Die Leistungsdaten einer Wärmepumpe sagen viel mehr aus als die auf dem Typenschild angegebene Nennleistung. Eine Wärmepumpe mit einer Nennleistung von 9 kW liefert nicht unbedingt 9 kW, wenn die Außentemperatur auf -15 °C sinkt.
Aus diesem Grund sind die Leistungsdaten einer Wärmepumpe bei der Auswahl eines Geräts für ein Projekt in einer kalten Klimazone von entscheidender Bedeutung. Die in einer Produktbezeichnung oder einer allgemeinen Broschüre angegebene Leistung basiert in der Regel auf bestimmten Testbedingungen. Ändert sich die Außentemperatur oder die erforderliche Wassertemperatur, kann sich das Ergebnis ändern.
Für Installateure, Händler und Projektverantwortliche lautet die entscheidende Frage ganz einfach: Wie viel Wärme kann das Gerät unter den jeweiligen Projektbedingungen liefern?
Nutzung von Leistungsdaten von Wärmepumpen bei der Auswahl für kalte Klimazonen
Wenn Sie eine Leistungstabelle einsehen, überprüfen Sie zunächst die Außentemperatur.
Ein Gerät kann unter milden Testbedingungen zwar für 9 kW ausgelegt sein, doch benötigt ein Gebäude in der Regel mehr Heizleistung, wenn es am kältesten ist. Für die Auswahl der Anlage ist daher die bei der für das Projekt vorgesehenen Auslegungsaußentemperatur verfügbare Leistung der aussagekräftigere Wert.
Ein gutes Beispiel hierfür ist das Modell JMU90HC von JNOD. Es handelt sich um eine 9-kW-Monoblock-Wärmepumpe mit R290-Kältemittel und oberer Luftführung, deren angegebene Leistung sich jedoch mit sinkender Außentemperatur ändert.
Bei einer Vorlauftemperatur von 35 °C beträgt die angegebene Heizleistung:
| Außentemperatur | Heizleistung |
|---|---|
| 5°C | 9,10 kW |
| -15 °C | 6,86 kW |
| -25°C | 5,61 kW |
Der Modellname bleibt unverändert. Die verfügbare Heizleistung hingegen nicht.
Wenn ein Produkt also als „9-kW-Wärmepumpe“ bezeichnet wird, sollte die nächste Frage lauten:
9 kW bei welcher Außentemperatur und welcher Wassertemperatur?
Für die Dimensionierung in kalten Klimazonen empfiehlt das PNNL, die erweiterten Leistungsdaten des Herstellers heranzuziehen und die verfügbare Leistung mit dem Auslegungsheizbedarf des Gebäudes zu vergleichen, anstatt sich ausschließlich auf die Nennleistung zu verlassen. Siehe die Leitlinien des PNNL zur Dimensionierung von Wärmepumpen für kalte Klimazonen.
Wassertemperatur prüfen
Die Außentemperatur ist nur ein Teil des Gesamtbildes.
Eine Wärmepumpe, die Wasser mit einer Temperatur von 35 °C liefert, arbeitet unter anderen Bedingungen als dasselbe Gerät, das Wasser mit einer Temperatur von 55 °C liefert. Dieser Unterschied spielt bei Systemen mit Fußbodenheizung, Heizkörpern oder kombinierten Heizkörpern eine Rolle.
Die Daten zum JMU90HC belegen dies eindeutig. Bei einer Außentemperatur von -15 °C ändert sich die angegebene Heizleistung wie folgt:
| Auslasswassertemperatur | Heizleistung |
|---|---|
| 35 °C | 6,86 kW |
| 45 °C | 5,73 kW |
| 55 °C | 5,41 kW |
Bei -25 °C beträgt die angegebene Leistung 5,61 kW bei einer Wassertemperatur von 35 °C, 4,45 kW bei 45 °C und 3,91 kW bei 55 °C.
Dies spielt beim Vergleich von Anlagen eine Rolle. Bei einem Projekt, für das 55 °C warmes Wasser benötigt wird, kann man nicht einfach den Leistungswert für 35 °C zugrunde legen, nur weil dieser höher ist.
Der Zusammenhang zwischen der Austrittstemperatur und der Systemleistung wird ausführlicher in JNODs Leitfaden zur Vorlauftemperatur von Wärmepumpen für Installateure.
