Mit einer Wärmepumpe können Sie die Temperatur so steuern, dass von April bis in den Herbst das warme Wasser im Pool genutzt werden kann. In diesem Artikel erklären wir, wie wirtschaftlich die Technik ist, welche Kosten entstehen und wie groß die Wärmepumpe für den Pool dimensioniert sein muss. Die Schwimmbad-Wärmepumpe bzw. Pool-Wärmepumpe ist eine äußerst beliebte Form der Poolheizung. Dies liegt unter anderem an:
- der ausgereiften Technik
- umweltfreundlicher Technologie
- dem hohen Wirkungsgrad
Die Nutzung einer Wärmepumpe ist dabei auf Dauer günstiger als die Verwendung eines Elektroheizers, welcher schnell 6-12kW pro Stunde an Strom verbraucht.
1. Wie funktioniert eine Schwimmbad-Wärmepumpe?
Die Funktion ist identisch mit einer ganz normalen Wärmepumpe (hier beschrieben). Kurz gesagt wird das Prinzip eines Kühlschranks genutzt, nur dass die “warme Seite” zum Heizen genutzt wird. Ein Kühlschrank erzeugt ja Kälte und bläst die Wärme weg (hinten am Kühlschrank), eine Wärmepumpe erzeugt Wärme und “bläst” die Kälte weg.
- Die Außenluft wird angesaugt
- Diese wird durch Kompression auf eine höhere Temperatur “gepumpt”.
- Die nun erzeugte Wärme wird mittels eines Wärmetauscher auf das Poolwasser übertragen.
2. So berechnen Sie die Größe der Pool-Wärmepumpe
Die Auswahl der Wärmepumpe als Poolheizung erfolgt nach dem Volumen des Pools.
In der folgenden Tabelle geben wir erst einmal eine Übersicht, mit welchen Leistungen man ungefähr rechnen sollte. Anschließend zeigen wir Ihnen, wie man selber die benötigte Leistung berechnen kann:
| Größe des Schwimmbads | Leistung der Wärmepumpe in kW |
|---|---|
| 30 – 40m³ | min. 9 kW |
| 40 – 60m³ | min. 12 kW |
| 50 – 80m³ | min. 16 kW |
Wie auch bei der Filteranlage sollte die Wärmepumpe ruhig etwas größer dimensioniert werden, um zufriedenstellende Ergebnisse zu erreichen.
Kommen wir jetzt zur genauen Auslegung der Leistung. Die folgende Formel bietet Ihnen die Berechnungsgrundlage, um die Leistung der Pool-Wärmepumpe zu ermitteln:
Leistung in kW = 1.163 x V x (T2 - T1)
h
Hierbei gilt:
- 1.163 ist der Wärmespeicherkoeffizient von Wasser
Der Wert beschreibt, wie lange man braucht um einen Liter Wasser um ein Grad zu erwärmen. Wasser braucht 1,163 Wh wenn 1 Liter um 1°C erwärmt wird. - V = Volumen in m³ Ihres Pools
- T2 = Gewünschte Badetemperatur
- T1 = Anfangstemperatur des Wassers
- h = Aufheizzeit - Diese sollte maximale 4 Stunden pro 1°C Wassertemperatur betragen.
Beispiel:
- Sie haben einen Swimmingpool mit 30m³ Wasser.
- Die Anfangstemperatur beträgt 18°C.
- Sie möchten das Wasser um 10°C erwärmen - auf eine Zieltemperatur von 28°C.
Bei einer Erwärmung von 1°C pro vier Stunden benötigen Sie 40 Stunden um die 28°C zu erreichen.
Daraus ergibt sich die folgende Berechnung:
Leistung in kW = 1.163 x 30 x (28 - 18) = 8,72 kW
40
Welche Wassertemperatur sollte man anpeilen?
Poolbauer nennen eine Spanne von 22 bis 28°C, wobei in der Regel 28°Celsius als Wohlfühltemperatur angegeben werden.
