Wärmepumpe: Weniger effizient als erwartet laut Studie der ETH Zürich

Gründe überraschen

Wärmepumpe: Weniger effizient als vermutet

Eine neue Studie der ETH Zürich offenbart: Viele installierte Wärmepumpen arbeiten weniger effizient als erwartet. Die Gründe überraschen.

Wärmepumpen gelten als zukunftssicheres und umweltschonendes Heizsystem. Besonders auf dem Weg zur Klimaneutralität sind sie eine Alternative zu Öl- und Gasheizungen. Eine aktuelle Feldstudie der ETH Zürich ergab nun jedoch, dass viele bereits installierte Anlagen ineffizient arbeiten. Meist sogar, ohne dass die Besitzer davon Kenntnis haben.

Konkret ermittelten die Forscher große Unterschiede in der Wirtschaftlichkeit: Von mehr als 1.000 untersuchten Wärmepumpen verbrauchten die "schlechtesten" bis zu dreimal so viel Strom, um die gewünschte Temperatur fürs Heizsystem zu erzeugen, wie die am besten arbeitenden Geräte.

Besonders problematisch ist laut den Wissenschaftlern, dass fast jede fünfte (17 Prozent) der untersuchten Luft-Wärmepumpen nicht einmal die europäischen Effizienzstandards erfüllte. Doch wie kann das sein?

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Von falsch eingestellt bis überdimensioniert

Gründe für die Ineffizienz fanden die Wissenschaftler mehrere: So waren Wärmepumpen oftmals falsch eingestellt oder für ihren Einsatz überdimensioniert. Letzteres ist vor allem als sogenannter "Angstzuschlag" bekannt. Fast jede zehnte untersuchte Anlage war größer ausgelegt als nötig – und im Betrieb damit zu teuer.

In der Studie gab es allerdings auch den anderen Extremfall: zu klein dimensionierte Geräte. Der Wert lag jedoch nur bei einem Prozent. In diesem Fall arbeitet die Wärmepumpe stets unter hoher Last, was wiederum dazu führte, dass sie schneller kaputtging.

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Häufiger stellten die Forschenden fehlerhafte Einstellungen bei der Heizkurve und der Heizungsgrenze fest. Dadurch heizte die Wärmepumpe teilweise bereits bei noch moderaten Außentemperaturen. Auch eine zu hohe Vorlauftemperatur führte zu Problemen. Alles drei sind Faktoren, die unnötige Energieverluste verursachen.

"Auch wenn uns bekannt war, dass fehlerhafte Planungen und Einstellungen bei Wärmepumpen keine Seltenheit sind, hat uns überrascht, wie stark sich dies im tatsächlich erzielten Effizienzniveau widerspiegelt und wie klar das in den Daten sichtbar wird", erklärt Thorsten Staake, Co-Leiter des Bits to Energy Lab der ETH Zürich.

Bessere Überwachung als mögliche Lösung

In ihrer Studie zeigen die Forscher auch Lösungsansätze auf. Einer davon sieht vor, die Überwachung von Wärmepumpenanlagen europaweit zu standardisieren. Ziel ist es, Daten aller Anlagen zentral zu erfassen und daraus einen Algorithmus zu entwickeln, der Optimierungspotenziale erkennt und gezielte Verbesserungen ermöglicht.

Damit die Daten erfasst werden können, müssten alle Wärmepumpen mit einem intelligenten, internetfähigen Strommessgerät – einem sogenannten Smart Meter – ausgestattet werden. Nur so ließen sich die Verbrauchsdaten zuverlässig übermitteln. Die gesammelten und analysierten Informationen würden ihren Besitzern, ihre Anlagen besser zu verstehen, Stromkosten zu senken und die Zufriedenheit mit der Technik zu steigern. "Das wiederum trägt dazu bei, dass sich Wärmepumpen schneller durchsetzen und die Klimaziele erreicht werden können", erklärt Tobias Brudermüller, Co-Autor der Studie.

So lief die Studie ab

Für ihre Untersuchung haben die Forschenden zwei Jahre lang Daten von über 1.000 Wärmepumpen aus zehn Ländern ausgewertet, darunter Deutschland, Österreich und Schweden. Ziel war es, die Effizienz verschiedener Wärmepumpen-Systeme vergleichbar machen – unabhängig davon, in welchem Zustand das Gebäude oder das Verhalten seiner Bewohner ist.

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Die Auswertung erfolgte in Echtzeit und basierte auf physikalischen Messwerten wie der Vorlauftemperatur – also der Temperatur des Wassers, das von der Wärmepumpe in das Heizsystem eingespeist wird – sowie dem Stromverbrauch. Aufgrund dieser objektiven Messgrößen lassen sich die Ergebnisse laut den Studienautoren allgemein interpretieren.