COP ist nur unter den vorgegebenen Testbedingungen sinnvoll
Die COP ist oft die Zahl, die Käufern als Erstes ins Auge fällt, doch sie lässt sich leicht falsch vergleichen.
Die Berechnung ist einfach:
COP = Heizleistung ÷ Elektrische Leistungsaufnahme
Das Wichtigste ist die Bedingung, die hinter der Zahl steht.
Für das Modell JMU90HC beträgt der angegebene COP bei einer Auslasswassertemperatur von 35 °C:
| Außentemperatur | COP |
|---|---|
| 5°C | 4.70 |
| -15 °C | 2.33 |
| -25°C | 1.72 |
Bei einer Auslasswassertemperatur von 55 °C ändert sich der COP von 3,10 bei 5 °C auf 1,66 bei -15 °C und auf 1,18 bei -25 °C.
Wenn also zwei Wärmepumpen unterschiedliche COP-Werte aufweisen, sollten Sie vor dem Vergleich die Testbedingungen überprüfen.
Verwenden Sie dasselbe: Außentemperatur + Auslasswassertemperatur + Testbedingungen
für beide Produkte. Ein COP-Wert, der bei einer Außentemperatur von 7 °C und einer Wassertemperatur von 35 °C gemessen wurde, sollte nicht direkt mit einem COP-Wert verglichen werden, der bei -15 °C und einer Wassertemperatur von 55 °C gemessen wurde.
Weitere Betriebsdaten finden Sie in der JNOD JMU90HC R290 Wärmepumpe mit Ausblas nach oben.
Überprüfen Sie die Auslegungstemperatur, bevor Sie sich für ein Modell entscheiden
Ein Gebäude bleibt nicht den ganzen Winter über auf der bei der Planung vorgesehenen Außentemperatur.
Die Auslegungstemperatur ist der Wert, anhand dessen bestimmt wird, wie viel Heizleistung das Gebäude bei kälterem Wetter benötigt. Sie variiert je nach Standort und Auslegungsmethode.
Damit steht Installateuren eine praktische Möglichkeit zur Verwendung einer Leistungstabelle zur Verfügung.
Stellen Sie sich ein Projekt mit einem berechneten Heizbedarf von 6 kW bei -15 °C vor. Eine 9-kW-Wärmepumpe scheint auf den ersten Blick ausreichend zu sein. Im nächsten Schritt muss die angegebene Leistung unter folgender Adresse überprüft werden: -15 °C Außentemperatur und am vom Heizsystem benötigte Wassertemperatur.
Für das Modell JMU90HC beträgt die angegebene Leistung bei -15 °C 6,86 kW bei einer Vorlauftemperatur von 35 °C, bei einer Vorlauftemperatur von 55 °C hingegen 5,41 kW.
Dieser Unterschied kann die Entscheidung für eine bestimmte Ausrüstung beeinflussen.
Das PNNL empfiehlt bei der Auswahl von Wärmepumpen für kalte Klimazonen folgende Vorgehensweise: Vergleichen Sie die erweiterten Leistungsdaten des Herstellers mit der Auslegungsheizlast des Gebäudes.
Verwechseln Sie die Betriebsgrenze nicht mit der Heizleistung
Diese Spezifikation lässt leicht zu Missverständnissen führen.
Wenn bei einer Wärmepumpe angegeben ist, dass sie bis zu einer Temperatur von -25°C, das gibt die angegebene Betriebsgrenze an. Das bedeutet jedoch nicht, dass das Gerät bei -25 °C seine Nennleistung erbringt.
Das Modell JMU90HC veranschaulicht diesen Unterschied. Seine angegebene Leistung reicht bis -25 °C, doch die bei dieser Temperatur verfügbare Heizleistung ist geringer als bei 5 °C.
Wenn du also Folgendes siehst:
Betriebsbereich: bis zu -25 °C
Schauen Sie sich auch die Kapazitätstabelle an.
Der Betriebsbereich gibt an, ob das Gerät unter diesen Bedingungen betrieben werden kann. Die Leistungstabelle gibt Auskunft darüber, welche Leistung zur Verfügung steht.
JNODs Wärmepumpenlösungen für kalte Klimazonen sind für Projekte gedacht, bei denen niedrige Außentemperaturen ein wichtiger Faktor bei der Produktauswahl sind.
