Klimaschutz- und Energieagentur Niedersachsen

Wärmepumpen können sowohl im Bestand als auch im Neubau effizient und kostengünstig Wärme bereitstellen. Gleichzeitig variiert die Takthäufigkeit stark – von Anlagen, die nahezu kontinuierlich laufen, bis hin zu Systemen, die innerhalb eines Jahres tausende Male an- und ausgehen. Die Gründe, warum Wärmepumpen takten, haben wir bereits im ersten Artikel „Häufiges Takten, kürzere Lebensdauer: Darum takten Wärmepumpen zu häufig“ ausführlich dargestellt.

Aufbauend darauf geht es in diesem Beitrag nun darum, den Taktbetrieb zu bewerten und durch gezielte Maßnahmen in Planung und Betrieb zu optimieren.

Wie lässt sich der Taktbetrieb einer Wärmepumpe bewerten?

Der Taktbetrieb von Wärmepumpen lässt sich nur schwer beurteilen, ohne die Details des Heizsystems zu kennen. Relevant sind neben der hydraulischen Einbindung unter anderem die Verfügbarkeit und Größe eines Pufferspeichers, die Steuerung des Wärmepumpensystems sowie die Art der genutzten Umweltwärme (z.B. Luft oder Erdreich). Außerdem zeigen Erfahrungen, dass Wärmepumpen, die sowohl Raumwärme als auch Warmwasser bereitstellen, häufiger takten als Systeme, die nur eine dieser Aufgaben übernehmen. Daher können die folgenden Werte lediglich als Indikator dienen, um den Taktbetrieb einer Wärmepumpe zu bewerten.

Für eine erste Einschätzung können die im Steuerungsmodul dokumentierten Betriebsdaten genutzt werden. Dabei sind insbesondere die „Taktzahl“ pro Jahr sowie die „Betriebsstunden pro Takt“ von Interesse.

Die nachfolgenden Größenordnungen sind eine Einschätzung der Wärmepumpen-Initiative Niedersachsen (WIN). Sie basieren auf wissenschaftlichen Auswertungen (Abschlussbericht WP-QS im Bestand, Feldmessungen energieschweiz) sowie fachlicher Einordnung der Ergebnisse und stellen grobe Orientierungswerte dar – keine verbindlichen Grenzwerte.

1. Eine Taktzahl von bis zu 2.000 Takten pro Jahr und eine durchschnittliche Betriebsdauer von etwa 1 Stunde pro Takt deuten auf einen gut eingeregelten Betrieb hin.

2. Bis zu 5.500 Takte pro Jahr bei durchschnittlich rund 30 Minuten Betriebszeit können einen effizienten Betrieb ermöglichen und müssen die Lebensdauer nicht negativ beeinflussen. Abhängig von der konkreten Versorgungssituation sind hier Optimierungen möglich.

3. Mehr als 5.500 Takte pro Jahr können die Lebensdauer der Wärmepumpe verringern. Insbesondere sehr kurze Betriebsintervalle (< 15 Minuten, teils < 5 Minuten) weisen auf Optimierungsbedarf hin.

Systematische Rückmeldungen aus der Praxis – insbesondere aus dem Handwerk – liegen hierzu bislang nicht vor.

Weichenstellung in der Planung: Taktzahl minimieren

Um eine hohe Taktzahl zu vermeiden und einen effizienten, wirtschaftlichen Betrieb der Wärmepumpe zu gewährleisten, empfiehlt die Wärmepumpen-Initiative Niedersachsen (WIN) folgende Aspekte bereits in der Planungsphase zu berücksichtigen:

