Schall und Rauch?

Schallemissionen von Wärmepumpen auf dem Prüfstand

Die Nachfrage nach Wärmepumpen steigt. In Zeiten von Klimawandel und Fridays for Future punkten die Geräte mit ihren geringen CO2-Emissionen. Laut Umweltbundesamt sind Wärmepumpen die Schlüsseltechnologie, um die CO2-Reduktionsziele der Bundesregierung zu erreichen. Dafür werden bis 2050 7 bis 14 Mio. Wärmepumpen benötigt, so aktuelle Prognosen der Denkfabrik Agora Energiewende und des Bundesverbandes der Deutschen Industrie. Um diese Verbreitung zu ermöglichen, müssen die Schallemissionen der Außengeräte möglichst niedrig sein. Wie sehen die Werte gegenwärtig aus? Was ist technologisch möglich? Und wie sieht die Zukunft schalltechnisch aus?

Wärmepumpen sind im Privatbereich die Alternative zu konventionellen Systemen wie Öl- und Gasheizungen und in verschiedenen Ausführungen – als Luft/Wasser-, Sole/Wasser- oder Hybrid-System – sowohl für den Neubau als auch für die Renovierung geeignet. Eine wichtige Rolle bei Luft/Wasser-Wärmepumpen spielen die Betriebsgeräusche der Außengeräte. Denn gerade in Wohngebieten sind die Immissionsrichtwerte der Technischen Anleitung zum Schutz gegen Lärm (TA Lärm) für Immissionsorte außerhalb von Gebäuden streng. Tagsüber herrscht in allgemeinen Wohn- und Kleinsiedlungsgebieten ein Richtwert von 55 dB(A), nachts dürfen 40 dB(A) nicht überschritten werden. Die Schallemission wird mit dem Schallleistungspegel angegeben und gibt Auskunft über den von einer Schallquelle ausgesandten Schall. Die Angabe der Schallleistung gewährleistet die Vergleichbarkeit der Schallemissionen von Wärmepumpen.

Schallreduktion

Neueste Wärmepumpen-Generationen überzeugen mit geringen Schallleistungen, die Daikin „Altherma 3 H HT“ erreicht in der Baugröße 18 zum Beispiel 54 dB(A), im Flüsterbetrieb in 3 m Abstand sogar 35 dB(A). Dies ist vergleichbar mit dem Geräuschpegel in einer Bibliothek. Technisch gibt es verschiedene Stellschrauben, die sich auf die Schallemissionen von Wärmepumpen auswirken. Moderne Geräte wie die Daikin „Altherma 3 H HT“ nutzen unter anderem das Schallreduktionspotenzial des Verdichters: Die Ausführung als Scrollverdichter arbeitet besonders geräuscharm. Dieser Verdichter besteht aus zwei ineinander verschachtelten Spiralen, die das gasförmige Kältemittel durch ihre gegenläufige Bewegung verdichten. Zusätzlich wird die Geräuschentwicklung durch eine 3-fache Schalldämmung verhindert. Diese besteht aus einer schallisolierenden Luftschicht, Isoliermaterial sowie einem Metallgehäuse. Die Schallausbreitung über den Boden wird dank Schwingungsdämpfern und entkoppelter Bodenplatte vermieden.

Ein weiterer Ansatz zur Schallreduktion sind die Ventilatoren: Anstelle von zwei Ventilatoren nutzen neue Wärmepumpen-Generationen ein größeres Rotorblatt, das sich langsamer dreht und durch eine besondere Ausformung eine bessere Luftzirkulation erreicht. Die optimierten Schwingen in „Silent Form“ verringern die Kontaktfläche mit der Luft und senken den Schallpegel zusätzlich. Mit einem Schalldämmgehäuse für Wärmepumpen-Außengeräte kann der Schallpegel bei Bedarf zusätzlich reduziert werden.

In den vergangenen Jahren hat sich viel getan in Bezug auf den Geräuschpegel von Wärmepumpen. Die Vorgänger-Serie der Daikin „Altherma 3 H HT“, die Daikin „Altherma“ Niedertemperatur-Wärmepumpe, hatte zum Beispiel im Heizbetrieb noch einen Schallleistungspegel von 64 dB(A).

