Wärmepumpen effizient betreiben – warum die richtige Regelung entscheidend ist

Wärmepumpen gelten heute als die Alleskönner der modernen Heiztechnik. Sie nutzen kostenlose Umweltenergie, arbeiten effizient, sind vergleichsweise günstig im Betrieb und leisten gleichzeitig einen wichtigen Beitrag zum Klimaschutz. Kein Wunder also, dass inzwischen etwa jeder zweite Neubau mit einem Wärmepumpensystem ausgestattet wird – und die Zahl steigt weiter an. Um Wärmepumpen effizient betreiben zu können, ist die richtige Regelung entscheidend.

Doch so überzeugend die Idee klingt, die Natur als Energiequelle zu nutzen, so wichtig ist auch der Hinweis: Eine Wärmepumpe kann ihre Stärken nur dann wirklich ausspielen, wenn das gesamte Heizsystem optimal auf sie abgestimmt ist. Häufig unterschätzen Bauherren bzw. Mieter diesen entscheidenden Punkt. Denn während ältere Heizsysteme vor allem nach dem Motto „je größer, desto besser“ ausgelegt wurden, gelten für die Wärmepumpe andere Regeln.

Warum gleichmäßige Laufzeiten so wichtig sind

Im Betrieb ist die Wärmepumpe besonders dann effizient, wenn sie lange und gleichmäßige Laufzeiten erreicht. Jeder Startvorgang benötigt überproportional viel Strom und belastet zusätzlich die Technik. Wenn die Wärmepumpe also ständig an- und wieder ausgeht – ein Verhalten, das in der Fachsprache „Takten“ genannt wird – steigt nicht nur der Energieverbrauch, sondern auch der Verschleiß. Deshalb ist es wichtig, Wärmepumpen effizient betreiben zu können.

Um dies zu vermeiden, muss die erzeugte Wärme kontinuierlich ins Heizsystem abgegeben werden. Flächenheizungen wie etwa die Fußbodenheizung sind hierfür eigentlich ideal, da sie große Mengen an Heizungswasser aufnehmen können. Doch in der Praxis zeigt sich ein Problem: Die meisten Fußbodenheizungen arbeiten nach einem einfachen „Auf-oder-zu-Prinzip“. Entweder ist ein Heizkreis komplett geöffnet, oder er ist geschlossen. Diese Regelung über sogenannte thermische Stellantriebe führt schnell dazu, dass die Wärmepumpe ihre Energie nicht mehr abgeben kann und takten muss.

Motorische Stellantriebe schaffen eine optimale und effiziente Steuerung der Fußbodenheizung

Eine Lösung bieten motorische Stellantriebe, die eine stufenlose Regelung des Heizungswassers ermöglichen. In Kombination mit einem intelligenten Homematic IP Fußbodenheizungscontroller lässt sich der Wärmefluss in den einzelnen Heizkreisen deutlich feiner steuern. Der Controller wird direkt im Heizkreisverteiler installiert und übernimmt dort die komplette Steuerung der Fußbodenheizung.

Anstatt die Heizkreise nur vollständig zu öffnen oder zu schließen, können die motorischen Stellantriebe ihre Ventilstellung exakt anpassen. Auf diese Weise entsteht ein gleichmäßiger Durchfluss, der nicht nur für mehr Wohnkomfort sorgt, sondern vor allem die Wärmepumpe entlastet. Sie muss seltener takten und kann ihre Heizleistung besser modulieren.

Das Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik hat diesen Vorteil im Rahmen einer Messkampagne bestätigt: Mit stetiger Regelung, so das Ergebnis, lässt sich das Takten der Wärmepumpe deutlich reduzieren, was wiederum ihre Effizienz erhöht und die Lebensdauer verlängert.

Den Wirkungsgrad der Wärmepunkte gezielt verbessern

Ein weiterer Punkt, der oft übersehen wird, ist die Vorlauftemperatur. Für jede Erhöhung der Vorlauftemperatur um ein Kelvin sinkt der Wirkungsgrad einer Wärmepumpe um bis zu 2,5 Prozent. Das bedeutet: Schon eine Absenkung um 10 Grad kann eine Energieeinsparung von bis zu 25 Prozent bringen.

Der Homematic IP Fußbodenheizungscontroller hilft auch hier, da er die Ventilstellungen der einzelnen Heizkreise kontinuierlich anzeigt. Befinden sich die Ventile nicht am oberen Anschlag, lässt sich die Vorlauftemperatur reduzieren, ohne dass es im Raum ungemütlich wird. So wird die Anlage nicht nur effizienter, sondern spart auch bares Geld.

Integration und Automatisierung in das Smart Home

Noch komfortabler und effizienter wird das Ganze, wenn die Heizungssteuerung Teil eines Smart-Home-Systems wie von Homematic IP wird. Über eine Homematic IP Zentrale oder einen Access Point lässt sich der Fußbodenheizungscontroller problemlos einbinden und lokal oder unterwegs per App steuern. Auch eine Steuerung mittels Smartwatch ist ebenfalls möglich.

