Auf den nächsten Seiten wurden einige typische Fragen („FAQ“) aus meinem Praxis-Alltag als Energie-Effizienz-Experten zusammengetragen.
Bei weiteren Fragen können Sie sich gerne melden.
Gute Informationsquellen sind außerdem:
VDI 4645
www.waermepumpe.de
A
Was ist ein „Abschaltpunkt“ ?
Wenn es draußen warm ist, muss die Wärmepumpe nicht arbeiten. Deshalb muss ein „Abschaltpunkt“ definiert werden, ab dem kein Wärmepumpenbetrieb mehr stattfindet.
Bei bestehenden Gebäuden wird eine „Heizgrenztemperatur“ von 15 Grad Celsius empfohlen. Das bedeutet natürlich nicht, dass man bei 15 Grad Celsius im Haus frieren muss. Es bedeutet lediglich, dass bei einer Außentemperatur von 15 Grad Celsius oder mehr im Inneren des Hauses keine Beheizung mehr notwendig ist, weil die Wärmeverluste nach draußen dann sehr gering sind und die im Haus gespeicherte und durch die Bewohner erzeugte Wärme ausreichend ist.
Muss man den Einbau einer Luft-Wasser-Wärmepumpe anmelden ?
Ja - der zuständige Energieversorger muss informiert werden, damit er vorab prüfen kann, ob die technischen Voraussetzungen gegeben sind.
Das ist meistens dann der Fall, wenn die maximale Stromaufnahme kleiner als 40 A und die benötigte Netzimpedanz für die Wärmepumpe mindestens 0,472 Ω beträgt.
Diese Anmeldung sollte frühzeitig erfolgen, weil manche Energieversorger etwas langsam bei der Bearbeitung sind.
Warum wird ein Ausdehnungsgefäß benötigt ?
Ein Ausdehnungsgefäß (oder Ausdehnungsgerät) wird in Heizungsanlagen verwendet, um den Druckausgleich zu gewährleisten, der durch Temperaturänderungen des Heizungswassers entsteht. Es wird in folgenden Fällen benötigt:
Druckausgleich: Wenn sich das Heizungswasser erwärmt und ausdehnt, steigt der Druck im System. Das Ausdehnungsgefäß nimmt das zusätzliche Volumen auf, um den Druck zu stabilisieren und Druckschäden zu vermeiden.
Vermeidung von Wasserverlust: Ohne ein Ausdehnungsgefäß könnte der übermäßige Druck dazu führen, dass Sicherheitsventile öffnen und Wasser verlieren. Das Gefäß hilft, dies zu verhindern.
Systemschutz: Es schützt die Heizungsanlage vor Überdruck und möglichen Schäden an Rohren, Heizkörpern und anderen Komponenten.
Effizienter Betrieb: Durch die Aufnahme des expandierten Wassers und den Erhalt des Systemdrucks trägt das Ausdehnungsgefäß zu einem effizienten und sicheren Betrieb der Heizungsanlage bei.
Was ist bei der Aufstellung des Außenteils zu beachten ?
Es wird benötigt:
ein geeigneter Standort, der Schallausbreitungen minimiert
ein Standort, bei dem eventuelle Vereisungen, die in Ausblasrichtung entstehen können, kein Problem darstellen
ein fester Unterbau für das Außenteil einer Split-Wärmepumpe bzw. für das Kompaktgerät (Fundament oder Konsole)
gut wärmegedämmte Fernheizungsrohre oder Kältemittel-Leitungen, welche das Außenteil mit der Heizungsanlage im Inneren verbinden (bitte professionelle Dichtungssysteme bei der Hauseinführung verwenden)
eine Kondensatabfuhr, die auch bei Frost funktioniert
B
Aus welchen Bestandteilen besteht eine Luft-Wasser-Wärmepumpen-Heizungsanlage ?
Wärmequelle (z.B. Aussengerät zum Ansaugen der Luft)
Wärmepumpe
zweiter Wärme-Erzeuger (z.B. elektrischer Zusatzheizstab)
Umwälzpumpe
3/2 - Wege - Umschaltventil - von dort aus geht es dann weiter zum
Heizungsvorlauf oder zum
Heizwasserspeicher oder zum Kombispeicher - von dort aus geht es weiter zum
Trinkwarmwasseranschluss
Der „Rückweg“ verläuft dann wie folgt:
Heizungsrücklauf
3/2 - Wege Umschaltventil - von dort aus geht es dann weiter zur Wärmepumpe oder zum
Ausdehnungsgefäß / Druckhaltung oder zum
Heizwasserspeicher
Es geht also nicht „nur“ um die Wärmepumpe - es gibt mehrere Bestandteile und mehrere Variationsmöglichkeiten. Nur wenn die „Gesamt-Architektur“ stimmt und fehlerfrei geplant und installiert wurde, kann die Wärmepumpen-Heizungsanlage effizient und störungsfrei arbeiten.
Was ist ein „Bivalenzpunkt“ ?
Wenn es zwei Wärme-Erzeuger gibt - zum Beispiel Gasheizung plus Wärmepumpe, dann übernimmt meistens die Wärmepumpe die Wärmeversorgung bei normalen Temperaturen, während die Gasheizung nur bei besonders kalten Außentemperaturen die Versorgung übernimmt oder ergänzt. Die Temperatur, ab wann der zweite Wärme-Erzeuger einspringt, wird „Bivalenzpunkt“ genannt.
Warum interessiert sich der Heizungsplaner dafür, welcher Bodenbelag verwendet werden soll ?
Der „Wärmeleitwiderstand“ des Bodenbelages ist entscheidend für die Berechnung der Auslegung einer Fußbodenheizung, weil er bestimmt, wie effizient die Wärme vom Heizsystem durch den Bodenbelag an die Raumoberfläche übertragen wird. Ein niedriger Wärmeleitwiderstand bedeutet, dass die Wärme schneller und effizienter durch den Bodenbelag geleitet wird, was zu einem schnelleren Heizungseffekt und einem höheren Wohnkomfort führt.
Ein niedriger Wärmeleitwiderstand bedeutet, dass die Raumoberfläche schneller auf die gewünschte Temperatur erwärmt wird, was den Wohnkomfort erhöht.
Durch die effiziente Übertragung der Wärme kann die Heizanlage weniger Energie verbrauchen, was zu niedrigeren Energiekosten führt.
Bei der Planung und Dimensionierung der Fußbodenheizung muss der Wärmeleitwiderstand des Bodenbelages berücksichtigt werden, um sicherzustellen, dass die Heizleistung ausreichend ist, um die gewünschten Raumtemperaturen zu erreichen.