Auch die Mindestkapazität spielt eine Rolle
Bei der Auswahl für kalte Klimazonen geht es nicht nur um den kältesten Tag.
Der größte Teil der Heizperiode liegt normalerweise über der Auslegungsaußentemperatur. Eine Inverter-Wärmepumpe muss daher ihre Leistung reduzieren, wenn die Gebäudelast sinkt.
Hier kommt die Mindestkapazität ins Spiel.
Ein Gerät, das an einem sehr kalten Tag den Bedarf decken kann, muss bei milderem Wetter möglicherweise dennoch mit deutlich geringerer Leistung betrieben werden. Ist die Mindestleistung für die jeweilige Anwendung zu hoch, kann es zu einem Problem mit dem Ein- und Ausschalten kommen.
Aus diesem Grund empfiehlt das PNNL außerdem, bei der Auswahl von Wärmepumpen mit variabler Leistung sowohl die maximale als auch die minimale Heizleistung zu berücksichtigen.
Für einen Installateur lohnt es sich, beide Seiten zu überprüfen:
Kann das Gerät die Spitzenlast abdecken?
Kann die Heizung die Leistung ausreichend drosseln, wenn das Gebäude weniger Wärme benötigt?
So lesen Sie eine Leistungstabelle für ein konkretes Projekt
Eine einfache Möglichkeit, mit einer Leistungstabelle zu arbeiten, besteht darin, mit einer konkreten Auslegungsbedingung zu beginnen.
Zum Beispiel:
Auslegungsaußentemperatur: -15 °C
Erforderliche Auslasswassertemperatur: 45 °C
Heizlast des Gebäudes: 6 kW
Überprüfen Sie nun das ausgewählte Modell unter diesen Bedingungen.
Für das Modell JMU90HC beträgt die angegebene Heizleistung bei einer Auslasswassertemperatur von -15 °C und 45 °C 5,73 kW, mit einem COP von 1.95.
Das zeigt sofort, dass das Modell bei -15 °C nicht die gleiche Leistung erbringt wie unter Nennbedingungen.
Von dort aus kann sich der Installateur den Rest des Systems ansehen:
- Kann die erforderliche Wassertemperatur gesenkt werden?
- Sind die Heizkörper richtig dimensioniert?
- Gibt es ein anderes Modell, das besser geeignet ist?
- Ist eine Zusatzheizung erforderlich?
- Verfügt das ausgewählte Gerät über einen ausreichenden Modulationsbereich?
Die Leistungstabelle enthält die für diese Bewertung erforderlichen Zahlen.
Was passiert beim Abtauen?
Bei kaltem und feuchtem Wetter kann sich am Außenwärmetauscher Frost bilden.
Die Wärmepumpe muss dann einen Abtauvorgang durchführen, um den Frost zu entfernen. Während des Abtauvorgangs arbeitet das Gerät nicht auf dieselbe Weise wie beim normalen Heizen, sodass sich die kurzfristige Heizleistung und der Stromverbrauch ändern können.
Dies ist ein Grund, warum man vermeiden sollte, einen einzelnen Datenpunkt mit niedriger Temperatur als konstanten Wert für den gesamten Winter anzusehen.
Bei einem Projekt in einer kalten Klimazone lohnt es sich, den Hersteller sowohl zur Abtausteuerung als auch zu den angegebenen Leistungsdaten und dem COP zu befragen.
Auch die Auslegung des Gesamtsystems spielt eine Rolle. Vorlauftemperatur, Heizkörper, Regelungen und Stromversorgung müssen alle mit der ausgewählten Wärmepumpe kompatibel sein.
Für Projekte, bei denen der Einbauraum für das Außengerät begrenzt ist, bietet JNOD außerdem Wärmepumpenlösungen für kleine Räume unter Verwendung einer Luftabführung nach oben.
Was sollten Sie den Hersteller fragen?
Wenn Sie Wärmepumpen für ein Projekt in einer kalten Klimazone vergleichen, lassen Sie sich die Leistungsdaten der Wärmepumpen geben, die für das jeweilige Projekt geeignet sind.