3. Was kostet eine Schwimmbad-Wärmepumpe?
Je nach Leistung und Art des Systems kostet eine Schwimmbad-Wärmepumpe etwa 750 bis 3.500 €. Dies sind aktuelle durchschnittliche Preise:
| Leistung | Standard-Wärmepumpe | Inverter-Wärmepumpe |
|---|---|---|
| 5,6 kW | ~ 700 bis 900 € | ~ 1.000 bis 1.700 € |
| 9 kW | ~ 900 bis 1.300 € | ~ 1.300 bis 1.900 € |
| 12 kW | ~ 1.200 bis 1.600 € | ~ 1.800 bis 2.500 € |
| 16 kW | ~ 1.300 bis 2.100 € | ~ 2.100 bis 3.200 € |
3.1. Wie viel Strom verbraucht eine Pool Wärmepumpe?
Das Aufheizen des Wassers erfordert mehr Energie als die folgende Aufrechterhaltung der Wassertemperatur. Die verbrauchte elektrische Energie hängt außerdem von folgenden Faktoren ab:
- Aktuelle Außentemperaturen
- Hat der Pool eine Abdeckung
- Sind Wände und Boden des Pools isoliert
Als Beispiel nehmen wir ein System mit:
- 28m³ Wasservolumen
- Zieltemperatur 26-27°
- Nutzung von: Mai bis August
- Poolwände& Boden isoliert
- Keine Poolabdeckung
- 12 kW Wärmepumpe
Der Durchschnitt über 3 Jahre beträgt: 659 kWh / Jahr
Bei 0,31€ wären das 204 € pro Jahr.
Die Rechnung basiert auf echten, gemessenen Daten, welche im folgenden Video vorgestellt werden:
3.2. Wie viel günstiger ist die Wärmepumpe im Vergleich zur elektrischen Poolheizung?
Eine Luft-Wärmepumpe gibt ca. das 2 bis 3-fache der aufgenommenen Leistung an Wärme ab. Diese “zusätzliche” Energie zieht die Wärmepumpe aus der Umgebungsluft.
Nimmt man die Daten aus dem Beispiel gilt:
Wärmepumpe Stromkosten 204 € pro Jahr
Elektrische Heizung Stromkosten 204 € * 2,8 = 571,20€
Ersparnis bei der Wärmepumpe: 367,20€
Eine elektrisches Poolheizung mit vergleichbarer Leistung ist in der Anschaffung ca. 1000€ günstiger als die Wärmepumpe. Durch die Ersparnis der Stromkosten hat man diese Kosten aber bereits nach ca. 3 Jahren wieder raus. Eine Schwimmbad-Wärmepumpe lohnt sich also in jedem Fall, wenn der Pool regelmäßig genutzt wird..
4. Was gilt es beim Kauf der Schwimmbad-Wärmepumpe zu beachten?
4.1. Funktioniert die Wärmepumpe im Winter?
Beachten Sie die Betriebstemperatur der Wärmepumpe. Viele Systeme können nur bei Außentemperaturen ab 5°C genutzt werden. Ist im Frühjahr und Herbst die Temperatur niedriger, können diese Systeme Ihren Pool nicht mehr erwärmen. Wenn Sie also auch bei Minusgraden erwärmtes Poolwasser haben wollen, müssen Sie bei dem Kauf darauf achten, dass der Betrieb der Wärmepumpe auch bei Minusgraden gegeben ist.
4.2. Wann ist die beste Betriebszeit für die Pool-Wärmepumpe?
Lassen Sie die Wärmepumpe heizen, wenn die Sonneneinstrahlung am höchsten ist. Zu dieser Zeit arbeitet die Wärmepumpe am effizientesten!
Umso höher die Umgebungstemperatur, desto effizienter arbeitet die Pool-Wärmepumpe.
Wenn Sie Ihre Wärmepumpe bei Schlechtwetterperioden und Urlaubszeiten einfach ausschalten können Sie natürlich zusätzlich Stromkosten sparen!
4.3. Was muss man bei dem Wärmetauscher beachten?
Der Wärmetauscher (bzw. Wärmeübertrager - technischer Begriff) ist direkt ist in den Filterkreislauf des Pools integriert und damit ständig in Kontakt mit dem Wasser. Daher sollte er korrosionsbeständigem Material gefertigt sein, wie etwa hochwertigem Edelstahl.