Hier sind einige Beispielwerte:
Korkparkett: Wärmeleitwiderstand von etwa 0,129 m²K/W
Laminat: Wärmeleitwiderstand von etwa 0,044 m²K/W
Teppich: Wärmeleitwiderstand von etwa 0,10 m²K/W
Fliesen: Wärmeleitwiderstand von etwas 0,012 m²K/W
C
Gibt es eine Checkliste, was für die Planung einer Luft-Wasser-Wärmepumpen-
Heizungsanlage von Bedeutung ist ?
Ja:
OBJEKT:
Adresse
Normauslegungstemperatur / Klimazone (es macht einen Unterschied, ob eine Wärmepumpe für ein Haus in Oslo oder in Konstanz geplant wird)
Baujahr (energetischer Zustand)
HEIZLAST:
Nutzfläche
Abschirmung (Windeinfluss) (außerorts / innerorts)
Normheizlast (sollte nicht aus dem Verbrauch ermittelt werden, weil das zu ungenau wäre und das Ergebnis bei unterdurchschnittlichem oder überdurchschnittlichem Verbrauchsverhalten erheblich verzerren kann)
geplante Sanierungen (eine Verbesserung der Heizlast würde die zukünftige Auslegung erheblich verändern)
geplante Umbauarbeiten (ist künftig ein zusätzlicher Heizkreis erforderlich ? wie kann die anfängliche „Unterforderung“ der Wärmepumpe z.B. durch einen Pufferspeicher ausgeglichen werden ?)
Nutzungsart (davon hängt der Wärme- und Warmwasserbedarf ab)
GRUNDSTÜCK:
verfügbare Fläche, Bodenbeschaffenheit (wichtig bei Erdwärmesonde, Erdwärmekollektor, Wasser-Wasser-Wärmepumpe)
Abstand zur Nachbarbebauung (Schallemissionen)
Baumbestand (keine Verschattung bei PV-Unterstützung)
WÄRME-QUELLE:
welche Wärmequelle soll genutzt werden (Luft-Wasser / Sole / Kollektor / Wasser / …)
Innen- oder Außenaufstellung (Außeneinheit bei Luft-Wasser-Wärmepumpe)
Anbindung an den Heizraum
Kondensatableitung
Luftführung und Schallausbreitung am Aufstellort
WÄRME-ERZEUGER:
Rückbau oder Weiternutzung vorhandener Wärme-Erzeuger ? (hybride Heizungsanlage ?)
zusätzlicher Wärmeversorger geplant ? (z.B. elektrischer Heizstab)
Betriebsweise (monovalent, monoenergetisch, bivalent alterntiv, parallel ?)
Aufstellraum für Wärmepumpe und Zubehör
WÄRME-VERTEILUNG:
Weiternutzung bestehender Komponenten ?
Verbesserung / Veränderung der Anlagenhydraulik und Regelungstechnik
mehrere Heizkostenabrechnungen erforderlich ? (z.B. bei EFH mit Einliegerwohnung)
Wärmeübergabe: Systemtemperaturen
Wärmeübergabe: Art der Heizflächen, Regelung der Heizflächen
TRINKWASSER-ERWÄRMUNG:
Bedarf
Art der Bereitstellung (zentral, dezentral, Speicher, Durchfluss)
Trinkwasserzirkulation
Weiternutzung bestehender Komponenten
GEBÄUDEKÜHLUNG
welche Maßnahmen sind geplant für den sommerlichen Wärmeschutz
ist zusätzlich eine aktive Kühlung (Luft-Wasser-Wärmepumpe) oder eine passive Kühlung (Sole-Wasser-Wärmepumpe) geplant ?
D
Wie kann ich eine Wärmepumpe richtig dimensionieren, so dass sie nicht zu groß,
aber auch nicht zu klein ist ?
Wichtig ist eine sorgfältige Vorplanung, damit später alles richtig, effizient und kostengünstig funktioniert.
Wenn die Wärmepumpe alleine zuständig für die Wärmeversorgung ist, wird zunächst die Normaußentemperatur gemäß der Klimazone, in dem sich das Gebäude befindet, herangezogen. Beispiel: Die Normaußentemperatur in Frankfurt liegt bei minus 8 Grad Celsius. Die Normaußentemperatur in Oslo liegt bei minus 20 Grad. Trotzdem sind Wärmepumpen in Norwegen sehr weit verbreitet - was u.a. auch daran liegt, dass die Stromkosten dort niedriger sind als in Deutschland).
Wenn die Wärmepumpe „bivalent“ arbeitet, bedeutet das, dass die Wärmepumpe bei „normal kalten“ Außentemperaturen alleine arbeitet und bei besonders kalten Tagen eine zweiter Wärme-Erzeuger die Versorgung übernimmt oder unterstützt. In diesem Fall kommt es nicht auf die Normaußentemperatur an, sondern auf den Bivalenzpunkt. Das ist die Temperatur, bei der die Unterstützung bzw. die Arbeit des zweiten Wärmeerzeugers beginnt.
Warum ist eine Dokumentation gemäß VDI 6026 wichtig ?
Wärmepumpen-Heizungsanlagen arbeiten meistens störungsfrei. Aber wenn doch mal etwas überprüft oder verbessert werden sollte, ist es wichtig, auf vollständige und aussagekräftige Unterlagen zugreifen zu können. Denn wenn ein Fachhandwerker viel Zeit investieren muss, um die Gesamtanlage zu verstehen und aus den vielen möglichen Fehlerquellen das entscheidende Problem herauszufinden, fallen hohe und vermeidbare Arbeitskosten an.
Eine sorgfältige Dokumentation gemäß VDI 6026 bietet:
Schnellere Fehlerdiagnose: Durch vollständige Unterlagen können Probleme schneller identifiziert und behoben werden.
Reduzierte Kosten: Fachhandwerker benötigen weniger Zeit zur Fehleranalyse, was Arbeitskosten senkt.
Effiziente Wartung und Verbesserung: Klare und detaillierte Dokumentationen ermöglichen eine effizientere Wartung und eventuelle Verbesserungen der Anlage.
Nachvollziehbarkeit: Alle relevanten Informationen zur Anlage sind leicht zugänglich und nachvollziehbar.
E
In meinem Haus gibt es keine Einzelraum-Regelung. Ist das ein Problem ?
Ja. Eine Einzelraum-Regelung sollte unbedingt nachgerüstet werden.
Es gibt verschiedene Möglichkeiten: Raum-Thermostate, Funk-Systeme und Smart-Home-Systeme
Temperaturmessung: Das Thermostat im Raum misst kontinuierlich die aktuelle Raumtemperatur.
