Funktioniert eine Wärmepumpe im Klima meiner Region? Wie tief kann es gehen? Ihre Fragen beantwortet

Kanadier, insbesondere diejenigen, die ihr Zuhause durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe heizen, werden ermutigt, auf elektrische Wärmepumpen umzusteigen, um die Treibhausgasemissionen zu senken.

Aber für welche Teile Kanadas und für welche Temperaturen sind sie geeignet? Benötigen Sie eine Reserveheizung? Und müssen Sie Ihr Haus vor der Installation isolieren? Hier sind einige Fragen, die CBC News-Lesern gestellt wurden.

Eine elektrische Wärmepumpe ist eine Form der elektrischen Heizung, die weitaus effizienter ist als herkömmliche Fußleistenheizungen oder Elektroöfen. Während Fußleistenheizungen und Elektroöfen Wärme aus Strom erzeugen, erzeugt eine Wärmepumpe keine Wärme – sie entnimmt sie einfach an einem Ort (z. B. draußen) und transportiert sie in Räume, die beheizt werden sollen.

Dies ermöglicht einen bis zu dreifach höheren Wirkungsgrad im Vergleich zu anderen Heizarten – das heißt, Sie können für jede äquivalente Stromeinheit, die die Wärmepumpe verbraucht, bis zu drei Energieeinheiten in Form von Wärme erhalten.

Wärmepumpen funktionieren auch umgekehrt, indem sie Wärme aus einem Raum heraus und nicht hinein transportieren. Wahrscheinlich haben Sie in Ihrem Zuhause mindestens eine Wärmepumpe zum Kühlen – sie ist eine Schlüsselkomponente in Kühlschränken, Gefrierschränken und Klimaanlagen.

Die Wärmepumpe in Ihrem Gefrierschrank kann so viel Wärme transportieren, dass es in Ihrem Gefrierfach auf -18 °C herrscht und gleichzeitig dafür sorgt, dass sich die Rückseite des Geräts warm anfühlt. Ebenso kann eine Wärmepumpe Ihr Zuhause heizen, indem sie der Außenluft Wärme entzieht, selbst wenn die Temperatur deutlich unter Null liegt – oder umgekehrt als Klimaanlage während einer Hitzewelle arbeiten.

Das hängt von der Art der Wärmepumpe ab.

Erdwärmepumpen , auch Geothermie oder Geoaustausch genannt, entzieht dem Boden Wärme, deren Temperatur in den meisten Teilen Kanadas das ganze Jahr über gleichmäßiger ist und über Null liegt. Das bedeutet, dass sie auch dann noch recht effizient arbeiten, wenn die Lufttemperatur auf –30 °C oder darunter sinkt.

Martin Luymes, Vizepräsident für Regierungs- und Stakeholder-Beziehungen am Heating, Refrigeration and Air Conditioning Institute of Canada, sagte, es gebe „viele, viele Daten, die zeigen, wie diese auch in sehr kalten Klimazonen konsistent funktionieren.“

Das ist auch der Grund, warum sie in Schweden beliebt sind. Sie haben jedoch höhere Vorlaufkosten, da ein langer Heizkreislauf tief genug installiert werden muss, um gleichmäßige Bodentemperaturen zu erreichen.

LuftwärmepumpenEntziehen Sie der Luft Wärme und treten Sie einkonventionellUndkaltes KlimaModelle.

Konventionell Modelle arbeiten im Frühling, Herbst und bei milden Wintertemperaturen effizient, verlieren jedoch bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt schnell an Heizleistung. Manitoba Hydro empfiehlt, sie nicht unter –10 °C zu betreiben.

Jedoch,kaltes Klima Wärmepumpen können bis zu –30 °C „und darüber hinaus“ betrieben werden, sagt mindestens ein Hersteller. Martin Kegel, ein Ingenieur, der Wärmepumpenprojekte am CanmetENERGY-Forschungszentrum von Natural Resources Canada in Varennes, Que., leitet, sagte, dies sei auf technologische Verbesserungen zurückzuführen, die es dem Kompressor der Wärmepumpe ermöglichen, seine Drehzahl zu variieren. Das macht es über einen viel größeren Temperaturbereich effizient. (Die Technologie wurde inzwischen auch in herkömmliche Wärmepumpen integriert.) Unterhalb von -30 °C hätten Wärmepumpen im Allgemeinen immer noch Probleme, ihre Effizienz und einen konstanten Betrieb beizubehalten, sagte er, und müssten durch eine Ersatzheizquelle ergänzt werden.

Während es Wärmepumpen schon seit Jahrzehnten gibt, sind Luftwärmepumpen für kaltes Klima relativ neu – Kegel sagte, dass die ersten kommerziellen Einheiten etwa 2010 auf den Markt kamen. Und frühere Generationen von Luftwärmepumpen funktionierten nicht weit unterhalb des Gefrierpunkts .

Heather McDiarmid, eine Klimaberaterin, die viel über die finanziellen und klimatischen Auswirkungen der Umstellung auf Wärmepumpen geforscht hat, drückt es so aus: „Ein in den 1980er Jahren gebautes Auto sieht weder optisch noch leistungsmäßig so aus wie ein heute gebautes Auto.“ Und das Gleiche gilt auch für Wärmepumpen.“

CBC News hat eine Reihe von Nachrichten von Lesern erhalten, die persönliche Erfahrungen mit vor einigen Jahren installierten Wärmepumpen gemacht haben, die ihre Häuser nicht richtig heizten – einige hatten mit extremer Hitze oder Kälte zu kämpfen oder heizten einige Räume und andere nicht, was einige Leute dazu veranlasste, zusätzliche Wärmepumpen zu verwenden B. mit einem Holzofen, um den Rest des Hauses zu heizen.

