Wärmepumpe vereist: Ist das normal?

Wärmepumpe vereist: Das ist der Grund  

Wärmepumpen nutzen einen immer wieder ablaufenden Prozess, um Wärme aus Umweltenergiequellen zu gewinnen. Dieser Prozess basiert auf Kältemittel, das in der Anlage verdampft und kondensiert. Ersteres passiert am sogenannten Verdampfer. Hier trifft das  Kältemittel  einer  Luftwärmepumpe  auf die Außenluft. Es nimmt Energie auf und geht vom flüssigen in den gasförmigen Aggregatzustand über. Dieser Vorgang kühlt die Außenluft, sodass diese weniger Feuchtigkeit mitführen kann. Es kommt zur Kondensation von Wasser an den Lamellen des Wärmeübertragers. Ist dieser sehr kalt, vereist die Wärmepumpe - meist bei Minusgraden, teilweise aber auch schon bei einigen Grad Celsius über Null.  

Leistungsabfall der Wärmepumpenheizung ist die Folge

Ist die Wärmepumpe vereist, saugt der Ventilator weniger Luft an. Der Prozess bekommt nicht mehr ausreichend Energie und die Leistung der Heizung nimmt spürbar ab. An warmen Tagen würden Sonnenstrahlen und steigende Außentemperaturen ausreichen, um das Eis zu entfernen. So ist es zum Beispiel bei einigen Poolwärmepumpen. Die Geräte schalten ab und gehen erst einige Stunden später wieder in Betrieb. Aber wie funktioniert eine Wärmepumpe bei Minusgraden im Winter, wenn sie Wärme für die Raumheizung und die Warmwasserbereitung bereitstellen soll?

Wärmepumpe bei Minusgraden: Stromverbrauch steigt  

Moderne Heizungswärmepumpen verfügen über eine integrierte Abtaufunktion, um die Vereisung in den Griff zu bekommen und den Heizbetrieb aufrecht halten zu können. Genau wie die höhere Temperaturdifferenz zwischen Außentenluft und Heizungsvorlauf sorgt das aber dafür, dass die Wärmepumpe bei Minusgraden einen höheren Stromverbrauch aufweist. Liegt der COP knapp über dem Gefrierpunkt oft noch über 3, rutscht der Wert bei dem Betrieb einer Wärmepumpe bei Minusgraden im Durchschnitt auf zwei bis drei ab. Die Anlage kann dabei nur noch zwei bis drei Kilowattstunden Wärme aus einer Kilowattstunde Strom beziehen und der Stromverbrauch steigt.  

Abtaufunktion für den Betrieb im Winter

Dennoch kann es vorkommen, dass die Wärmepumpe vereist. Und zwar öfter, je niedriger die Außentemperaturen sind und je feuchter die Luft in der Umgebung ist.  Um dennoch einen zuverlässigen Heizbetrieb sicherzustellen, sind die Geräte mit einer automatischen Abtaufunktion ausgestattet.

Abtauvorgang hängt von diversen Temperaturen ab

Ist die Wärmepumpe vereist, kommt weniger Luft von außen zum Verdampfer. Das Kältemittel nimmt nicht mehr ausreichend Energie auf und bleibt zu kühl. Die Regelung erfasst daher die Differenz zwischen Außentemperatur und Kältemitteltemperatur am Verdampferausgang. Unterschreitet diese einen voreingestellten Wert, geht die Regelung von einer Vereisung aus und der Abtauvorgang startet automatisch.

Zeitsteuerung blockiert den Abtauvorgang im Winter

Um zu verhindern, dass die Wärmepumpe im Winter ständig im Abtauprogramm läuft, gibt es eine sogenannte Sperrzeit. Diese beginnt nach dem Abtauen und dauert je nach System und Aufstellungsort beispielsweise 30 Minuten an. In der Zwischenzeit gewinnt die Anlage Wärme aus der Umgebung, bevor die Wärmepumpe vereist und der Abtauvorgang erneut startet.

Wärmepumpe vereist: Was passiert dabei technisch?

Im Abtauprogramm schaltet die Anlage vom Heiz- in den Kühlbetrieb um. Sie nimmt dann Wärme aus dem Haus oder einem angeschlossenen  Pufferspeicher, um warmes Kältemittel über den  Wärmetauscher  zu leiten. Nach wenigen Minuten ist das gesamte Eis geschmolzen und die Anlage arbeitet wie gewohnt im Heizbetrieb weiter.

Voraussetzung für die sogenannte Heißgas-Abtauung ist übrigens ein spezielles Umschaltventil im Aufbau der Wärmepumpe. Dieses leitet heißen Kältemitteldampf vom Verdichter zum Wärmeübertrager, um Letzteren abzutauen.

Vereisen der Wärmepumpe: Ein Nachteil

Dass eine Wärmepumpe vereist, ist typisch für den Betrieb mit Umgebungsluft. Denn diese ist im Winter sehr kalt. Der Abtauvorgang benötigt zusätzliche Energie und verschlechtert somit die Bilanz der Anlage. Wichtig ist es daher, den zusätzlichen Energieverbrauch durch eine optimierte Regelung auf ein Minimum zu begrenzen. Sole- und  Grundwasserwärmepumpen  sind hier im Vorteil. Denn diese setzen auf Umweltenergiequellen, die sich ganzjährig mit höheren Temperaturniveaus anzapfen lassen. Probleme wie das Vereisen der Wärmeübertrager treten dabei seltener auf.

Die Wärmepumpe vereist ständig? Installateur beauftragen

Verschiedene Gründe können dazu führen, dass eine Wärmepumpe ständig vereist und mehr Strom verbraucht als üblich. Ist das der Fall, sollten Sie einen Installateur zurate ziehen. Der Experte nimmt die Anlage genau unter die Lupe und prüft, ob ein technischer Fehler vorliegt. Ist ausreichend Kältemittel im System? Passt die Auslegung zum Gebäude und finden sich auch in der Aufstellung keine Fehlerquellen, können klimatisch ungünstige Bedingungen zum starken Vereisen führen. Hier hilft es unter Umständen, die Sperrzeiten zu reduzieren oder einen Spitzenlastkessel zu installieren. Letzterer startet nur bei sehr ungünstigen Bedingungen und sorgt dafür, dass die Stromkosten der Wärmepumpe gering bleiben.