Abgleich mit Solltemperatur: Das Thermostat vergleicht die gemessene Temperatur mit der eingestellten Solltemperatur.
Signal an Stellantrieb: Wenn die Raumtemperatur unter die Solltemperatur fällt, sendet das Thermostat ein Signal an den Stellantrieb, der am Heizkreisverteiler angebracht ist.
Öffnen des Ventils: Der Stellantrieb öffnet das Ventil für den betreffenden Heizkreis, sodass warmes Wasser durch die Rohre der Fußbodenheizung fließt.
Erhöhung der Raumtemperatur: Das warme Wasser in den Heizschleifen der Fußbodenheizung beginnt, den Raum zu erwärmen.
Überwachung: Das Thermostat überwacht kontinuierlich die Raumtemperatur und passt den Heizvorgang an, bis die gewünschte Solltemperatur erreicht ist.
Schließen des Ventils: Sobald die Solltemperatur erreicht ist, sendet das Thermostat ein weiteres Signal an den Stellantrieb, um das Ventil zu schließen. Der Fluss des warmen Wassers wird gestoppt.
Durch diese Prozesse wird sichergestellt, dass jeder Raum individuell und effizient beheizt wird.
Kann eine Wärmepumpe eingebaut werden, wenn im Haus ein Einrohr-System verlegt worden ist ?
Das Problem ist, dass bei Einrohr-Systemen die Wassertemperaturen höher sein müssen, damit in allen Heizkörpern genug warmes Wasser ankommt. Deshalb sind die Vorlauftemperaturen („Hinweg“) und auch die Rücklauftemperaturen („Rückweg“) höher. Beides ist für eine Wärmepumpe nicht so gut, weil eine Wärmepumpe am effizientesten mit niedrigen Vorlauftemperaturen und niedrigen Rücklauftemperaturen betrieben wird. Denn Wärmepumpen arbeiten am effizientesten, wenn die Temperaturdifferenz zwischen dem Medium, das sie erwärmen, und der Umgebungstemperatur gering ist. Niedrige Rücklauftemperaturen bedeuten, dass die Wärmepumpe weniger Energie aufwenden muss, um das Wasser auf die gewünschte Vorlauftemperatur zu bringen
Die beste Lösung besteht darin, das Einrohr-System durch ein Zweirohr-System auszutauschen.
Wenn das nicht möglich ist, müssen andere Maßnahmen verstärkt werden, um diesen Nachteil auszugleichen: zum Beispiel bessere Dämmung des Hauses, um die Heizlast generell zu reduzieren (und damit die Vorlauftemperaturen), Einbau Pufferspeicher, Modernisierung der Heizkörper
Die Ringwassermenge muss in Abhängigkeit von der Wärmeabnahme der angeschlossenen Heizflächen stetig geregelt werden. In der VDI 2073 Blatt 2 Abschnitt 6.1 ist beschrieben, wie das mit Hilfe von Dreiwege-Armaturen an den Heizkörpern umgesetzt wird. Der Heizwasserstrom wird so geregelt, dass die Spreizung in allen Lastfällen fast konstant bleibt.
Es kann aber auch sein, dass die Gesamtsituation schon am Anfang so gut ist, dass auch mit einem Einrohr-System eine Umstellung auf eine Wärmepumpen-Heizungsanlage einfach möglich ist: Zum Beispiel, wenn die Vorlauftemperaturen relativ gering sind oder die Dimensionierung der ursprünglichen Rohre so gewählt wurde, dass ein ausreichender Massenstrom möglich ist. Also erstmal schauen, nachdenken und dann nach individuellen Lösungen suchen.
Kann ich mit der Wärmepumpen-Heizungsanlage meinen neuen Estrich
trocknen ?
Davon wird eher abgeraten. Der Leistungsbedarf einer Anlage ist für eine Estrich-Trocknung sehr hoch. Deshalb sollte die - neue und sensible - Anlage nicht für diese „Bauarbeit“ benutzt werden.
Mobile Estrich-Trockengeräte können gemietet werden und diese Aufgabe übernehmen.
G
Welche Gesetze und Verordnung sind zu beachten ?
Bei einer Luft-Wasser-Wärmepumpe sind folgende Gesetze und Verordnungen besonders wichtig:
elektrischer Anschluss an das Niederspannungsnetz (BDEW TAB 2007)
Energiekennzeichnung von Heizgeräten (EU Verordnung 811/2013)
F-Gase-Verordnung
Gebäudeenergiegesetz (GEG)
Ökodesign-Verordnung für Heizgeräte (EU Verordnung 813/2013)
Technische Anleitung zum Schutz gegen Lärm (TA Lärm)
technische Regeln für Trinkwasser-Installation (DIN 1988-100 bis DIN 1988-600)
Trinkwasserverordnung (TrinkwV)
H
Soll die Handtuch-Heizung im Badezimmer an die Wärmepumpen-Heizungsanlage
angeschlossen werden oder separat elektrisch versorgt werden ?
Ja, eine Handtuchheizung kann problemlos mit einer Wärmepumpe betrieben werden.
Funktionsweise:
Anschluss: Die Handtuchheizung wird an das Heizsystem der Wärmepumpe angeschlossen. Dies kann direkt über den Heizkreislauf erfolgen, der von der Wärmepumpe mit warmem Wasser versorgt wird.
Temperaturregelung: Die Wärmepumpe erwärmt das Wasser auf die gewünschte Temperatur, die dann durch die Handtuchheizung zirkuliert und so die Handtücher und den Raum erwärmt.
Vorteile:
Kostenersparnis: Durch die Nutzung der Wärmepumpe können Heizkosten gesenkt werden, insbesondere bei steigenden Energiepreisen.
Kombinationsmöglichkeiten: Eine Handtuchheizung kann als Ergänzung zur Fußbodenheizung genutzt werden, um zusätzlichen Komfort zu bieten.
Einstellungen:
Die Handtuchheizung muss richtig dimensioniert und in das Heizsystem integriert werden, um optimale Leistung und Effizienz zu gewährleisten.
Es sollte nur ein Raumthermostat, das gleichzeitig für die Fußbodenheizung und die Handtuchheizung zuständig ist, eingesetzt werden, um störende, gegenseitige Beeinflussung mehrer Thermostatregler zu vermeiden.
Alternative: Eine elektrisch betriebene Handtuch-Heizung kann unabhängig vom zentralen Heizungssystem betrieben werden. Sie lässt sich leicht nachrüsten und bietet flexible Steuerungsoptionen (z.B. Zeitschaltuhr, Thermostat). Sie lässt sich einfach und schnell installieren, weil sie nur an das Stromnetz angeschlossen werden muss. Nachteil: Teurer im Betrieb.