Ruth Talbot, leitende Direktorin der Greener Homes-Abteilung von Natural Resources Canada, sagte, dass die richtige Dimensionierung, Auswahl und Installation von Wärmepumpensystemen von entscheidender Bedeutung sei und dass einige Systeme in der Vergangenheit möglicherweise nur für die Beheizung bestimmter Räume konzipiert und dimensioniert worden seien. Sie wies darauf hin, dass Wärmepumpen so dimensioniert sein müssen, dass sie ein ganzes Haus heizen, um sich für den Greener Homes Grant des Bundes zu qualifizieren.

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McDiarmid sagte, dass einige Installateure eine Wärmepumpe absichtlich zu klein dimensionieren, weil sie ein „Hybrid“-System planen, das teilweise auf einer sekundären Heizquelle basiert: „Die Installateure vertrauen der neuen [Wärmepumpen-]Technologie manchmal nicht.“

Sie selbst stieß auf dieses Misstrauen, als sie versuchte, in ihrem Haus im Kitchener-Waterloo-Gebiet im Süden Ontarios eine Wärmepumpe installieren zu lassen. „Wir haben drei Auftragnehmer angerufen und zwei von ihnen haben versucht, uns von der Wärmepumpe abzubringen.“

Da die Marktdurchdringung von Wärmepumpen in Kanada zudem noch relativ gering ist, verfügen viele Auftragnehmer nur über begrenzte Erfahrungen damit. Luymes räumte ein, dass Auftragnehmer „veranlagt sind, mit der Technologie zu arbeiten, mit der sie vertraut sind“.

Er sagte, die Ausbildung und Personalentwicklung sei die größte Herausforderung für die Heizungsbranche im Hinblick auf die Elektrifizierung der Heizungstechnik. Es bestehe „ein Mangel an kompetenten, qualifizierten Fachkräften in der Branche, die die erforderlichen Arbeiten ausführen können“.

Talbot sagt, dass Wärmepumpen in ganz Kanada installiert wurden und funktionieren, aber der Typ und die Art und Weise, wie sie verwendet werden, können von der Region abhängen.

Kegel sagte, Natural Resources Canada erforsche derzeit verschiedene Strategien, die die Installation von Erdwärmepumpen in Regionen mit Permafrost ermöglichen würden.

Talbot bestätigte, dass Wärmepumpen auch in nördlichen Regionen funktionieren und im Yukon erfolgreich getestet wurden. In extrem kalten Teilen Kanadas, sagte sie, sei es möglich, dass sie während der „Nebensaison“ im oder nahe dem Frühling und Herbst genutzt würden und man in den kältesten Teilen des Winters auf eine Ersatzwärmequelle angewiesen sei.

In vielen Teilen Kanadas kann es von Ihrer individuellen Situation abhängen, ob Sie ein Backup benötigen, z. B. von der Art Ihrer Wärmepumpe, deren Größe im Verhältnis zu Ihrem Haus, der Isolierung Ihres Hauses, dem örtlichen Klima und davon, ob Ihre Versicherungsgesellschaft dies verlangt ein Backup, damit Sie eine Hausratversicherung abschließen können. Einige tun dies für Wärmepumpen, nicht jedoch für Heiztechnologien, die Versicherer als „üblich“ oder „bewährt“ ansehen, wie z. B. Gasöfen, auch wenn diese ebenfalls ausfallen können.

Rob de Ruis, Direktor für Verbraucher- und Branchenbeziehungen beim Insurance Bureau of Canada, erklärte gegenüber CBC News in einer E-Mail, dass es Sache des einzelnen Versicherers sei, ob dies erforderlich sei und je nach Anbieter und Region unterschiedlich sei, in kälteren Gegenden jedoch eine häufige Anforderung sei von Kanada.

Laut Luymes funktionieren Wärmepumpen am besten in Häusern, die gut isoliert sind. McDiarmid sagte jedoch, dass es sich möglicherweise nicht lohnt, mit der Installation einer Wärmepumpe zu warten, bis Sie Ihre Isolierung verbessern können.

Die meisten Häuser, die nach 1980 gebaut wurden – etwa die Hälfte der Häuser in Kanada – seien bereits ausreichend isoliert, sagte sie, obwohl es nicht schaden könne, im Dachgeschoss etwas mehr hinzuzufügen oder bei Renovierungsarbeiten aufzurüsten.

Während ältere Häuser von einer zusätzlichen Isolierung profitieren können, sagte McDiarmid, es sei unwahrscheinlich, dass Hausbesitzer genug hinzufügen würden, um ein kleineres Wärmepumpensystem zu rechtfertigen.

„In den meisten Fällen macht es keinen Sinn, die Installation des Heizsystems zu verzögern, weil man Modernisierungen plant“, sagte sie. „Wenn der Ofen in die Jahre gekommen ist, sollten Sie ihn ersetzen.“

Haben Sie weitere Fragen zu Wärmepumpen? Senden Sie eine E-Mail an [email protected].

Wissenschafts-, Klima- und Umweltreporter

Emily Chung berichtet für CBC News über Wissenschaft, Umwelt und Klima. Zuvor arbeitete sie als digitale Journalistin für CBC Ottawa und als gelegentliche Produzentin bei CBCs Quirks & Quarks. Sie hat einen Doktortitel in Chemie von der University of British Columbia. 2019 war sie Teil des Teams, das für „What on Earth“ einen Digital Publishing Award für den besten Newsletter gewann. Sie können Story-Ideen per E-Mail an [email protected] senden.

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