Wärmepumpen: KI erkennt Ineffizienz

Wärmepumpen reagieren empfindlicher auf Abweichungen von den Soll-Wert-Einstellungen als andere Heizgeräte. Um unnötigem Stromverbrauch entgegenzuwirken, wurden an der ETH Zürich Algorithmen entwickelt, welche helfen, Wärmepumpen mit Verbesserungspotenzial aufzuspüren. Grundlage bilden von Smart-Metern aufgezeichnete Stromverbrauchsdaten, die mit Künstlicher Intelligenz (KI) ausgewertet werden.

Quelle: Elektrizitätswerke des Kantons Zürich (EKZ)

Bevor Hauseigentümer auf die Idee kommen, eine Energieberatung in Anspruch zu nehmen, müssen sie erst wissen, dass ihre Heizungsanlage nicht optimal eingestellt ist.

Von Benedikt Vogel im Auftrag vom Bundesamt für Energie (BFE)

Wärmepumpen leisten bei der Dekarbonisierung des Gebäudeparks unschätzbare Dienste. Sie nutzen Umweltwärme aus der Luft, dem Boden oder aus Gewässern. Werden sie mit Strom aus erneuerbaren Quellen betrieben, ist der Betrieb CO2-neutral. Wärmepumpen finden immer grössere Verbreitung. Der Absatz erreichte 2023 in der Schweiz mit gut 43'000 Geräten einen neuen Rekordwert. Rund 20 Prozent der Schweizer Gebäude werden heute mit einer Wärmepumpe beheizt. Wärmepumpen sind bei Neubauten das mit Abstand meistgenutzte Heizsystem.

Wie herkömmliche Heizungen und andere Haustechnikgeräte sind Wärmepumpen allerdings nicht immer optimal eingestellt. Ein Grund hierfür ist, dass Installateure – quasi als Reserve – häufig zu hohe Vorlauftemperaturen einstellen und diese später regelmässig unverändert bleiben. Zudem sind die Geräte teilweise schon etliche Jahre in Betrieb, und Veränderungen bei den Bauten werden mitunter nicht berücksichtigt. In der Folge verbrauchen Wärmepumpen oft mehr Strom als nötig und verursachen so unnötige Mehrkosten. Wo die Probleme liegen, zeigt die Auswertung von 410 Energieberatungen bei Stromkunden der Elektrizitätswerke des Kantons Zürich (EKZ). Bei 41 Prozent der beratenen Haushalte mit Wärmepumpe war die Heizkurve, die die Vorlauftemperatur der Heizung in Abhängigkeit der Aussentemperatur regelt, zu hoch eingestellt; die Wärmepumpe muss einen unnötig hohen Temperaturhub erzeugen, was Mehrarbeit beziehungsweise mehr Stromverbrauch für den Kompressor bedeutet. In 36 Prozent der Fälle war die Nachtabsenkung fälschlicherweise aktiviert, was zu einer Abkühlung der Gebäude führte; am Folgetag erforderte das Nachheizen eine grosse Leistung und eine höhere Vorlauftemperatur, was bei einer Wärmepumpe als Ergebnis einen Mehraufwand an Energie verursacht. In 26 Prozent der Fälle war die Heizgrenze zu hoch eingestellt; die Wärmepumpe war länger in Betrieb als angesichts der Aussentemperatur erforderlich.

Quelle: EKZ

Bei Neubauten sind Wärmepumpen (im Bild: eine Luft-Wasser-Wärmepumpe, die Umweltwärme aus der Umgebungsluft nutzt) heute das meistgenutzte Heizsystem. Maximale Effizienz erreichen die Geräte aber nur, wenn sie optimal eingestellt sind.