Die Außentemperatur und die Effizienz von Wärmepumpen
Die Außentemperatur ist einer der einflussreichsten Faktoren für die Effizienz einer Wärmepumpe. Da eine Wärmepumpe Energie aus der Umgebung in ein Gebäude überträgt, hat die Temperatur dieser Umgebung einen direkten Einfluss darauf, wie viel elektrische Energie benötigt wird. Ändert sich die Außentemperatur, ändert sich auch die Systemleistung.
Das Verständnis dieses Zusammenhangs hilft Ihnen dabei, Werte wie COP, SCOP und die saisonale Effizienz korrekt zu interpretieren.
Was ist die Außentemperatur?
Die Außentemperatur ist die Temperatur der Luft außerhalb eines Gebäudes, gemessen in Grad Celsius (°C). Im Kontext von Wärmepumpen ist sie deshalb so wichtig, weil sie bei Luft-Wärmepumpen als primäre Wärmequelle dient.
Für den Betrieb gilt:
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Höhere Außentemperatur (mildes Wetter): Es steht mehr Wärmeenergie in der Luft zur Verfügung → Die Wärmepumpe arbeitet effizienter.
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Niedrigere Außentemperatur (kaltes Wetter): Es ist weniger Wärmeenergie vorhanden → Das System benötigt mehr Strom → Die Effizienz sinkt.
Dies wirkt sich unmittelbar auf die Leistungswerte aus, die nach der Norm EN 14825 berechnet werden.
Warum die Außentemperatur entscheidend ist
Wärmepumpen transportieren Wärme von einer Quelle mit niedriger Temperatur zu einer Senke mit höherer Temperatur (dem Heizsystem). Wenn die Außentemperatur sinkt:
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Steht weniger thermische Energie in der Luft zur Verfügung.
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Muss der Kompressor schwerer arbeiten.
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Steigt der Stromverbrauch.
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Sinkt der COP (Coefficient of Performance).
Je größer der Unterschied zwischen der Außenluft und der benötigten Vorlauftemperatur ist, desto geringer ist die Effizienz. Dieser Unterschied wird oft als Temperaturhub bezeichnet.
Außentemperatur und COP
Effizienzwerte wie der COP werden an definierten Testpunkten gemäß EN 14511 gemessen. Beispiele hierfür sind:
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A7/W35 → Außenluft 7°C, Vorlauftemperatur 35°C
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A2/W35 → Außenluft 2°C, Vorlauftemperatur 35°C
Dieselbe Wärmepumpe hat bei A2/W35 normalerweise einen niedrigeren COP als bei A7/W35, da die kältere Luft den Temperaturhub vergrößert.
Saisonale Effizienz (SCOP)
Saisonale Leistungswerte wie der SCOP werden nach EN 14825 berechnet. Dabei werden berücksichtigt:
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Mehrere Temperaturklassen (Bins) der Außenluft.
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Daten zum Teillastbetrieb.
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Definierte Klimaprofile (Wärmer, Mittel, Kälter).
Da der SCOP die Temperaturverteilung über eine gesamte Heizsaison einbezieht, spiegelt er wider, wie das System unter realistischen Klimabedingungen arbeitet. In kälteren Klimazonen liegen die SCOP-Werte üblicherweise niedriger als in milderen Regionen.
Vergleich: Luft vs. Erdreich
| Merkmal | Luft-Wasser-Wärmepumpe | Sole-Wasser-Wärmepumpe (Erdreich) |
|---|---|---|
| Abhängigkeit | Stark von der Außenlufttemperatur abhängig. | Nutzt stabilere Temperaturen im Boden. |
| Kaltes Wetter | Effizienz sinkt spürbar bei Frost. | Bleibt im Winter weitgehend konstant. |
| Besonderheit | Benötigt Abtauzyklen bei Temperaturen um den Gefrierpunkt. | Höherer Planungs- und Grabungsaufwand. |
Extreme Kältebedingungen
Moderne Luft-Wärmepumpen sind für niedrige Außentemperaturen ausgelegt, aber die Effizienz nimmt ab, wenn die Temperatur sinkt und gleichzeitig eine hohe Vorlauftemperatur gefordert wird. In sehr kalten Nächten aktivieren manche Systeme eine Zusatzheizung (Heizstab), was den Stromverbrauch erhöht. Die saisonalen Berechnungen berücksichtigen diese typischen Temperaturverteilungen jedoch bereits.
Einfluss auf den Kühlbetrieb
Auch im Kühlmodus beeinflusst die Außentemperatur die Effizienz. Wenn es draußen sehr heiß ist:
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Fällt die Wärmeabgabe an die Umgebung schwerer.
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Steigt der Strombedarf.
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Sinkt der EER (Energy Efficiency Ratio).
Die saisonale Kühleffizienz (SEER) spiegelt diese Schwankungen über die gesamte Kühlsaison wider.
Zusammenspiel mit der Vorlauftemperatur
Die Außentemperatur wirkt nie allein. Die Effizienz hängt immer von der Kombination aus Wärmequelle (Außenluft) und Wärmesenke (Vorlauftemperatur) ab. Eine niedrige Vorlauftemperatur (z. B. durch eine Fußbodenheizung) kann eine niedrige Außentemperatur teilweise kompensieren, indem sie den Temperaturhub verringert.
Das Wichtigste auf einen Blick
Die Außentemperatur beeinflusst direkt:
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Den COP an spezifischen Betriebspunkten.
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Die saisonale Effizienz (SCOP).
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Den Stromverbrauch und die Häufigkeit von Abtauzyklen.
Achten Sie beim Vergleich von Wärmepumpen immer auf die angegebene Klimazone, um realistische Erwartungen an die Leistung zu haben.