Liegt ein Chloridgehalt über 0,1 Prozent vor (wie bei Meerwasserbädern oder bei Entkeimung mit Salz), muss der Wärmetauscher aus Titan sein. Titan eignet sich aufgrund der sehr guten Materialbeständigkeit für Bäder mit hoher Salzkonzentration. Edelstahl könnte unter diesen Bedingungen Rost ansetzen.
Aktuelle Röhrenwärmetauscher zeichnen sich durch einen sehr hohen Wirkungsgrad aus. In diesen fließen zwei Wasserkreise gegeneinander:
- Im primären Kreis fließt das Wasser, welches von der Wärmepumpe gespeist wird.
- Der sekundäre Kreis der Wärmetauscher wird vom Schwimmbadwasser durchflossen.
5. Betrieb der Pool-Wärmepumpe
5.1. Wo sollte man die Poolheizung platzieren?
Wärmepumpen sollten in der Regel im Außenbereich platziert werden, vorzugsweise in der Nähe der Filtertechnik.
Eine außen aufgestellte Wärmepumpe benötigt ein entsprechendes witterungsbeständiges Gehäuse. Zu Haus- oder Garagenwänden sollte ein kleiner Abstand (50cm je nach System - bitte die Bedienungsanleitung beachten) bestehen. Wenn die Vorderseite nach vorne hin geöffnet ist, werden Schallreflektionen durch Wände vermieden.
Beachten Sie, dass die kalte Abluft innerhalb von 2-4 Metern Büsche und Pflanzen schädigen kann. Sie sollten die Abluft also weder auf Pflanzen, noch auf den Pool richten.
Bezüglich des Untergrunds für die Poolheizung sollten folgende Punkte beachtet werden:
- ebener, fester Untergrund
- nutzen Sie Gummipuffer für die Füße zur Schallreduktion
- Schwitzwasser muss ablaufen können (kleine Rinne)
- Die Montage der Geräte auf gleichem Bodenniveau ist wichtig um Druckverluste zu vermeiden.
Eine im Innenraum installierte Poolheizung ist oft etwas größer, hat andere Ventilatoren verbaut, verfügt über Schalldämpfer, Außenluftgitter und einen Kanalanschluss. Diese Geräte sind so konstruiert, dass sie die kühle Abluft nach Außen abgeben und nicht in den Raum, in dem sich die Wärmepumpe befindet (ansonsten würde diese sich schnell abschalten, da sie keine warme Luft mehr ansaugen kann).
5.2. Wie erfolgt der Anschluss der Wärmepumpe an den Pool
Die Installation der Poolheizung hängt immer vom jeweiligen Modell ab. Bitte beachten Sie deshalb die Betriebsanleitung. In der Regel wird die Wärmepumpe aber direkt in den Filterkreislauf eingebunden (nach der Filteranlage) und bei den meisten Modellen werden die üblichen 50mm-Anschlüsse verwendet. Dadurch, dass die Pool-Wärmepumpe nach dem Filter im Rücklauf installiert ist, wird ausgeschlossen, dass Steine oder Verunreinigungen die Anlage verstopfen. Als Verrohrung sollte Festverrohrung (50mm PVC) genutzt werden, um einen guten Durchfluss zu garantieren.
Ein Anschluss kann wie folgt aussehen:
In diesem Beispiel darf die Wärmepumpe nicht direkt integriert werden, da das Wasser etwas Zeit benötigt sich aufzuheizen. Der Durchfluss wird hier mittels Bypass-Kit reduziert. Pool-Wärmepumpe und Filteranlage müssen immer parallel mit Strom versorgt werden, da die Wärmepumpe selbst kein Wasser befördern kann. Das Bypass-Kit zweigt ein wenig Poolwasser an die Wärmepumpe ab. Es erwärmt sich dort und wird dann in den normalen Wasserkreislauf zurückgeleitet.