Warum und wann benötigt das Haus zwei oder mehr Heizkreise ?
In einem Einfamilienhaus können zwei oder mehrere Heizkreise aus verschiedenen Gründen benötigt werden.
Unterschiedliche Heizsysteme: Wenn sowohl Fußbodenheizung als auch Radiatoren verwendet werden, sind separate Heizkreise erforderlich, da sie unterschiedliche Vorlauftemperaturen benötigen.
Druckdifferenzen: Die Druckdifferenzen für den Betrieb von Flächenheizkreisen sind meistens deutlich höher als die Druckdifferenzen von Heizkörpern.
Hydraulische Versorgung: Wenn es zwei oder mehrere Heizkreise gibt, können diese getrennt hydraulisch optimal versorgt werden.
Kombination von Heizsystemen: Es ist auch möglich, sich auf einen Heizkreis zu beschränken. Das macht z.B. dann Sinn, wenn die meisten Wohnräume eine Fußbodenheizung haben und es nur in Nebenräumen Heizkörper gibt.
Die Entscheidung, ob zwei oder mehr Heizkreise benötigt werden, muss individuell getroffen werden, basierend auf den spezifischen Anforderungen des Hauses und der geplanten Heizsysteme.
Warum ist eine Heizlastberechnung wichtig ?
Eine Wärmepumpen-Heizungsanlage kann nur dann effizient (und kostengünstig) arbeiten, wenn sie richtig dimensioniert ist (also nicht zu gross und nicht zu klein)
Deshalb wird vorab eine Heizlastberechnung benötigt, die den konkreten Bedarf wiedergibt.
Für den Anfang reicht eine Hüllflächen-Heizlastberechnung, bei der das gesamte, beheizte Haus betrachtet wird (zum Beispiel EG und OG, wenn der Keller nicht beheizt wird).
Später wird eine detaillierte Raum-Heizlastberechnung, benötigt, weil jeder Raum unterschiedliche Bedarfe hat
Man kann eine Gebäude-Heizlast auch aus dem bisherigen Verbrauch ermitteln.
Das macht aber nur dann Sinn, wenn der bisherige Verbrauch „normal“ war.
„Normal“ bedeutet:
das ganze Haus wurde beheizt
das Haus wurde ganzjährig genutzt
die Beheizung lag zwischen 19 bis 21 Grad
Formel beim Energieträger Erdgas:
erforderliche 2.000 Kubikmeter Gasverbrauch
Wärmepumpenleistung = _____________________________ = 8,70 kW
in KW 230
Formel beim Energieträger Heizöl:
erforderliche 2.000 Liter Heizölverbrauch
Wärmepumpenleistung = _____________________________ = 8 kW
in KW 250
Eine andere Möglichkeit besteht darin, eine Gebäude-Heizlast anhand des Baustandards zu schätzen. Das sollte aber nicht für die Detail-Planung einer Wärmepumpe verwendet werden, weil diese Schätzung nicht die individuellen Besonderheiten und Bedarfe des Hauses berücksichtigt und somit zu ungenau ist.
Neubau nach EnEV: 28 bis 35 W / m2
Gebäude, das nach Wärmeschutzverordnung 1995 erbaut wurde: 50 bis 60 W / m2
Gebäude, das ab 1980 erbaut wurde mit damals normaler Dämmung: 70 bis 90 W / m2
ältere Gebäude ohne Dämmung: 120 W / m2
Das bedeutet:
Bei einem 100 Quadratmeter großen Gebäude aus dem Jahr 1970 würde die Gebäudeheizlast ca. 100 * 120 W / m2 betragen = 12.000 Watt = 12 kW
In diesem Fall würde man nun zuerst die Heizlast reduzieren (durch eine energetische Ertüchtigung des Gebäudes) und danach genau ausrechnen, welche Wärmepumpe am besten zu der dann deutlich reduzierten Heizlast passt.
Was mache ich, wenn meine Heizflächen zu klein sind ?
Beispiel: Eine Gastherme wird ersetzt durch eine Wärmepumpe.
Eine Wärmepumpe „kann“ zwar auch höhere Vorlauftemperaturen erzeugen. Das wäre aber nicht wirtschaftlich.
Deshalb soll eine Wärmepumpen-Heizungsanlage so geplant werden, dass nur geringe Vorlauftemperaturen benötigt werden.
Damit es trotzdem warm genug ist, müssen leistungsstarke und große Heizflächen vorhanden sein.
Wenn die bestehenden Heizkörper zu klein sind, können diese ausgetauscht werden durch größere Heizflächen.
Alternativ dazu können auch leistungsstärkere Heizkörper (z.B. Niedertemperatur-Heizkörper mit oder ohne Lüfter) eingebaut werden.
Die Auslegung der Heizkörper muss nach anerkannten Regeln erfolgen - z.B. VDI 6030 Blatt 1.
Warum ist ein hydraulischer Abgleich wichtig ?
Stellen wir uns eine Großküche mit einem fleissigen Team vor, das 1.500 Mittagessen gekocht hat. Wenn die Zahl der Gäste doppelt so hoch oder halb so hoch ist oder wenn es nicht genug Tische oder zu wenige Kellnernde geben würde, wäre das sehr problematisch.
Deshalb muss auch bei der Planung einer Wärmepumpe-Heizungsanlage sichergestellt werden, dass immer genug Wärme an die richtigen Räume bereitgestellt und die Durchflussmengen, die Rohre und die Heizflächen richtig dimensioniert werden.
Damit beim hydraulischen Abgleich alles richtig läuft, muss dieses nach einem anerkannten Verfahren erfolgen. Die VDI 2073 Blatt 2 verlangt folgende Grundlagen:
Heizlasten (und ggfs. Kühllasten) aller Räume
Heizlast (und ggfs. Kühllast) des Gesamtgebäudes
wie sind die Übergabe-Einrichtungen ausgelegt ? (Typ, Größe, Nennleistung, Auslegeleistung, Vorlauftemperatur, Rücklauftemperatur, Massenstrom)
wie ist das Verteilsystem geplant ? (Länge der Rohre, Durchmesser der Rohre, Einzelwiderstände)
welche Umwälzpumpe wird verwenden und wie wird diese betrieben ? (Leistungsdaten, Kennlinien)
wie werden Wärme-Erzeuger und (ggfs.) Pufferspeicher eingebunden ?
welche Anforderungen haben alle sonstigen Einbauten an die Hydraulik des Systems ? (Mindestwasserströme, Differenzdrücke)
Aus dieser Auflistung kann man erkennen, dass es auf den richtigen und fachgerechten Zusammenspiel vieler Einzelfaktoren ankommt. Es ist also nicht damit getan, eine Wärmepumpe einfach nur „aufzustellen“ und „anzuschließen“.