Die Umgebung zählt

Auch der Aufstellort einer Wärmepumpe kann sich positiv oder negativ auf die Geräuschentwicklung auswirken. Dabei wird unterschieden zwischen Innen- und Außenaufstellung. Eine freie Aufstellung außerhalb des Gebäudes, das heißt keine Wand befindet sich näher als drei Meter zur Wärmepumpe, wirkt sich positiv auf die Schallentwicklung aus. Wird die Wärmepumpe zum Beispiel in einer Ecke oder zwischen zwei Wänden aufgestellt, steigt die Schallentwicklung aufgrund der Reflexion signifikant an. Ein weiterer Faktor ist der Sichtkontakt: Hat man die Emissionsquelle direkt im Blick, steigert dies die wahrgenommene Lärmbelastung. Die Daikin „Altherma 3 H HT“ wirkt dem bereits entgegen, indem sie den Ventilator durch eine einzigartige Abdeckung verbirgt.

Bei der Montage sollte auf eine freistehende Aufstellung geachtet werden, da die Anbringung an Hauswänden dazu führen kann, dass sich die Schwingungen auf das Gebäude übertragen, wodurch sich die wahrgenommenen Schallemissionen deutlich erhöhen.

Aufstellungskriterien erfüllt?

Ob eine bestimmte Wärmepumpe die Voraussetzung für die Aufstellung erfüllt, lässt sich einfach mit dem ­kostenfreien Schallrechner des Bundesverband Wärmepumpe e.V. (BWP) bestimmen. Dieser ermöglicht eine Beurteilung der Lärmimmissionen von Luft/Wasser-Wärmepumpen verschiedenster Hersteller nach TA Lärm im Tag- und Nachtbetrieb.

Eine Beispielrechnung anhand der Daikin „Altherma 3 H HT F“ in der Baugröße 14 ergibt, dass die Wärmepumpe bei einer Aufstellung ab 5 m Entfernung des maßgeblichen Immissionsortes die Grenzwerte um mindestens 6 dB(A) unterschreitet und somit nach TA Lärm nicht relevant ist. Hinterlegt wurden hier die Bestimmungen eines allgemeinen Wohngebiets. In diesem Beispiel wurde eine Aufstellsituation zwischen zwei Wänden mit bis zu 5 m Abstand simuliert. Diese Parameter führen zu einem Anstieg der Schallimmissionen um 9 dB(A). Grundlage der Kalkulation ist eine Schallleistung nach dem Energielabel ErP (Energy related Products) von 54 dB(A). Die den Berechnungen zugrunde gelegte Wärmepumpe arbeitet im Tagbetrieb mit einem maximalen Schallleistungspegel von 60 dB(A) und im reduzierten Nachtbetrieb mit 54 dB(A). Hinsichtlich der Tonhaltigkeit ist die Daikin „Altherma 3 H HT F“ als nicht hörbar eingestuft, das heißt ein Brummen oder Dröhnen in bestimmten Frequenzen ist ausgeschlossen. Tonhaltigkeit liegt vor, wenn innerhalb des Geräusches Einzeltöne zu hören sind, wodurch die Störwirkung erheblich steigt.

Zusätzlich hat auch die Abschirmung einen Einfluss auf die Lärmimmissionen. Die Abschirmung wurde mit dem Wert DI = 0 dB(A) hinterlegt, das eigene Gebäude wirkt also nicht abschirmend gegenüber dem entscheidenden Immissionsort. Hier können Werte bis zu 15 dB(A) angegeben werden, wenn die Wärmepumpe neben oder hinter dem Haus aufgestellt wird und vom maßgeblichen Immissionsort aus nicht sichtbar ist. Zu beachten sind dabei auch Nachbargebäude, die als Immissionsort relevant werden können. Lärmschutzmaßnahmen wie die Anbringung eines Schalldämmgehäuses wurden in diesem Fall nicht getroffen.

Leise und CO2-neutral

Die immer niedrigeren Schallemissionen neuester Wärmepumpen-Generationen sind nur ein Kriterium für diese H­eiztechnik. Dank der breiten Auswahl gibt es kaum eine Aufstellungssituation, in der sich eine Wärmepumpe als Heizsystem nicht eignen würde. Die Möglichkeit der Integration in bestehende Heizsysteme lässt den Einsatz dieser Technik auch in der Renovierung zu. Gemeinsam mit Strom aus erneuerbaren Energien kann die Wärmepumpe ein bestehendes Öl- oder Gassystem CO2-neutral ersetzen.

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