Für den effizienten Betrieb einer Wärmepumpe in Bestandsgebäuden spielen Vorlauftemperatur, Heizkörperfläche und Pufferspeicher eine wichtige Rolle.

Für den effizienten Betrieb einer Wärmepumpe ist es wichtig, das Heizsystem und das Wärmeverteilsystem bestmöglich aufeinander einzustellen. Wichtige Parameter sind die Vorlauftemperatur und die Größe des Pufferspeichers. Dieser Beitrag erklärt deren Einfluss auf das Heizsystem und den Weg zur passenden Auslegung.

Die Basis jeder Heizungsauslegung ist die Heizlast, also der Wärmebedarf einzelner Räume bzw. eines Gebäudes in Abhängigkeit von den Ansprüchen der Nutzer (Raumsolltemperaturen). Auf die Heizlast eines einzelnen Raumes wirken zum Beispiel der Anteil der Außenflächen und die Raumtemperaturen der angrenzenden Räume ein. Diese Daten sind in der Regel als gegeben anzunehmen, es sei denn, es sind weitere Maßnahmen an der Gebäudehülle geplant.

Die Vorlauftemperatur ist eine variable Größe

Variablen der Heiztechnik sind dagegen die Vorlauftemperatur und die Größe eines (i.d.R. noch nicht vorhandenen) Pufferspeichers. Steht also eine Heizungsmodernisierung im Bestand an, sollten weder die Vorlauftemperatur einer bestehenden Heizung noch die Heizflächen (z. B. bestehende Heizkörper) als unveränderliche Größe betrachtet werden. Bei Luft/Wasser-Wärmepumpen bedeutet eine Senkung der Vorlauftemperatur um nur 1 K, dass die Effizienz um rund 2 bis 2,5 Prozent steigt. Es ist also sehr wirtschaftlich und gleichzeitig klimafreundlich, ein Gebäude mit einer möglichst geringen Vorlauftemperatur zu heizen.

Größere Heizkörperflächen erlauben eine niedrigere Vorlauftemperatur

Wird die Wärmeübertragefläche (aller Heizkörper) möglichst groß gewählt, kann in der Regel die Vorlauftemperatur gesenkt werden. Oft sind Heizkörper in Bestandsbauten zu groß ausgelegt. Dieser Planungsfehler kommt nun dem Ziel einer Temperaturabsenkung sehr entgegen. Ist es nicht möglich, angemessene Vorlauftemperaturen für den Betrieb einer Wärmepumpe zu erreichen, so können weitere Maßnahmen am Gebäude die Heizlast und damit die Vorlauftemperatur reduzieren. Besonders effizient sind hierfür der Austausch von Fenstern mit Einfachverglasung gegen Fenster mit Doppel- oder Dreifachverglasung sowie die Dämmung von Kellerdecke, Dach und/oder Fassade.

Jedes Kelvin weniger verbessert die Effizienz

Die Heizkörper-Hersteller geben üblicherweise die Leistung ihrer Produkte an. In der Regel wird sie als eine mit dem Heizkörper abdeckbare Heizlast für die Vor- und Rücklauftemperatur (55/45 °C) angegeben, standardmäßig für eine Ziel-Raumtemperatur von 20 °C. Da aus Effizienzgründen beim Betrieb einer Wärmepumpe die maximale Vorlauftemperatur 55 °C nicht überschreiten sollte, muss bei bereits bekannter Heizlast geprüft werden, ob die Heizkörper im Bestand ausreichend leistungsstark sind.

Heizkörperrechner des BWP

Mit dem Bestandskessel wird zunächst näherungsweise die übertragbare Heizleistung der Heizkörper des gesamten Wärmeverteilsystems als Ist-Zustand bestimmt. Ein dafür hilfreiches Tool ist der Heizkörperrechner des Bundesverbands Wärmepumpe (BWP) e. V., der unter diesem Linkabgerufen werden kann. Dabei setzt man als maximale Vor- und Rücklauftemperatur die aktuell für das System eingestellten Werte ein sowie den Heizkörpertyp, die Abmessungen der bestehenden Heizflächen und die Innentemperatur. Vergleicht man dann die raumweise ermittelten Werte mit den jeweiligen Heizlasten nach DIN EN 12831-1 Abschnitt 6, erkennt man, ob noch Spielraum zur Absenkung der Vorlauftemperatur besteht. Wenn die Heizlast eines Raumes kleiner ist als die maximal zur Verfügung stehende Heizleistung der jeweiligen Heizkörper, kann die Vorlauftemperatur gesenkt werden. Anschließend errechnet man die Heizleistung mit einer um 5 K reduzierten Vorlauftemperatur und nähert sich so der idealen Vorlauftemperatur an. Sie ist erreicht, wenn die Heizlast eines Raumes der berechneten Heizleistung entspricht. Mit der reduzierten Vorlauftemperatur der Wärmepumpe werden alle Räume gerade noch optimal beheizt.

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