I
Kann die Luft-Wasser-Wärmepumpe auch innen aufgestellt werden ?
Ja - aber eine Außenaufstellung ist einfacher umzusetzen.
Es müssen Wanddurchbrüche und Wanddurchführungen nach den anerkannte Regeln der Technik vorgenommen werden.
Die Luftkanäle müssen ausreichend dimensioniert werden.
Die Luftkanäle müssen gedämmt werden, um Kondensatbildung zu vermeiden.
Die Ansaug- und Ausblasöffnungen sollten möglichst an verschiedenen Gebäudeseiten angebracht werden (Ecke). Wenn das nicht möglich ist, sollte der Abstand mindestens zwei Meter betragen.
Die Kondensatabfuhr muss fachgerecht installiert werden.
Die Schallausbreitung nach innen und nach außen muss so begrenzt werden, dass die Grenzwerte eingehalten und die Bewohner nicht beeinträchtigt werden (z.B. Dachgeschosswohnung unterhalb Spitzboden bei Aufstellung im Spitzboden).
Welche Informationen werden bei der Planung benötigt ?
Grundfläche der einzelnen Räume
energetischer Zustand der Außenwände, der Innenwände, die an ungeheizte Räume angrenzen, der Fenster und der Türen, die an ungeheizte Räume grenzen (verwendete Baustoffe, U-Werte, Dämmungen, Art der Verglasung)
gewünschte Raumtemperatur
Art des Bodenbelages (wichtig bei Fußbodenheizungen) / Wärmeleitwiderstand des Bodenbelages
Heizlast pro Raum
Welche Informationen werden vor der Verlegung einer Fußbodenheizung benötigt
Anzahl der Heizkreise
Verlegeabstand
Durchflussmenge des Heizwassers pro Stunde (z.B. 120 Liter)
Rohrdimension (z.B. 16 mm x 2 mm)
Vorlauftemperatur
Rücklauftemperatur
maximale Oberflächentemperatur (z.B. 29 Grad im Wohnbereich und 33 Grad im Badezimmer)
Welche Informationen werden benötigt, wenn es keine Fußbodenheizung gibt und
stattdessen Heizkörper verwendet werden ?
Anzahl der Heizkörper für jeden einzelnen Raum
Art des Heizkörpers (z.B. Flachheizkörper, zweilagig oder Röhrenradiator, dreireihig)
Bauhöhe
Baulänge
erforderliche Heizleistung je Heizkörper (z.B. 1.000 W)
Durchflussmenge des Heizwassers pro Stunde (z.B. 60 Liter)
Vorlauftemperatur
Rücklauftemperatur
K
In meinem Haus sind die Heizungsrohre aus einem nicht sauerstoffdichten Kunststoff. Ist das ein Problem ?
Ja. Früher wurden oft Heizrohre aus nicht sauerstoffdichtem Kunststoff verwendet, weil die Technologie und das Wissen über die langfristigen Auswirkungen von Sauerstoff auf Heizsysteme noch nicht so weit entwickelt waren
Kunststoffrohre waren kostengünstiger und einfacher zu installieren als Metallrohre
Das Problem bei nicht sauerstoffdichten Rohren ist, dass Sauerstoff in das Heizsystem eindringen kann, was zur Korrosion von Metallteilen führt.
Dies kann die Lebensdauer der Heizungsanlage verkürzen und zu Lecks und anderen Problemen führen.
Eine Lösung kann darin bestehen, die nicht sauerstoffdichten Kunststoff-Rohre auszutauschen. Alternativ dazu kann auch eine Systemtrennung nachgerüstet werden, damit der Sauerstoff sich nicht in dem Heizsystem verbreiten kann.
Kann ich eine Luft-Wasser-Wärmepumpe auch für eine passive Kühlung nutzen ?
Eine passive Kühlung ist nicht möglich.
Das ist nur bei Einsatz einer Sole-Wasser-Wärmepumpe oder einer Wasser-Wasser-Wärmepumpe möglich.
ABER: Eine aktive Kühlung ist auch bei einigen Luft-Wasser-Wärmepumpen möglich - sofern diese mit einer Fußbodenheizung kombiniert wird.
Luft-Wasser-Wärmepumpen entziehen ihre Wärme der Außenluft. Soll das Gerät kühlen statt heizen, muss die Wärme nicht aus der Außenluft, sondern aus der Innenluft entnommen werden.
Der Verdichter bleibt hierbei weiterhin in Betrieb.
Im Prinzip liegt also nur eine Richtungsänderung vor und die Funktionsweise der Wärmepumpe bleibt bestehen.
Um die Richtungsänderung im Wärmepumpenprozess zu ermöglichen, muss sowohl ein Vier-Wege-Ventil und ein zweites Expansionsventil im Kältemittelkreislauf integriert werden.
Mithilfe des Vier-Wege-Ventil wird die Fließrichtung umgeschaltet.
Das Ventil ermöglicht unabhängig voneinander das Heizen und das Kühlen. Das muss auch so sein, weil im Sommer zwar keine Wärmeerzeugung für die Raumbeheizung benötigt wird, das Brauchwasser aber weiterhin erwärmt werden muss.
L
Soll ich mir neue Heizkörper mit Lüfterunterstützung einbauen ?
Heizkörper mit Lüfterunterstützung haben einige Nachteile, die Sie beachten sollten:
Geräusche: Die Lüfter können während des Betriebs Geräusche verursachen, was in ruhigen Räumen störend sein kann
Luftverwirbelung: Die Lüfter bewirken eine verstärkte Luftzirkulation, was zu Zugluft und Staubaufwirbelung führen kann
Stromverbrauch: Die zusätzlichen Lüfter verbrauchen Strom, was den Gesamtenergieverbrauch erhöht
Wartung: Die Lüfter und die zusätzlichen Elemente erfordern möglicherweise regelmäßige Wartung und können anfälliger für Ausfälle sein.
Trotz dieser Nachteile bieten Heizkörper mit Lüfterunterstützung den Vorteil, dass sie bei niedrigeren Vorlauftemperaturen effizienter arbeiten und somit Energiekosten sparen können.
M
Warum benötigt eine Wärmepumpen-Heizungsanlage einen größeren
„Massenstrom“ ?