Jeder Raum kann mit individuellen Heizprofilen ausgestattet werden, die sich nach Tageszeit und Wochentag unterscheiden. So ist das Badezimmer morgens und abends angenehm warm, während tagsüber die Temperatur abgesenkt wird und so Energie gespart werden kann. Auch andere Komponenten lassen sich verknüpfen: Rollläden können automatisch schließen, um Wärmeverluste zu verhindern, oder im Sommer als Sonnenschutz dienen. Die Wärmepumpe selbst lässt sich bei Bedarf sogar automatisch in den Kühlmodus versetzen.

Technischer Hintergrund: Wie Wärmepumpen arbeiten

Das Prinzip der Wärmepumpe ähnelt dem eines Kühlschranks – nur umgekehrt. Ein spezielles Kältemittel entzieht der Umgebung Wärme, sei es aus der Luft, dem Erdreich oder dem Grundwasser. Durch einen Kompressor wird das Kältemittel verdichtet und dabei stark erhitzt. Anschließend gibt es seine Wärme an das Heizsystem ab, bevor es durch Drucksenkung wieder abkühlt und der Kreislauf von neuem beginnt.

Für den Betrieb ist die sogenannte Heizkurve entscheidend, die die Vorlauftemperatur abhängig von der Außentemperatur regelt. Zwei Parameter spielen dabei die Hauptrolle: Die Steilheit legt fest, wie stark die Vorlauftemperatur bei sinkender Außentemperatur steigt, während die Parallelverschiebung das generelle Temperaturniveau der Heizung bestimmt. Eine präzise Einstellung der Heizkurve ist ein wichtiger Baustein, um den Energieverbrauch niedrig zu halten.

Fazit

Die Wärmepumpe ist eine der effizientesten und nachhaltigsten Heiztechnologien unserer Zeit. Doch erst in Kombination mit intelligenter Regelungstechnik, motorischen Stellantrieben und einem smarten Fußbodenheizungscontroller kann sie ihre Vorteile voll ausspielen. Gleichmäßigere Laufzeiten, niedrigere Vorlauftemperaturen und die Möglichkeit, das gesamte System ins Smart Home einzubinden, führen zu mehr Effizienz, mehr Komfort und geringeren Kosten.

Glossar zur Wärmepumpentechnik

Abgabetemperatur / Vorlauftemperatur

Die Temperatur, mit der das Heizungswasser vom Wärmeerzeuger (z. B. Wärmepumpe) in das Heizsystem eingespeist wird. Eine niedrige Vorlauftemperatur steigert den Wirkungsgrad der Wärmepumpe.

Fußbodenheizung

Eine Flächenheizung, bei der warmes Wasser durch im Boden verlegte Rohre fließt. Sie verteilt die Wärme gleichmäßig und arbeitet mit niedrigen Vorlauftemperaturen – ideal für Wärmepumpen.

Heizkurve

Eine Einstellung in der Heizungsregelung, die vorgibt, wie sich die Vorlauftemperatur in Abhängigkeit von der Außentemperatur verändert. Über die Steilheit und Parallelverschiebung lässt sich der Energieverbrauch optimieren.

Fußbodenheizungscontroller

Ein intelligenter Homematic IP Fußbodenheizungscontroller*, der bis zu 12 motorische Stellantriebe steuern kann. Er optimiert die Wärmeverteilung, verhindert Takten und erhöht die Effizienz der Wärmepumpe.

Hydraulischer Abgleich

Eine Methode, um sicherzustellen, dass jeder Heizkreis genau die richtige Menge an Heizungswasser erhält. Ohne Abgleich werden manche Räume zu warm und andere zu kalt, was Energie verschwendet.

Jahresarbeitszahl (JAZ)

Kennwert zur Effizienz einer Wärmepumpe. Er ergibt sich aus der abgegebenen Wärmemenge im Verhältnis zum eingesetzten Strom. Beispiel: Eine JAZ von 4 bedeutet, dass aus 1 kWh Strom 4 kWh Wärme erzeugt werden.

Kältemittel

Eine Flüssigkeit mit speziellen thermodynamischen Eigenschaften, die in der Wärmepumpe Wärme aus der Umwelt aufnimmt, verdampft, verdichtet und anschließend als Wärme an das Heizsystem abgibt.

Motorischer Stellantrieb

Ein kleiner Antrieb mit Elektromotor, der die Ventilstellung in einem Heizkreis stufenlos regeln kann. So wird die Durchflussmenge des Heizungswassers präzise gesteuert.

Takten

Das häufige Ein- und Ausschalten der Wärmepumpe. Dieses Verhalten ist ineffizient, erhöht den Stromverbrauch und verkürzt die Lebensdauer des Geräts.

Thermischer Stellantrieb

Ein einfacher Antrieb für Heizkreisventile, der nach dem Prinzip „auf oder zu“ arbeitet. Er kann die Ventilstellung nicht fein regeln und führt dadurch oft zu Taktproblemen bei Wärmepumpen.

Vorlauftemperatur

Die Temperatur des Heizungswassers, das von der Wärmepumpe in die Heizkreise gepumpt wird. Niedrige Werte verbessern die Effizienz erheblich.

Wärmepumpe

Ein Heizsystem, das etwa 75 % Umweltenergie (aus Luft, Erde oder Wasser) und rund 25 % elektrische Energie nutzt, um Heizwärme bereitzustellen. Ihr Funktionsprinzip ähnelt einem Kühlschrank, allerdings in umgekehrter Richtung.

Quelle/Foto: (Amazon /Homematic IP)