5.2.1. So stellen Sie den Bypass der Pool-Wärmepumpe ein
Kein Durchfluss zur Poolheizung:
In der abgebildeten Ventilstellung ist der Durchfluss von der Filteranlage zur Einlaufdüse komplett geöffnet. Ab- und Zuleitung zur Poolheizung sind hier beide geschlossen. Bei dieser Bypass-Einstellung läuft kein Wasser durch die Ab- und Zuleitung. Es kann sich damit kein Wasser erwärmen. Aber: Dies ist die Ausgangsstellung, mit welcher der Bypass richtig eingestellt wird.
Durchfluss zur Poolheizung:
Öffnen Sie Ab- und Zuleitung zur Poolheizung komplett.
Drehen Sie dann den Durchfluss vom Filter zur Einlaufdüse etwas zu (ca. 45°). So staut sich hier das Wasser und ein Teil des Wassers wird in den Zulauf der Poolheizung gedrückt. Da nicht das ganze Wasser durch die Heizung fließt, ist ein verlangsamter Durchfluss und eine effektive Erwärmung gewährleistet.
Durchfluss von der Poolheizung kommend verringern
Ist der Durchfluss zu gering, können Sie den Ablauf von der Poolheizung kommend, weiter zudrehen, so dass sich das Wasser etwas staut. Damit wird auch verhindert, dass das Wasser schneller aus der Heizung läuft, als es hinein gelangt.
Pool Wärmepumpen mit digitalem Bedienfeld bieten eine noch bessere Überwachung und zeigen Ihnen mögliche Fehlerursachen direkt an.
5.3. Pool-Heizung mit Photovoltaik kombiniert
Wie kann man die Wärmepumpe betreiben, ohne dass sie laufende Kosten verursacht? Natürlich mit eine Photovoltaikanlage. Aber wie steuert man die Wärmepumpe dann an?
Wie eine solches Lastmanagement der Pool-Wärmepumpe aussehen kann wird in diesem Video gezeigt:
Mit der Automation und dem eigenen Solarstrom reduziert sich also der Energieverbrauch der Poolheizung.
5.4. Pool-Wärmepumpe mit Solarthermie kombiniert
Die Vorteile einer Kombination einer Poolheizung von Wärmepumpe und Solarthermie ist aus den folgenden Gründen optimal:
- Die Poolsaison kann oft von März bis in den Oktober ausgedehnt werden
- Die Heizkosten sind wesentlich günstiger, da gerade in den Sommermonaten die Solarabsorber genug Wärme für das Poolwasser erzeugen.
- Die Wunsch-Wassertemperatur kann jederzeit erreicht werden
Beide Systeme werden hinter der Filteranlage angeschlossen.
- Dabei kommt zuerst die Solaranlage mittels eines Bypass.
- Durch einen weiteren Bypass fließt das Wasser zur Wärmepumpe.
Ist das Poolwasser an dieser Stelle von der Solarthermie bereits auf die gewünschte Zieltemperatur gebracht, muss sich die Wärmepumpe gar nicht erst einschalten.
Die folgende Grafik zeigt, wie die beiden Systeme die Wärmeerzeugung im Jahresverlauf optimieren:
Ist das Budget nicht ausreichend, sollte man zuerst eine Wärmepumpe für den Pool nutzen, da man hier wetterunabhängiger ist. Die Solaranlage kann auch nachgerüstet werden.
Eine Solarsteuerung sorgt dafür, dass das Wasser nur bei ausreichender Umgebungstemperatur zur Solaranlage geleitet wird. Andernfalls hätten die Solarabsorber schlimmstenfalls einen Kühleffekt, was ja definitiv nicht gewünscht ist.
5.5. Ist eine eine Poolabdeckung sinnvoll?
Ja, definitiv! Denn 80% der Wärme des Wasser verlässt den Pool nach oben. Am besten kann hier also mit einer Solarabdeckung Geld eingespart werden.
5.6. Wie laut ist die Schwimmbad-Wärmepumpe?
Fachleute geben eine Lautstärke von 34dB oder weniger an, was ungefähr der Lautstärke eines Zimmerventilators oder Blätterrascheln entspricht.
