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Einfluss von Sperrzeiten auf die Leistung von Wärmepumpen

Was sind Sperrzeiten und wie müssen diese bei der Leistung der Wärmepumpe berücksichtigt werden?

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Berücksichtigung von Sperrzeiten bei der Leistungsberechnung

Sperrzeiten ermöglichen dem Stromversorger ein zeitlich begrenztes Abschalten der Heizstromversorgung von Wärmepumpen (Foto: energie-experten.org)
Sperrzeiten ermöglichen dem Stromversorger ein zeitlich begrenztes Abschalten der Heizstromversorgung von Wärmepumpen (Foto: energie-experten.org)

Wärmepumpen werden in aller Regel mit einem vergünstigten Heizstromtarif betrieben, der jedoch mit sogenannten "Sperrzeiten" verbunden ist, in denen die Wärmepumpe nicht mit Strom versorgt wird und somit auch keine Wärme produzieren kann. Die Stromzufuhr kann jedoch maximal nur 3 x 2 Stunden innerhalb von 24 Stunden unterbrochen werden und zwischen zwei Sperrzeiten muss die Zeit mindestens so lang sein wie die vorangegangene Sperrzeit. Während dieser Unterbrechung können die Wärmepumpen nicht betrieben werden, was bedeutet, dass die Wärmemenge, die während der Sperrzeiten des Energieversorgungsunternehmens (EVU) für die Beheizung des Gebäudes benötigt wird, vorproduziert und üblicherweise in einem Pufferspeicher zwischengespeichert wird.

Berechnung individueller Sperrzeitfaktoren nach EVU-Vorgaben

Um nach einer Wärmepumpensperrzeit ausreichend Leistung zu haben, muss bei der Auslegung ein Sperrzeitfaktor für die Wärmepumpenleistung mit berücksichtigt werden. Die nötige Leistungserhöhung entspricht dabei dem Anteil der Sperrzeiten. Diese Unterbrechungszeiten werden mittels eines Faktors zur Ermittlung des Leistungsbedarfes berücksichtigt. Der erforderliche Sperrzeitfaktor wird nach folgender Formel ermittelt:

Sperrzeitfaktor = 24 h / (24 h - Sperrzeit)

Betragen die EVU Sperrzeiten z. B. 3 x 2 Stunden, also insgesamt 6 Stunden, berechnet sich der Sperrzeitfaktor der Wärmepumpe wie folgt:

Sperrzeitfaktor = 24 h / (24 h - 6 h) = 1,33

Überbrückung von Sperrzeiten im Neubau mit Fußbodenheizung

In der Praxis können in einem Neubau mit Fußbodenheizung, durch die hohe Speichermasse des Fußbodenestrichs, der wie ein großer Pufferspeicher wirkt, kleinere Sperrzeitfaktoren verwendet werden. Daher beträgt der Sperrzeitfaktor für Wärmepumpen im Neubau mit Fußbodenheizung für 1 x 2 Stunden = 1,05, für Sperrzeiten von z. B. 2 x 2 Stunden = 1,10 und für EVU Sperrzeiten von 3 x 2 Stunden = 1,15. Im Allgemeinen reicht bei Neubauten mit Wärmepumpe und Fußbodenheizung das vorhandene Wärmespeichervermögen aus, um eine etwa 2-stündige Sperrzeit ohne Wärmeeinbußen zu überbrücken. Wegen der erforderlichen Wiederaufheizung der Speichermasse des Fußbodens sollte jedoch trotzdem eine Leistungserhöhung der Wärmepumpe in Betracht gezogen werden. 

Besonderheiten der Sperrzeitüberbrückung mit Pufferspeichern

In Altbauten dienen in aller Regel Pufferspeicher, um die Sperrzeiten des EVU zu überbrücken. Da die EVU die Sperrzeiten mittels Rundsteuerempfänger entsprechend der tatsächlichen Last steuern, entsprechen die resultierenden Sperrzeiten in der Praxis nicht immer den maximal möglichen Sperrzeiten, sodass sich mit einem normal dimensionierten Pufferspeicher mit z. B. 400 Litern Volumen für eine Wärmepumpe in einem Einfamilienhaus Abkühlungen von 1 bis 2 Kelvin auffangen lassen. Lediglich wenn der Temperaturfühler im Pufferspeicher bei Eintritt der Sperrzeit gerade das "Ein"-Signal zum Anlauf der Wärmepumpe sendet, kann es zu größeren Abkühlungen kommen, da für die Sperrzeit vom EVU kein Vorsignal gegeben wird und sich dann kein oder nur ein geringes nutzbares Temperaturniveau im Pufferspeicher befindet.

Planungsfehler bei Nichtberücksichtigung der Sperrzeiten

Oftmals werden die EVU Sperrzeiten bei der Leistungsbestimmung einer Wärmepumpe nicht richtig oder garnicht berücksichtigt. Im Betrieb fällt dies nicht weiter auf, da dann der Elektroheizstab die Sperrzeiten zu überbrücken hilft. Jedoch verschlechtert sich die Jahresarbeitszahl und der Stromverbrauch der Wärmepumpe wird unnötig erhöht. Dies gilt ebenso für eine Nachtabsenkung oder -Abschaltung, die den gleichen Effekt auf die Leistung der Wärmepumpe hat wie die Sperrzeiten. Daher sollte beim Kauf der Wärmepumpe beim Heizungsbauer deutlich nachgefragt werden, ob diesem die EVU Sperrzeiten bekannt sind und, ob diese in die Auslegung der Wärmepumpe mit eingerechnet wurden. Falls nicht, so sollte der Heizungsbauer beim Elektroinstallateur nachfragen, der den Zählerantrag für die Wärmepumpe stellt und auch über die Sperrzeiten des EVU Kenntnis hat.

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"Sperrzeiten der Wärmepumpe" wurde am 14.03.2016 das letzte Mal aktualisiert.