Kennfeld statt Einzelpunkt: was EN 14511 und EN 14825 vom Prüfstand verlangen

Eine Wärmepumpe hat keine Leistung, sie hat ein Kennfeld. Was auf dem Typenschild steht, ist ein Punkt daraus — bei einer bestimmten Quellentemperatur, einer bestimmten Vorlauftemperatur und einer bestimmten Spreizung. Wer diese drei Angaben weglässt, hat nichts gesagt.

Die europäischen Normen legen das sehr genau fest: EN 14511 die Prüfbedingungen und Prüfverfahren, EN 14825 die Teillastpunkte und die Bildung der Jahreskennwerte. Dieser Beitrag arbeitet heraus, welche Anforderungen daraus an den Prüfstand folgen — und warum die härteste Zahl der ganzen Normenfamilie nicht bei der Leistung steht, sondern bei der Temperaturdifferenz.

01 · Die Normenfamilie

EN 14511 trägt den gemeinsamen Haupttitel „Luftkonditionierer, Flüssigkeitskühlsätze und Wärmepumpen für die Raumbeheizung und -kühlung und Prozesskühler mit elektrisch angetriebenen Verdichtern" und gliedert sich in vier Teile, alle in der Ausgabe 2022 beziehungsweise als deutsche Fassung 2023:^{[1] [2] [3] [4]}

Dazu kommen EN 14825 für die jahreszeitbedingte Effizienz^{[5] [6]}, EN 16147 für Warmwasserbereitung, EN 12102-1 für die Geräuschmessung und EN 15879-1 für Direktverdampfungssysteme. Das Zertifizierungsschema Heat Pump KEYMARK zitiert sie sämtlich als normative Grundlage und stellt einen Grundsatz voran, der in Ausschreibungen oft fehlt: Es gelten ausschließlich gültige Normfassungen.^[7]

02 · Prüfbedingungen und Nennpunkte

EN 14511-2 definiert vier Temperaturanwendungen für die Senke, jeweils über die Austrittstemperatur:^[8]

Quellenseitig sind für Luft die Standardbedingung 7 °C Trockenkugel bei 6 °C Feuchtkugel sowie die Anwendungsbedingungen 2/1 °C, −7/−8 °C, −15 °C und 12/11 °C genannt; für Wasser und Sole gilt Eintritt 10 °C, Austritt 7 °C.^[8] Die verbreitete Kurzschreibweise ist Branchenkonvention und keine Normfestlegung — belegt findet sie sich etwa im KEYMARK-Anhang, der die Prüfpunkte als A7/W35, A20/W35, B0/W35 und W10/W35 nach EN 14511-2 sowie E4/W35 nach EN 15879-1 nennt.^[9] Erster Buchstabe ist die Quelle, die Zahl die Quellentemperatur, die W-Zahl die Wasseraustrittstemperatur.

03 · Was in die Leistungsaufnahme eingerechnet wird

Hier liegt die häufigste Quelle für unvergleichbare COP-Angaben. EN 14511-3 verlangt, dass die effektive Leistungsaufnahme die Korrektur für Ventilatoren und Pumpen enthält — unabhängig davon, ob sie im Gerät integriert sind oder nicht.^[10]

Der Sinn dahinter: Nicht die Hydraulikleistung des Prüfstands zählt, sondern der äquivalente elektrische Aufwand für den geräteseitigen Druckverlust. Der Effekt ist erheblich — eine Fachdarstellung beziffert den Einfluss der Korrektur auf den COP mit bis zu 0,3.^[11] Ebenso fließt die Abtauung in den COP ein: Die Abtauwärme wird dem Heizkreis entnommen, und die dafür nötige Energie wird bei der COP-Bestimmung berücksichtigt; je nach Güte des Abtaualgorithmus kostet das 0,3 bis 1,0 COP-Punkte.^[11]

Für kanalgebundene Innengeräte gibt Teil 3 Mindestwerte der externen Pressung vor, gestaffelt nach Nennleistung — von 25 Pa bis 8 kW bis zu 175 Pa ab 147 kW. Überschreitet die tatsächliche Pressung den doppelten Mindestwert, ist die Ventilatordrehzahl entsprechend anzupassen.^[10]

04 · Toleranzen und Messunsicherheiten

Die Norm trennt sauber zwischen zwei Dingen, die im Sprachgebrauch oft verschwimmen: der zulässigen Abweichung der eingestellten Prüfbedingung während der Messung und der zulässigen Messunsicherheit der Messkette.

