Frank – stock.adobe.com
Lärm zählt zu den Umweltbelastungen, von denen sich die Menschen am stärksten betroffen fühlen. Ein geräuscharmer Betrieb ist deshalb für den Wärmepumpenhochlauf eine notwendige Bedingung, die schon im Fokus der Produktentwicklung stehen muss.
Der Artikel kompakt zusammengefasst
■ Angesichts zukünftig strenger werdender Lärmvorschriften, des Vordringens von Wärmepumpen in alle Bebauungsbereiche und des zunehmenden Lärmbewusstseins der Verbraucher, müssen Wärmepumpenhersteller beim Produktdesign entsprechende Prioritäten setzen.
■ Der möglichst geräuscharme Betrieb einer Wärmepumpe ist nicht bloß ein Produktmerkmal von vielen, sondern wird letztendlich der kritische Erfolgsfaktor sein.
Wärmepumpen sind ein wichtiger Baustein, um europaweit die Dekarbonisierung voranzutreiben und eine nachhaltige, effiziente Wärmeversorgung für Wohn- und Geschäftshäuser zu gewährleisten. Neben den nordischen Ländern, die traditionell einen Großteil ihres Wärmebedarfs mit Wärmepumpen decken, sind Wärmepumpen auch in den bevölkerungsreichen EU-Ländern Frankreich, Italien, Deutschland, Polen und Spanien auf dem Vormarsch. Wenn sich dieser Trend fortsetzen soll, wird ein wichtiges Kriterium für die Bewertung von Wärmepumpen in Zukunft noch wichtiger: die Geräuschemissionen.
Urbanisierung erfordert besseren Schallschutz in Wärmepumpen
Hintergrund ist die fortschreitende Urbanisierung. Lärm zählt bereits heute zu denjenigen Umweltbelastungen, von denen sich die Menschen am stärksten betroffen fühlen. Als psychosozialer Stressfaktor beeinträchtigt Lärm nicht nur das subjektive Wohlbefinden und die Lebensqualität, sondern auch die Gesundheit im engeren Sinne. Durch die Zunahme urbaner Lebensräume und die entsprechend steigende Bevölkerungsdichte werden weitere Senkungen verkehrsbedingter Lärmquellen und des Lärms durch Industrie-, Gewerbe- und Freizeitaktivitäten erforderlich.
Dieser wachsende Schallschutzbedarf führt zu entsprechend strengeren Vorschriften, was sich auch auf Wärmepumpen auswirkt. Im EHPA-Whitepaper „Heat Pumps & Sound“ (Wärmepumpen und Schall) wird darauf hingewiesen, dass Schall- und Lärmprobleme für die Verbraucher, die EU und die nationalen Behörden immer wichtiger werden. Laut dem Whitepaper gehen immer mehr Kommunen und Mitgliedsstaaten dazu über, maximal zulässige Schalldruckpegel im Außenbereich des Installationsortes einzuführen und durchzusetzen.
BEG-EM-Förderung nur für besonders leise Außengeräte
Im Prinzip definieren die EU-Ökodesign-Verordnungen 813/2013 und 814/2013 bereits Mindest-Produktanforderungen für Luft/Wasser-Wärmepumpen in Bezug auf ihre Geräuschemissionen. Indirekt verschärft werden sie aber durch die Verknüpfung mit staatlichen Hilfsgeldern: Mit der Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG) können in Deutschland beispielsweise Luft/Wasser-Wärmepumpen nur dann gefördert werden, wenn die Geräuschemissionen des Außengeräts mindestens 5 dB unter den Geräuschemissionsgrenzwerten für Wärmepumpen nach der Durchführungsverordnung 813/2013 in der Fassung vom 2. August 2013 liegen. Zum Januar 2026 steigen die Anforderungen weiter – ab dann sind Wärmepumpen nur noch förderfähig, wenn sie die Geräuschemissionsgrenzwerte um mindestens 10 dB unterschreiten.
Copeland
Die genaue rechtliche Ausgestaltung des Lärmschutzes ist innerhalb Europas von Land zu Land anders. Damit einhergehend variieren auch die maximal zulässigen Schalldruckpegel. Während zum Beispiel in Österreich maximal 30 dB(A) im Nachtbetrieb einer Wärmepumpe zulässig sind (an der Grundstücksgrenze gemessen), können es in Großbritannien vor dem Fenster des Nachbarn gemessen bis zu 42 dB(A) sein – in der menschlichen Wahrnehmung entspricht dieser Unterschied mehr als dem doppelten Schalldruck. Regional lasche Grenzwerte sollte man jedoch nicht als „Einladung“ verstehen, sondern davon ausgehen, dass die oben angesprochenen Trends eine Verschärfung der Grenzwerte bewirken.