1. Einbau eines parallel eingebundenen Pufferspeichers:
   Besonders im Gebäudebestand ist der Einsatz von Pufferspeichern eine bewährte und regelungstechnisch einfache Lösung. Detaillierte Informationen dazu finden sich in unserem Leitfaden zur Installation effizienter Wärmepumpensysteme (Kapitel VIII Pufferspeicher, S. 4).
2. Hydraulische Einbindung von Wärmepumpe und Pufferspeicher:
   Die hydraulische Einbindung hat maßgeblichen Einfluss auf Taktzahl, Effizienz und Lebensdauer einer Wärmepumpe (vgl. unter anderem Hydraulikleitfaden des Bundesverbands Wärmepumpe (BWP). Grundsätzlich sollte die Hydraulik möglichst einfach und robust ausgeführt werden. Pufferspeicher sind bestenfalls parallel und nicht in Reihe in das Heizsystem einzubinden.
3. Passende Dimensionierung der Wärmepumpe:
   Wärmepumpen sollten möglichst genau auf den jeweiligen Anwendungsfall zugeschnitten sein. Überdimensionierungen sind zwar nicht gleichbedeutend mit einem ineffizienten Betrieb – ein Pufferspeicher kann hier ausgleichen – führen aber zu erheblichen Mehrkosten beim Kauf der Wärmepumpe.

Optimierung im Betrieb: Taktzahl reduzieren

Auch für bereits installierte Wärmepumpen gibt es Möglichkeiten, den Betrieb effizienter und kostengünstiger zu gestalten:

1. 1. Monitoring des Wärmepumpenbetriebs:
      Nur durch regelmäßige Kontrolle von Effizienz, Taktzahl und weiteren Betriebsdaten lassen sich Fehler im Betrieb frühzeitig erkennen. Grundsätzlich genügt es, folgende Daten monatlich zu überprüfen und mit Erwartungswerten abzugleichen:
      • • Anzahl der Takte und Betriebsstunden,
        • bereitgestellte Wärmemengen (Heizung, Warmwasser) und Stromverbrauch der Wärmepumpe, um die Effizienz zu bewerten.
          
          

      Liegen die Werte deutlich unter den Erwartungen, bestehen – glücklicherweise – auch auch für bestehende Anlagen Optimierungsmöglichkeiten. Neben der Überprüfung der hydraulischen Einbindung oder dem nachträglichen Einbau eines Pufferspeichers  sind hier vor allem Maßnahmen relevant, die zu einer Absenkung der Heizkreistemperatur führen.

   2. Optimierung der Reglereinstellungen:
      Die Effizienz von Wärmepumpen hängt stärker als bei Gaskesseln von der bereitzustellenden Temperatur ab. Jedes Grad zählt und führt zu spürbaren Kosteneinsparungen. Ansatzpunkte sind beispielsweise:
      • • Absenkung der Heizkurve auf das notwendige Minimum,
        • Erhöhung der pro Betriebszyklus realisierten Temperaturanhebung (Hysterese) auf ein Mindestmaß je Betriebsart.
          
          

      Wichtig: Durch die Anpassung der Heizkurve wird die Raumtemperatur nicht beeinflusst, während Betriebskosten und Taktzahl sinken.

   3. Anpassung der Heizkörper:
      Der Austausch einzelner, kritischer Heizkörper gegen größere, leistungsstärkere, typgleiche Modelle kann ebenfalls die Taktzahl reduzieren.
      
      

      Weitere einfach umsetzbare Maßnahmen sind:

      • • Vollständige und enganliegende Dämmung des Speichers,
        • an dauerhaft warmen Teilen des Speichers.

Die Taktzahl und die durchschnittliche Betriebsdauer pro Takt liefern wertvolle Hinweise auf den Betrieb einer Wärmepumpe. Sie sind zwar kein exaktes Maß für Hydraulik oder Regelung, zeigen aber auf, ob Optimierungen sinnvoll oder erforderlich sind. Unabhängig von der ursprünglichen Planung lassen sich auch bestehende Anlagen im Hinblick auf Lebensdauer und Betriebskosten verbessern. Welche Maßnahmen umsetzbar sind, ist mit dem Fachbetrieb zu klären.