Für die Bestimmung der Leistung führt EN 14511-3 drei normative Verfahren: das Kalorimeterraum-Verfahren in Anhang A, das Innenluft-Enthalpieverfahren in Anhang B und das Flüssigkeits-Enthalpieverfahren in Anhang D; die Luftvolumenstrommessung regelt der normative Anhang I, die Pumpenwirkungsgrade der normative Anhang F.^[10]

05 · Teillast, Bins und der SCOP

EN 14825 ermittelt die jahreszeitbedingten Kennwerte SEER, SCOP und die zugehörigen Effizienzangaben; die Verfahren dürfen auf gemessenen oder berechneten Werten beruhen.^[6] Drei Klimazonen sind definiert, jede mit 8760 Stunden:^[12]

Neben den vier Punkten A bis D kennt EN 14825 für das Heizen weitere Punkte bis G; hinzu kommen der Bivalenzpunkt, die Betriebsgrenztemperatur und optional ein Punkt bei −15 °C.^[14] Die Ökodesign-Verordnung setzt für das Referenzklima die Auslegungstemperatur auf −10 °C, den Bivalenzpunkt auf höchstens +2 °C und die Betriebsgrenztemperatur auf −7 °C; die europäische Referenz-Heizperiode umfasst 4910 Stunden im Jahr.^[15]

Eine methodische Kritik, die für den Prüfstandsbau wichtig ist, formuliert eine Fachveröffentlichung treffend: In jedem Prüfpunkt ändern sich alle drei Betriebsparameter gleichzeitig — Quellentemperatur, Senkentemperatur und Leistungsabgabe.^[14] Aus EN-14825-Punkten lässt sich deshalb kein sauberes Kennfeld separieren.

Zum Bezug auf die europäischen Verordnungen: Die Ökodesign-Verordnung (EU) Nr. 813/2013 definiert die jahreszeitbedingte Raumheizungs-Energieeffizienz und den Umrechnungskoeffizienten 2,5^[15], die Energielabel-Verordnung (EU) Nr. 811/2013 die Effizienzklassen — für Niedertemperatur-Wärmepumpen reicht A+++ ab 175 %.^[16] Die Marktaufsichtstoleranz beträgt für die jahreszeitbedingte Effizienz 8 %, für den Schallleistungspegel 2 dB.^[15]

06 · Abtauung: der instationäre Teil

Hier stellt die Norm die höchsten Anforderungen an die Datenerfassung — und hier scheitern improvisierte Prüfstände.

Der Beharrungszustand gilt als erreicht, wenn alle Messgrößen ohne Änderung der Sollwerte für mindestens 30 Minuten innerhalb der zulässigen Abweichungen bleiben. Die anschließende Messdauer beträgt mindestens 35 Minuten, mit einer vollständigen Aufzeichnung mindestens alle 30 Sekunden.^[10] Das sind zwei getrennte Anforderungen, keine überlappenden.

Für den instationären Betrieb mit Abtauung definiert die Norm zwei Intervalltypen: Ein Intervall H ist eine Heizperiode mit Ausnahme der ersten zehn Minuten nach Abtauende; ein Intervall D besteht aus einem Abtauzyklus plus den ersten zehn Minuten Heizbetrieb danach.^[10] Die Abtastraten unterscheiden sich entsprechend:

Eine Anforderung an die Prüfkammer, die daraus folgt und selten mitgedacht wird: Für die akustische Prüfung schreibt das EHPA-Reglement vor, dass bei Geräten mit Abtauzyklen die Luftfeuchte am Eintritt so geregelt wird, dass während der Messung keine Abtauung auftritt.^[13] Die Kammer muss also nicht nur befeuchten, sondern auch gezielt entfeuchten können.

07 · Was das für den Prüfstand heißt

Aus den zitierten Anforderungen ergibt sich ein Anforderungsprofil. Es ist unsere Ableitung, nicht die der Normen.