Das hat drei Gründe:
Temperaturspreizung: Wärmepumpenanlagen arbeiten in der Regel mit niedrigeren Vorlauftemperaturen als konventionelle Heizöl- oder Gasheizungsanlagen. Die Temperaturdifferenz zwischen Vorlauf und Rücklauf (Spreizung) ist daher geringer.
Wärmeübertragung: Um dieselbe Menge an Wärmeenergie zu transportieren, muss bei einer geringeren Temperaturspreizung mehr Wasser (höherer Massenstrom) durch das System gepumpt werden. Dies stellt sicher, dass ausreichend Wärme an die Heizflächen im Gebäude geliefert wird.
Systemeffizienz: Ein größerer Massenstrom bei niedrigen Temperaturen hilft, die Effizienz der Wärmepumpe zu maximieren und eine gleichmäßige Wärmeverteilung zu gewährleisten.
Zusammengefasst erfordert die geringere Temperaturspreizung eine höhere Wassermenge im Umlauf, um die benötigte Heizleistung zu erbringen.
Was bedeutet „Mindestdurchflussmenge“ ?
Damit eine Wärmepumpen-Heizungsanlage gut funktioniert, muss es eine ausreichende Mindest-Durchflussmenge geben.
Wenn ein Pufferspeicher mit eingebaut wird, kann das dabei helfen, den „Erzeugerkreis“ von den „Verbraucherkreisen“ zu entkoppeln und dadurch die Mindestdurchflussmenge auch dann zu gewährleisten, wenn die Verbraucherkreise einen geringeren Bedarf haben.
Was ist damit gemeint ?
Erzeugerkreis: Dies ist der Kreislauf, in dem die Wärme von der Wärmepumpe erzeugt und an den Pufferspeicher abgegeben wird. Der Pufferspeicher wirkt als Wärmeakkumulator und kann überschüssige Wärme speichern, wenn die Wärmepumpe mehr erzeugt, als die Verbraucherkreise benötigen.
Verbraucherkreise: Dies sind die Kreisläufe, die die gespeicherte Wärme vom Pufferspeicher an die Heizkörper, Fußbodenheizung oder andere Wärmeverbraucher im Haus abgeben. Da der Pufferspeicher als Zwischenstation fungiert, können die Verbraucherkreise unabhängig von den Betriebszyklen der Wärmepumpe mit Wärme versorgt werden.
Durch diese Entkopplung kann die Wärmepumpe effizienter betrieben werden, da sie nicht ständig an die schwankenden Wärmebedarfe der Verbraucherkreise angepasst werden muss. Stattdessen kann sie im optimalen Modus arbeiten und die Wärme im Pufferspeicher bereitstellen.
O
Wann ist ein guter Zeitpunkt für eine System-Optimierung ?
Bei einem Neubau und in Bestandsbauten, bei denen nachträglich eine neue Fußbodenheizung in einen neuen Estrich verlegt worden ist, bietet sich nach einem Jahr eine Systemoptimierung an.
Denn bei einem Neubau und beim Einbau eines neuen Fließestrichs dauert es ein bis drei Jahre, bis alles vollständig durchgetrocknet ist (auch wenn das die Bewohner meistens nicht wahrnehmen)
Bei der Systemoptimierung wird geschaut, ob die Systemtemperaturen der Heizkurve reduziert werden können, weil das die Effizienz der Wärmepumpe steigert.
Voraussetzung für die Systemoptimierung ist die Durchführung des hydraulischen Abgleichs.
Für die Systemoptimierungs- und Wartungsarbeiten sollten die Checklisten der VDI 4645 (Anhang) genutzt werden.
P
Welche Planungstätigkeiten sind erforderlich, damit alles gut und effizient
umgesetzt wird ?
Bestandsaufnahme der baulichen Gegebenheiten: Denn vom Zustand der Gebäudehülle hängt die Heizlast ab. Auch für die spätere Planung der „Gesamt-Architektur“ der Wärmepumpen-Heizungsanlage ist es wichtig zu wissen, was wie umgesetzt werden kann und wo es noch Vorbereitungsarbeiten oder Änderungsarbeiten gibt, die vorab zu erledigen sind.
Berechnung der Gebäudeheizlast: Dabei ist es natürlich nicht nur die „IST“-Situation zu erfassen, sondern auch auszurechnen, wie die Gebäudeheizlast nach Umsetzung von energetischen Ertüchtigungsmaßnahmen ausfallen wird. Beispiel: Wenn jetzt schon feststeht, dass die Außenwände gedämmt werden, ist natürlich die Gebäudeheizlast NACH Umsetzung der Außenwanddämmung entscheidend.
Berechnung der Raumheizlasten: Es gibt unterschiedliche Raumgrößen, unterschiedliche baulichen Gegebenheiten (Fenster, Sonneneinstrahlungen, Wärmebrücken, Himmelsrichtungen) und unterschiedliche Bedarfe (wärmeres Badezimmer, kühleres Schlafzimmer) - deshalb reicht es nicht aus, die Gesamt-Heizlast zu kennen. Es müssen auch die einzelnen Räume richtig erfasst und geplant werden.
Planung der Auslegung der Heizflächen: Bei Fußbodenheizungen ist die Planung etwas leichter, weil eine große Fläche zur Verfügung steht. Aber auch hier muss natürlich genau geschaut werden, wie, wo und in welchen Abständen die Heizleitungen verlegt werden. Wenn stattdessen Heizkörper genutzt werden muss untersucht werden, ob diese gegen Niedertemperaturheizkörper mit oder ohne Lüftung ausgetauscht werden müssen oder ob auch die bestehende Heizkörper künftig mit geringeren Vorlauftemperaturen weiter verwendet werden können.
Entscheidung, ob auch ein aktives Kühlen mit eingeplant werden soll. Wenn das der Fall ist: Berechnung der Kühllast
Entscheidung, wie das Trinkwasser erwärmt werden soll (vgl. Warmwasserspeicher)
Berechnung des Trinkwarmwasserbedarfes
Entscheidung, ob ein zweiter Wärmeerzeuger eingesetzt (oder beibehalten) werden soll
Richtige Dimensionierung der Wärmepumpe
Entscheidung, ob und wie Solarthermie oder PV-Strom genutzt und eingebunden werden soll (jetzt oder ggfs. später)
Erstellung eines Hydraulik-Konzeptes (denn ohne einen ordentlichen hydraulischen Abgleich kann auch die beste Wärmepumpe nicht effizient und kostengünstig arbeiten)
Was bedeutet „Proportionalbetrieb“ ?
