Heizung

Wärmepumpe: Die Rolle der Vorlauftemperatur und des Pufferspeichers in der Modernisierung von Bestandsgebäuden

Dienstag, 12.09.2023

So nähert man sich ohne viel Mathematik an die ideale Vorlauftemperatur an:

Die maximale Vorlauftemperatur kann im Bestand während der Heizperiode auch experimentell raumweise bestimmt werden. Je kälter der Tag für die Messung gewählt wird, desto verlässlicher sind dabei die Ergebnisse: Alle Heizkörperventile müssen zunächst vollständig geöffnet werden. Dann wird die Vorlauftemperatur stufenweise so lange abgesenkt, bis die Wohlfühltemperatur in den Räumen gerade noch erreicht wird. Beträgt die ermittelte maximale Vorlauftemperatur 55 °C (bei Erreichen der Normaußentemperatur) oder weniger, kann in dem Gebäude eine Wärmepumpe effizient betrieben werden. Liegt sie jedoch in einzelnen Räumen über 55 °C, ist ein Austausch der Heizkörper in den Räumen empfehlenswert, die mit dieser Vorlauftemperatur nicht ausreichend warm werden.

Große Auswahl an Heizkörper-Modellen

Sind alle Heizkörperflächen ausreichend groß, kann im gesamten Gebäude die Vorlauftemperatur gesenkt und damit sowohl Betriebskosten als auch der CO2-Ausstoß reduziert werden. Es ist außerdem eine Überlegung wert, Heizkörper nur in wärmeren Räumen wie Wohn- und Kinderzimmer zu tauschen und in eher kühl gehaltenen Räumen den Bestand zu belassen. Auf einer vorgegebenen Fläche (z.B. längen- und höhenbeschränkt innerhalb einer Heizkörpernische) kann durch die Modellvielfalt jeweils eine sehr breite Heizleistungs-Spannweite installiert werden. Denn die einzelnen Bauformen übertragen Wärme bei gleicher Vorlauftemperatur unterschiedlich effektiv. Dabei variiert ihr Platzbedarf nur in der räumlichen Tiefe. Gliederheizkörper können zum Beispiel durch großflächigere Plattenheizkörper ersetzt werden. Ebenso können Heizkörper vom Typ 10 und 11 gegen Heizkörper vom Typ 21, 22 oder gar 33 getauscht werden. Da die Anschlussfelder der Heizkörper genormt sind, ist der Austausch besonders einfach.

Einzelne Heizkörper-Bauformen übertragen bei gleicher Vorlauftemperatur Wärme unterschiedlich effektiv.
Quelle: WOLF GmbH
Heizleistung für verschiedene Heizkörpertypen bei gleicher Vorlauftemperatur: Auf einer vorgegebenen Fläche (z.B. Heizkörpernische) kann durch die Modellvielfalt jeweils eine sehr breite Heizleistungs-Spannweite installiert werden. Die einzelnen Bauformen übertragen bei gleicher Vorlauftemperatur Wärme unterschiedlich effektiv.

Weniger Starts durch Pufferspeicher

Für den Betrieb einer Wärmepumpe empfiehlt sich fast immer der Einsatz eines Pufferspeichers für das Heizungswasser, vor allem im Gebäudebestand. Denn dieser fängt Spitzen aus dem Wärmeverteilsystem ab, bietet eine hydraulische Entkopplung und ermöglicht bei Bedarf Durchfluss und Abtauenergie für die Wärmepumpe. In der Summe führt dies zu verlängerten Laufzeiten bei der Wärmepumpe und das gleichzeitig bei geringerer Modulationsanforderung. Das spart Energie und steigert die Effizienz. Der Pufferspeicher nimmt zudem tagsüber produzierte (zu diesem Zeitpunkt nicht benötigte) Wärme auf und gibt sie bei Bedarf (in den kühleren Abend- und Morgenstunden) wieder an das Wärmeverteilsystem ab. Dadurch wird die Wärmepumpe spürbar entlastet. Dieses Betriebsverhalten lässt sich bereits über einfache Zeitprogramme in jedem Gebäude realisieren.

Pufferspeicher bedarfsgerecht wählen

Die Größe des Pufferspeichers hängt vor allem von dem Gebäude, seiner Größe, dem Heizsystem und Wärmestandard ab. Daher kann man keine pauschale Empfehlung zur idealen Größe geben, sondern es muss genau gerechnet werden. Wird der Pufferspeicher nur zum Abtauen der Wärmepumpe verwendet, genügt je nach Leistung der Wärmepumpe bereits ein kleines Volumen von bis zu 50 Litern. Größere Pufferspeicher sind aber sinnvoll, um zum Beispiel Sperrzeiten für Wärmepumpenstrom oder Zeiten für die Warmwasserbereitung zu überbrücken. Auch die Wärme einer Solaranlage oder in Wärme umgewandelte überschüssige elektrische Energie aus einer Photovoltaikanlage können in den Pufferspeicher eingespeist und vorgehalten werden. Für ein Einfamilienhaus sind 200 Liter Pufferspeichervolumen oft ausreichend. Befindet sich allerdings eine Solaranlage oder eine PV-Anlage auf dem Dach, sollte das Volumen mindestens 300 Liter betragen.

Weiterführende Informationen: https://www.wolf.eu/

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