Für die luftseitige Volumenstrommessung sind die einschlägigen Verfahrensnormen die Reihe ISO 5167 für Wirkdruckgeräte — insbesondere Teil 3 für Düsen und Venturi-Düsen^{[18] [19]} — sowie ISO 5801 für Ventilatorprüfstände.^[20] Auf der amerikanischen Seite entspricht dem ANSI/AMCA 210 beziehungsweise ASHRAE 51 in der Ausgabe 2025.^[21]

Ergänzend eine Anforderung von ISO 5167-1, die für drehzahlgeregelte Ventilatoren relevant ist: Die Norm gilt für unterschallige Einphasenströmung und schließt pulsierende Strömung ausdrücklich aus.^[18]

Wer prüft und zertifiziert

Für die Zertifizierung gibt es zwei etablierte Wege. Das Heat Pump KEYMARK deckt Wärmepumpen-Raumheizgeräte, Kombiheizgeräte und Warmwasserbereiter bis 400 kW ab und arbeitet mit Toleranzen auf deklarierte Werte von −8 % für die jahreszeitbedingte Effizienz und die Nennleistung sowie +2 dB(A) für die Schallleistung — dieselben Werte wie die Marktaufsichtstoleranzen der Ökodesign-Verordnung.^[7] Das EHPA-Gütesiegel arbeitet mit eigenen Prüfreglementen je Bauart und schreibt für Luft/Luft-Geräte das Kalorimeterraum-Verfahren zwingend vor.^{[13] [22]}

08 · Der Kältemittelwechsel

Die F-Gas-Verordnung (EU) 2024/573 vom 7. Februar 2024, in Kraft seit dem 11. März 2024^[23], verbietet das Inverkehrbringen von Geräten mit fluorierten Kältemitteln oberhalb bestimmter Treibhauspotenziale gestaffelt nach Bauart und Leistung. Für die Wärmepumpenentwicklung sind vor allem diese Termine maßgeblich:^{[24] [25]}

Was R290 für den Prüfstand bedeutet

Propan ist nach ISO 817 in die Sicherheitsgruppe A3 eingestuft, also leicht entflammbar, hat ein Treibhauspotenzial von 0,02 und eine Selbstentzündungstemperatur von 470 °C; die nach EN 378-2 maximal zulässige Oberflächentemperatur beträgt 370 °C. Als Nicht-F-Gas ist es von der Dichtheitsprüfpflicht der F-Gas-Verordnung ausgenommen.^[26]

Für den Aufstellungsraum ist EN 378-3 maßgeblich, ergänzt um die Regelwerke des Explosionsschutzes. Eine Fachdarstellung nennt als Ausstattung:^[27]

Für die Zoneneinteilung sind EN 60079-10-1 und EN 1127-1 einschlägig, für die Personalqualifikation EN 378-4 und ISO 22712.^[28] Ein Leitfaden zur Außenaufstellung listet die zu vermeidenden Zündquellen im Schutzbereich ausdrücklich auf — bis hin zu elektronischen Geräten wie Mobiltelefonen und Notebooks — und verlangt, dass dort während des bestimmungsgemäßen Betriebs weder dauerhaft noch kurzfristig Zündquellen vorhanden sind.^[29]

Was das für die Prüfstandsauslegung heißt

Ein Prüfstand für propanbetriebene Wärmepumpen ist kein Klimaschrank mit Zusatzausstattung. Er ist eine Anlage mit Zonenkonzept, Gaswarnung in mehreren Stufen, explosionsgeschützter Lüftung, bodennaher Absaugung und einer Sicherheitskette, die im Fehlerfall zuerst lüftet und dann freischaltet. Diese Punkte gehören in die Auslegung und nicht in die Inbetriebnahme — sie bestimmen die Aufstellung, die Raumhöhe und die Kabelführung.

09 · Quellen

Die EU-Verordnungen und die Prüfreglemente der Zertifizierungsprogramme sind frei zugänglich und für die Auslegung eines Prüfstands oft ergiebiger als die Normtexte selbst — sie nennen die Prüfpunkte konkret.