Früher wurde in alten Häusern die Heizung manuell geregelt, was oft zu starken Temperaturschwankungen führte. Wenn es zu kalt war, wurde die Heizung voll aufgedreht, wodurch es nach kurzer Zeit zu warm wurde. Diese Überhitzung musste dann durch manuelles Herunterdrehen der Heizung korrigiert werden. Erst nach einiger Zeit wurde die gewünschte Temperatur erreicht. Eine automatische Proportionalregelung ist viel besser, da sie eine gleichmäßigere und effizientere Temperaturregelung ermöglicht.
Der Proportionalbetrieb ist ein Regelungsprinzip, bei dem die Stellgröße (z.B. die Heizleistung) proportional zur Regelabweichung (der Differenz zwischen Soll- und Istwert) verändert wird. Dies bedeutet, dass die Leistung der Heizung direkt abhängig von der Abweichung zwischen der gewünschten und der tatsächlichen Temperatur gesteuert wird.
Beispiele und Vorteile des Proportionalbetriebs:
Wenn die Raumtemperatur 2°C unter der gewünschten Solltemperatur liegt, wird die Heizleistung entsprechend erhöht. Wenn die Abweichung nur 0,5°C beträgt, wird die Leistung weniger stark erhöht.
Sanftere Regelung: Der Proportionalbetrieb verhindert extreme Schwankungen in der Heizleistung und sorgt für eine sanftere und stabilere Regelung.
Energieeffizienz: Durch die Anpassung der Heizleistung proportional zur Regelabweichung kann Energie effizienter genutzt werden.
Komfort: Der Proportionalbetrieb sorgt für eine gleichmäßigere Temperaturregelung und erhöht den Wohnkomfort.
Der Proportionalbetrieb ist eine häufig verwendete Methode in Heizungsanlagen und anderen Regelungssystemen, um eine präzise und effiziente Steuerung zu gewährleisten.
Welche Bedeutung haben die Pumpen ?
Mehr als 10 % des Stromverbrauches einer Wärmepumpen-Heizungsanlage kann auf die Pumpe entfallen - deshalb ist die Verwendung einer modernen, richtig dimensionierten und effizient betriebenen Pumpe wichtig.
Viele Wärmepumpen verfügen über integrierte Nassläuferumwälzpumpen, so dass diese nicht mehr extern installiert werden müssen
wenn stattdessen externe Umwälzpumpen vorgesehen sind, werden diese über ein Stellsignal vom Heizungs- oder Wärmepumpenregler drehzahlgesteuert
Eine alternative Betriebsweise besteht in einer Konstantkennlinie, bei der ein steigender Volumenstrom mit einer sinkender Förderhöhe kombiniert wird.
Eine weitere alternative Betriebsweise - Konstantdruck - eignet sich bei Flächenheizkreisen. Hier bleibt die Förderhöhe bis zur Leistungsgrenze gleich. Beim Einbau von Differendruck-Überstromventilen muss eine fallende Differenzdruckkennlinie eingestellt werden. Die Druckverluste der Wärmepumpe und der Installation müssen zu einer ausreichend steil abfallenden Kennlinie am Ventil führen.
Die Betriebsweise Proportionaldruck wird bei Radiatorenheizungen empfohlen: Bis zur Leistungsgrenze ermöglichen ein steigender Volumenstrom und eine steigende Förderhöhe eine variable Versorgung.
Die Betriebsweise "Autoadapt" wird bei Heizungssystemen mit variabler Heizlast und unterschiedlichen Nutzungsmustern empfohlen. Es handelt sich dabei um eine selbstadaptierende Regelung, bei der die Pumpe automatisch ihre Drehzahl an die aktuelle Heizlast anpasst. Dies geschieht durch kontinuierliche Analyse der Anlagenverhältnisse und Auswahl der optimalen Proportionaldruck-Kennlinie.
Diese Technologie bietet zwei Hauptvorteile:
Energieeinsparung: Da die Pumpe nur die benötigte Leistung liefert, wird Energie gespart.
Verbesserter Komfort: Eine optimale Temperaturregelung wird erreicht, da die Pumpe den Druck entsprechend der Heizlast anpasst.
R
Wozu braucht man ein „Regelungskonzept“ ? Es gibt doch „steckerfertige
Wärmepumpen“, wo man fast gar nichts mehr individuell einstellen bzw. „regeln“
muss. Da kann ich mir den ganzen Aufwand für die „Regelung“ doch sparen - oder ?
Die Wärmepumpe an sich ist ja nur ein Bestandteil der gesamten Wärmepumpen-Heizanlagen-Architektur.
Wer sich ein Auto kauft, sollte ja auch im Vorfeld wissen, ob es groß, klein, transportfähig, konventionell oder elektrisch betrieben wird. Und nach der Anschaffung muss es untergebracht, gewartet, verschleißmindernd und kraftstoffsparend gefahren und sinnvoll eingesetzt werden
Nach der gleichen Logik müssen auch Wärmepumpen-Heizungsanlagen ein Regelungskonzept haben, das einen effizienten, den Belangen des Hauses entsprechenden und langlebigen Betrieb gewährleistet.
Wann, ob und wie eine „steckerfeste Lösung“ sinnvoll sein kann, wird in dieser FAQ-Zusammenstellung nicht behandelt, weil Energie-Effizienz-Experten produktneutral und herstellerneutral arbeiten müssen. Außerdem sollte die Entscheidung für einen Hersteller bzw. ein Produkt erst dann erfolgen, wenn aufgrund der Bestandsaufnahme und der Detailplanung die wesentlichen Anforderungen feststehen.
Natürlich beinhaltet auch eine „steckerfertige“ Lösung ein Regelungskonzept. Dieses ist herstellerseitig standardisiert vorbereitet worden, um den individuellen Installationsaufwand vor Ort zu reduzieren. Ob das mit den individuellen Ansprüchen und Bedarfen des jeweiligen Hauses zusammenpasst, muss im Rahmen der Planungstätigkeiten ermittelt und entschieden werden.
Ein „Regelungskonzept“ umfasst folgende Aufgaben:
Regelung der Heiz- und Kühkreise (Feinsteuerung, Temperaturregelung, Feuchtigkeitsregelung). Besonders sinnvoll ist eine Kombination aus außentemperaturgeführter Vorlauftemperatur mit Berücksichtigung der Raumtemperaturen. Bei der Regelung der Kühlkreise ist die Taupunktüberwachung wichtig.