Fordern Sie mindestens Folgendes an:
| Informationen | Warum das wichtig ist |
|---|---|
| Heizleistung bei Auslegungstemperatur | Zeigt an, ob das Gerät die Last bewältigen kann |
| COP unter denselben Bedingungen | Liefert einen realistischen Anhaltspunkt für den Wirkungsgrad |
| Kapazität bei unterschiedlichen Wassertemperaturen | Zeigt die Auswirkungen der Systemanforderungen |
| Mindest- und Höchstkapazität | Hilft bei der Beurteilung der Modulation |
| Betriebstemperaturbereich | Definiert den angegebenen Klimabereich |
| Informationen zum Abtauen | Ideal für kalte und feuchte Bedingungen |
| Testbedingungen | Macht Produktvergleiche aussagekräftig |
Für Käufer in Nordamerika bieten die aktuellen ENERGY STAR-Kriterien für den Einsatz in kalten Klimazonen eine weitere nützliche Orientierungshilfe. Zertifizierte Geräte müssen bestimmte Leistungsanforderungen bei niedrigen Temperaturen erfüllen, darunter Anforderungen an den COP und die Heizleistung bei 5 °F (-15 °C). Hierbei handelt es sich um ENERGY STAR-Zertifizierungskriterien und nicht um allgemeingültige Anforderungen für jede Wärmepumpe. Hier finden Sie die aktuellen ENERGY STAR-Kriterien für Wärmepumpen.
Wie JNOD Leistungsdaten nutzt
JNOD veröffentlicht erweiterte Leistungsdaten für ausgewählte R290-Luftwärmepumpen.
Die Leistungstabelle für das Modell JMU90HC deckt Außentemperaturen von -25 °C bis 25 °C ab und gibt die Heizleistung, die Leistungsaufnahme und den COP bei verschiedenen Vorlauftemperaturen an.
Das bietet Installateuren und Projektkäufern eine bessere Vergleichsgrundlage als eine einzelne Nennleistung.
Einen umfassenden Überblick über das Produktangebot von JNOD finden Sie unter Produktreihe der Luftwärmepumpen.
Das gleiche Prinzip gilt für jeden Hersteller: Orientieren Sie sich an der Leistungstabelle unter Bedingungen, die denen des Projekts nahekommen, anstatt sich allein auf die Modellbezeichnung zu verlassen.
Häufig gestellte Fragen
Bei vielen Luftwärmepumpen nimmt die Heizleistung mit sinkender Außentemperatur ab. Das Ausmaß dieser Veränderung hängt vom jeweiligen Modell und den Betriebsbedingungen ab.
Nein. Die Nennleistung von 9 kW bezieht sich auf eine definierte Prüfbedingung. Die tatsächliche Heizleistung kann bei niedrigeren Außentemperaturen oder höheren Vorlauftemperaturen abweichen.
Denn die Wärmepumpe muss sowohl die erforderliche Heizwassertemperatur erzeugen als auch Wärme aus der Außenluft entziehen. Eine höhere Wassertemperatur kann sowohl die Heizleistung als auch den COP beeinflussen.
Das bedeutet, dass der Hersteller den Betrieb bis zu dieser Außentemperatur unter den angegebenen Bedingungen spezifiziert. Es bedeutet jedoch nicht, dass das Gerät bei -25 °C seine Nennleistung erbringt.
Verwenden Sie beim Vergleich der Heizleistung und des COP dieselbe Außentemperatur und dieselbe Vorlauftemperatur. Prüfen Sie anschließend die Mindestleistung, den Betriebsbereich, die Abtaustrategie, die elektrischen Anforderungen und den Heizbedarf des Gebäudes.
Abschließende Zusammenfassung
Die Nennleistung einer Wärmepumpe ist nur ein Aspekt in einem viel umfassenderen Leistungsbild.
Bei einem Projekt in einer kalten Klimazone sind die Zahlen entscheidend, die der tatsächlichen Planung entsprechen:
Außentemperatur + Vorlauftemperatur + Heizleistung + COP + Gebäudelast.
Ein 9-kW-Modell kann unter milden Testbedingungen nahezu seine Nennleistung erreichen, bei -15 °C oder -25 °C jedoch deutlich weniger. Die Leistungstabelle verdeutlicht diese Veränderung.
Für Installateure, Händler und Projektverantwortliche besteht der praktische Ansatz darin, zu prüfen, welche Leistung das Gerät unter den für das Projekt erforderlichen Bedingungen tatsächlich erbringen kann.
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