Laut der Internationalen Energieagentur (IEA) gelten in fast allen Ländern Höchstwerte für das gesamte Staatsgebiet, das normalerweise je nach vorgesehener Nutzung in unterschiedliche Gebiete wie Wohngebiete, Kurgebiete, Industriegebiete usw. unterteilt ist. 24-Stunden-Tage sind normalerweise auch in zwei bis drei Bezugszeiträume mit unterschiedlichen Höchstwerten unterteilt. In einigen EU-Staaten gibt es manchmal jedoch auch zwischen deren Regionen bzw. Bundesländern Unterschiede bei den zulässigen Schalldruckpegeln und den Rahmenbedingungen, so etwa in Deutschland. Hierzulande definiert die Verwaltungsvorschrift TA Lärm (Technische Anleitung zum Schutz gegen Lärm) den Grundrahmen für den Schutz der Allgemeinheit und der Nachbarschaft vor schädlichen Umwelteinwirkungen durch Geräusche sowie der Vorsorge gegen schädliche Umwelteinwirkungen durch Geräusche.
Ein geräuscharmer Betrieb ist schon eine Aufgabe der Produktentwicklung
Der kurze Überblick zeigt bereits, wie komplex die Anforderungen an Lärmemissionen für Wärmepumpen sind. Für die Gerätehersteller ergeben sich daraus zwei Konsequenzen:
Einerseits müssen sie niedrige Betriebsgeräusche ihrer Wärmepumpen als Differenzierungsmerkmal im Wettbewerb verstehen und gleichzeitig als Gewährleistung dafür, die extrem heterogenen Vorschriften auf den europäischen Märkten zu erfüllen. Andererseits müssen die Betriebsgeräusche bereits bei der Produktplanung ein entscheidendes Kriterium sein.
Indem sie diese Punkte in die Planung von Wärmepumpen einbeziehen, machen die Gerätehersteller nicht nur zusätzliche Schalldämmung verzichtbar. So gewährleisten sie auch die einfache Einhaltung der rechtlichen Rahmenbedingungen und eine hohe Akzeptanz und Weiterempfehlung der Endkunden.
Komplettpaket mit perfekt aufeinander abgestimmten Komponenten
Der Copeland-Ansatz berücksichtigt diese Anforderungen bei der Entwicklung der Wärmeverdichter: Auf Grundlage eines speziell entwickelten Komplettpakets mit Scrollverdichtern sowie Steuer- und Sicherheitselektronik können die Hersteller Wärmepumpen entwickeln, die genauso geräuscharm wie effizient sind. Kern dieses Pakets sind die drehzahlgeregelten, geräuscharmen YHV*-Scroll-Verdichter mit einem drastisch gesenkten Schalldruck, der um 10 dB(A) oder mehr unter dem Schalldruck sämtlicher anderer Verdichter liegt. Sie werden von dem CE-zertifizierten und EMV-konformen (EN 55014-1) Drive EV3 ergänzt, der eine herausragende Energieeffizienz unter allen Betriebsbedingungen aufweist.
Das Paket abrundend, gewährleistet der fortschrittliche Überhitzungsbereich-Regler SEC (Superheat Envelope Controller) einen zuverlässigen Betrieb innerhalb definierter Sicherheitsmargen. Er überwacht kontinuierlich die Steuerungen und Aktoren, um einen effizienten und sicheren Betrieb der Scroll-Verdichter und Komponenten sicherzustellen. Die perfekt aufeinander abgestimmten Komponenten ermöglichen Erstausrüstern nicht nur, besonders geräuscharme Wärmepumpen zu entwickeln. Denn indem die Komponenten vielfach getestet optimiert zusammenarbeiten, werden auch wichtige Synergieeffekte erzielt, die sich durch die Kombination von Komponenten verschiedener Zulieferer nur schwer erreichen ließen.
Fachberichte mit ähnlichen Themen bündelt das TGA+E-Dossier Wärmepumpe
Copeland
