Dies kann durch den Einsatz von Sanftanläufen reduziert werden, diese können jedoch bereits nach wenigen Betriebsjahren ausfallen.
Wenn die Wärmepumpe mit fester Leistung eingeschaltet wird, zieht die Wärmepumpe einen Stromstoß, um sie zu starten. Dadurch werden sowohl die Stromversorgung als auch die mechanischen Teile der Wärmepumpe beansprucht – und der Vorgang des Ein- und Ausschaltens erfolgt mehrmals täglich, um den Wärmeverlustbedarf der Immobilie zu decken.
Eine Wechselrichtereinheit hingegen nutzt bürstenlose Gleichstromkompressoren, die während eines Startzyklus keine echte Startspitze aufweisen. Die Wärmepumpe startet mit einem Anlaufstrom von null Ampere und baut sich weiter auf, bis sie die erforderliche Kapazität erreicht, um den Bedarf des Gebäudes zu decken. Dadurch werden sowohl die Wärmepumpeneinheit als auch die Stromversorgung weniger belastet und die Steuerung ist einfacher und reibungsloser als bei einer Ein-/Aus-Einheit. Wenn mehrere Start-/Stopp-Einheiten an das Netz angeschlossen sind, kommt es oft vor, dass dies zu Problemen führen kann und der Netzbetreiber einen Anschluss ohne Netzwerk-Upgrades ablehnen kann.
Sparen Sie Geld und Platz
Ein weiterer attraktiver Aspekt bei der Installation eines Inverter-Geräts ist sowohl der Geld- als auch der Platzbedarf, der durch den Wegfall des Einbaus eines Pufferspeichers eingespart werden kann, oder er kann viel kleiner sein, wenn eine Fußbodenheizung mit Vollzonenregelung verwendet wird.
Bei der Installation einer Einheit mit fester Leistung in einem Gebäude muss Platz für die Installation eines Pufferspeichers daneben gelassen werden, etwa 15 Liter pro 1 kW Wärmepumpenleistung. Der Zweck des Pufferspeichers besteht darin, vorgewärmtes Wasser im System zu speichern, das bei Bedarf durch die Zentralheizung zirkuliert werden kann, wodurch die Ein-/Ausschaltzyklen begrenzt werden.
Angenommen, Sie haben zu Hause einen Gästezimmer, den Sie selten nutzen und dessen Temperatur niedriger ist als in anderen Räumen des Hauses. Aber jetzt möchten Sie diesen Raum nutzen und beschließen, den Thermostat aufzudrehen. Sie passen die Temperatur an, aber jetzt muss das Heizsystem den neuen Wärmebedarf für diesen Raum decken.
Wir wissen, dass eine Wärmepumpe mit fester Leistung nur mit maximaler Leistung laufen kann, also beginnt sie mit maximaler Leistung zu arbeiten, um tatsächlich einen Bruchteil des maximalen Wärmebedarfs zu decken – und verschwendet dabei viel elektrische Energie. Um dies zu umgehen, leitet der Pufferspeicher vorgewärmtes Wasser zu den Heizkörpern oder der Fußbodenheizung des Nebenraums, um diesen aufzuwärmen, und nutzt die maximale Leistung der Wärmepumpe, um den Pufferspeicher wieder aufzuheizen, was zu einer möglichen Überhitzung des Puffers führen kann Der Tank ist dabei für den nächsten Einsatz bereit.
Wenn ein Inverter-Gerät installiert ist, stellt sich die Wärmepumpe im Hintergrund auf eine niedrigere Leistung ein, erkennt die Bedarfsänderung und passt ihre Leistung entsprechend der geringen Änderung der Wassertemperatur an. Diese Möglichkeit ermöglicht es Immobilieneigentümern, Geld und Platz zu sparen, die für die Installation eines großen Puffertanks erforderlich sind.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 14. Juli 2022