Wärmepumpen im Detail — Typen, COP und SCOP

Eine Wärmepumpe nutzt genau denselben Kreisprozess wie eine Kälteanlage — Verdichter, Verflüssiger, Expansionsventil und Verdampfer — aber der Zweck ist umgekehrt. Statt an einer Stelle Wärme zu entziehen, um Kälte zu erzeugen, holt die Wärmepumpe Wärme aus der Umgebung (Luft, Erdreich oder Grundwasser), selbst wenn diese kalt ist, und gibt sie als Nutzwärme für Heizung und Warmwasser ab. Deshalb kann sich ein tüchtiger Kältetechniker relativ leicht auf Wärmepumpen spezialisieren — die grundlegende Technik ist dieselbe, die du bereits gelernt hast.

• 01Luft-Luft-Wärmepumpen: Sie entziehen der Außenluft Wärme und geben sie direkt als warme Luft in die Wohnung ab.
• 02Luft-Wasser-Wärmepumpen: Sie entziehen der Außenluft Wärme und geben sie an ein wassergeführtes Heizsystem mit Heizkörpern oder Fußbodenheizung ab.
• 03Erdwärme- und Sole-Wasser-Wärmepumpen: gewinnen Wärme aus dem Erdreich oder dem Grundwasser über erdverlegte Rohrschlangen oder Bohrungen, wo die Temperatur das ganze Jahr über stabiler ist.
• 04Hybridlösungen: verbinden eine Wärmepumpe mit einer anderen Wärmequelle, etwa einer vorhandenen Ölheizung, für die kältesten Tage.

COP (Coefficient of Performance) ist das Verhältnis zwischen der Wärme, die die Wärmepumpe liefert, und dem Strom, den sie dafür verbraucht, gemessen bei einer bestimmten Kombination aus Außen- und Vorlauftemperatur. Ein COP von 3 bedeutet, dass die Wärmepumpe dreimal so viel Wärmeenergie liefert, wie sie elektrische Energie verbraucht. Der COP ist nützlich, um Anlagen unter identischen Bedingungen zu vergleichen, aber er sagt nicht viel darüber aus, wie sich die Anlage über ein ganzes Jahr mit wechselndem Wetter schlägt.

SCOP (Seasonal Coefficient of Performance) ist dagegen ein gewichteter Durchschnitt der Effizienz der Wärmepumpe über eine ganze Heizsaison, berechnet nach der europäischen Norm EN 14825 mit festen Klimazonen und standardisierten Annahmen über Außentemperatur und Dauer. Weil SCOP berücksichtigt, dass eine Wärmepumpe an einem frostklaren Januartag anders leistet als an einem milden Herbsttag, gibt er ein weit realistischeres Bild davon, was die Anlage im Betrieb über ein Jahr tatsächlich kosten wird, als eine einzelne COP-Zahl es tut.

Je geringer der Unterschied zwischen Außen- und Vorlauftemperatur ist, desto leichter ist die Arbeit für den Verdichter und desto höher werden COP und SCOP. Deshalb passt eine Fußbodenheizung (niedrige Vorlauftemperatur) besonders gut zu Wärmepumpen, während alte Heizkörpersysteme mit hohen Vorlauftemperaturen entweder größere Anlagen oder eine Sanierung der Wärmeverteilung erfordern, um eine gute Effizienz zu erreichen. Eine korrekte Auslegung, die richtige Kältemittelmenge und ein gut einreguliertes Expansionsventil sind für die tatsächliche Effizienz einer Wärmepumpe genauso entscheidend wie für eine normale Kälteanlage.

Weil Wärmepumpen ein Eckpfeiler beim Ausstieg aus Öl- und Gaskesseln in dänischen Wohnungen und Gebäuden sind, gibt es eine große und wachsende Nachfrage nach Technikern, die sowohl den Kältekreis als auch die Elektroinstallation und das Heizsystem des Gebäudes verstehen. Das macht den Wärmepumpenbereich zu einer der naheliegendsten Spezialisierungen, die du auf deinen Gesellenbrief als Kältetechniker aufsetzen kannst — du fängst nicht von vorn an, du baust unmittelbar auf dem auf, was du schon kannst.

“Eine Wärmepumpe lügt nicht darüber, wie gut sie ist — das tut nur eine einzelne COP-Zahl, die aus ihrem Zusammenhang gerissen ist.”