Der richtige Aufstellungsort vermindert Schallemissionen und Reflektionen von Schall und die große, langsam rotierende Ventilatoren, sowie ein separates Fach für den verbauten Verdichter reduzieren bei modernen Geräten die Schallemissionen auf einen angenehmen Pegel.
5.7. So sollte die Pool-Wärmepumpe überwintern
Hier gilt wieder einmal das, was in der Betriebsanleitung der Wärmepumpe zu finden ist. Denn je nach Modell kann die Pool Wärmepumpe im Freien überwintern.
In der Regel wird im Winter das Wasser abgelassen und die Wärmepumpe wird dann mit einer Abdeckhülle geschützt.
Ist eine Möglichkeit vorhanden und die Wärmepumpe nicht allzu schwer kann eine Überwinterung im Gartenhäuschen oder Keller einen garantierten Schutz vor Tieren bieten, welche eine Behausung suchen und Frostschäden werden ausgeschlossen (falls die Leitungen nicht 100%ig frei von Wasser zu bekommen sind, bietet dies eine weitere Sicherheit).
6. Wirkungsgrad & COP
Der COP (Leistungskoeffizient) ist die Kennzahl für: Das Verhältnis zwischen der Leistung, welche die Wärmepumpe an das Poolwasser liefert und der Leistung, welche sie verbraucht.
Je höher der COP, umso leistungsfähiger ist die Pool-Wärmepumpe.
Der COP ist nach Erfahrungen von Poolherstellern zum Vergleich der Systeme nicht geeignet. Dies liegt daran, dass die Berechnung nicht genormt ist und jeder Hersteller von unterschiedlichen Betriebsbedingungen (Wasser- und Lufttemperatur) ausgeht. Eine Wärmepumpe mit hohem COP ist also nicht automatisch besser zu bewerten.
Wenn Sie den COP also zum Vergleich nutzen möchten, müssen Sie diese Werte unbedingt beachten.
7. Sind Inverter Wärmepumpen wirklich besser?
Inverter-Wärmepumpen können die Kompressor- und Lüfterdrehzahl stufenlos (oder in festen Abstufungen) regeln, was Vorteile bietet:
- Wird der Kompressor z.B. auf ca. 25% der Nennleistung reduziert, reduziert sich die effektive Stromaufnahme der Wärmepumpe auf 16,67% der Nenn-Stromaufnahme.
- Es reduziert sich damit natürlich auch die Wärmeleistung auf 25% der Nennleistung.
- Die niedrigeren Temperaturgradienten im Verdampfer und Kondensator sind bei nun reduzierter Leistung effizienzsteigernd, denn die Wärmepumpe arbeitet gegen einen geringeren Temperaturunterschied.
Inverter-Wärmepumpen in der Praxis:
Eine Inverter-Wärmepumpe von 15 kW Heizleistung erzeugt in der niedrigsten Leistungsstufe:
- bei 15° noch 2.4 kW Wärme - bei 290W Stromverbrauch
- bei 25° noch 3,7 kW Wärme - bei 230W Stromverbrauch
Der COP wäre dann bei 8 bzw. 16 im extremen Sparmodus und bei hohen Temperaturen.
Aber: Meist wird in unseren Breiten der Volllast-Betrieb benötigt. Dann hat die Inverter-Wärmepumpe einen COP wie alle anderen Wärmepumpen.
Mit dem Sparmodus kann man voraussichtlich in Mitteleuropa nicht viel anfangen. Dieser macht erst richtig Sinn, wenn die man Südeuropa lebt und die Anlage im Ganzjahresbetrieb läuft.
- Im deutschen Sommer ist Teillastbetrieb (25% und 50%) meist ausreichend.
- Damit ist eine Stromeinsparung von etwa 10-20% im Vergleich mit der Standard-Wärmepumpe realistisch.
- Die Inverter Wärmepumpe wird sinnvoll, wenn die Heizleistung bewusst überdimensioniert wurde.
- Dann kann die Inverter-Wärmepumpe öfter den Teil- und Niedriglastbetrieb nutzen.