Regelung der Trinkwassererwärmung
Steuerung und Überwachung des Kältekreises (z.B. Ein- und Ausschalten der Kompressoren, Regelung der Ventile und Pumpeneinstellungen, Erkennen von ineffizienten Betriebszuständen und Anomalien)
Steuerung und Überwachung der Wärmequelle
Steuerung zusätzlicher Wärme-Erzeuger, wenn eine bivalente oder monoenergetische Betriebsweise gewählt wurde (z.B. Gastherme oder elektrischer Heizstab)
S
Was muss ich beachten, wenn es um das Thema Schallemissionen geht ?
Wärmepumpen verursachen Geräusche - und zwar durch den Ventilator und durch den Verdichter.
Die Hersteller geben auf den Geräten den „Schallleistungspegel“ an. Dieser Wert informiert über die mechanische Energie des Schalls, dort wo er entsteht.
Diese Information ist zwar hilfreich, wenn man die Schallleistungspegel verschiedener Geräte vergleichen möchte.
Aber viel wichtiger ist der „Schalldruckpegel“. Dieser wird in dB angegeben und beschreibt die Druckänderungen in Folge der Luftschwingungen am Ort der Wahrnehmung. Der dB(A) Wert beschreibt den dB Wert bezogen auf das menschliche Hörempfinden.
Für die Praxis ist also neben dem Schallleistungspegel des Gerätes an sich die richtige Aufstellung und die Wahl des richtigen Aufstellortes entscheidend, um Schallemissionen zu Lasten der Bewohner und der Nachbarn zu minimieren.
Bei der Aufstellung innen ist folgendes zu beachten:
Die TA (Technische Anleitung zum Schutz gegen Lärm) beinhaltet Grenzwerte, die beachtet werden müssen. Nachts (zwischen 22.00 bis 06.00 Uhr) muss es noch leiser sein als tagsüber. Bei Schallübertragungen im Gebäude dürfen tagsüber 35 dB (A) und nachts 25 dB (A) nicht überschritten werden.
Wärmepumpen werden auf einem Massivboden aufgestellt. Wenn über dem schwimmenden Estrich ein Verbundestrich gegossen wird und diese beiden Untergründe mit einer Trennfuge versehen werden, wird dadurch eine Entkoppelung erreicht, welche die Schwingungen reduziert. Die meisten Wärmepumpen werden mit „Schwingungsdämpfern“ geliefert, die dann auch verwendet werden sollten.
Bei der Aufstellung außen ist folgendes zu beachten:
Die Anforderungen der Bundesländer sind unterschiedlich. Hier gibt es bauliche, nachbarrechtliche und immissionsschutzrechtliche Anforderungen die abgefragt und eingehalten werden müssen.
Beispiel: nach der TA Lärm VDI 2058 sind in reinen Wohngebieten tagsüber maximal 50 dB (A) und nachts maximal 35 dB (A) zulässig (einen halben Meter vom offenen Fenster des Nachbarn entfernt)
Wie können die Schallemissionen reduziert werden ?
Schallquelle möglichst frei aufstellen (also nicht in einer Ecke mit Mauern)
falls die Schallquelle teilweise umbaut ist, dann sollen die Öffnungen nicht in Richtung der schutzbedürftigen Räume zeigen
Schallquelle möglichst weit entfernt von schutzbedürftigen Räumen aufstellen (also nicht direkt vor dem Schlafzimmer der Nachbarn)
die Ausblasrichtung so wählen, dass sie andere nicht beeinträchtigt
eventuell können die Schallquellen mit einer Schutzhaube eingehaust werden. Dabei sind aber die Herstellervorgaben zu beachten. Die Arbeit der Schallquelle darf nicht eingeschränkt werden.
einfacher umsetzbar ist eine Schallschutzwand, wo ein massiver Baukörper eine schallabsorbierende Schicht hat
Aber keine Sorge: Das landläufige Vorurteil, dass Wärmepumpen „zu laut“ sein sollen, ist überwiegend falsch. Wenn die Aufstellung richtig geplant und umgesetzt wird, werden die Geräusche im echten Leben von normal empfindlichen Menschen als eher gering empfunden.
Inwieweit kann ich Solar-Energie einsetzen, wenn ich eine Luft-Wasser-Wärmepumpen-Heizungsanlage habe oder plane ?
Im Sommer kann die Trinkwasserwärmung solar erfolgen, in dem Solarthermie genutzt wird. Das ist allerdings nur dann rentabel, wenn ein entsprechend hoher Trinkwarmwasserbedarf vorliegt und die Installationskosten überschaubar sind (z.B. wenn die Montagekosten als „sowieso-Kosten“ mit einer Dachsanierung verbunden werden)
Der Solarkollektor und die Wärmepumpe werden als voneinander unabhängige Wärme-Erzeuger betrachtet.
Die zweite Möglichkeit besteht darin, den PV-Strom, den eine PV-Anlage erzeugt, für die Erwärmung des Trinkwasserspeichers zu nutzen (PV-Elektroheizstab).
Außerdem kann der PV-Strom auch für die Stromaufnahme des Verdichters genutzt werden - dadurch reduzieren sich die Stromkosten der Wärmepumpe
Muss ich frieren, wenn es bei meinem Energieversorger Sperrzeiten gibt ?
Nein !
Pufferspeicher: Viele moderne Wärmepumpensysteme sind mit Pufferspeichern ausgestattet. Diese Speicher können Wärmeenergie zwischenspeichern, sodass auch während der Sperrzeiten ausreichend Wärme zur Verfügung steht.
Effiziente Nutzung: Wärmepumpen sind so konzipiert, dass sie hauptsächlich während der Zeiten mit niedrigeren Stromkosten betrieben werden, was oft außerhalb der Sperrzeiten liegt. Dies optimiert den Energieverbrauch und minimiert die Betriebskosten.
Wärmepumpen-Tarife: Manche Energieversorger bieten spezielle Wärmepumpentarife an, die günstiger sind und die Sperrzeiten berücksichtigen. Dadurch entstehen keine wesentlichen Nachteile für die Nutzer.
Netzstabilität: Sperrzeiten helfen, die Netzstabilität zu verbessern, indem sie die Lastverteilung optimieren. Dies kann langfristig zu einer zuverlässigeren Stromversorgung führen.
Fortschrittliche Steuerung: Moderne Wärmepumpen sind oft mit fortschrittlichen Steuerungssystemen ausgestattet, die die Sperrzeiten automatisch berücksichtigen und den Betrieb entsprechend anpassen.
Ist es notwendig, die Heizungsanlage zu Spülen, bevor die Wärmepumpe
angeschlossen wird ?
Ja ! Das Spülen einer Heizungsanlage vor dem Anschluss einer Wärmepumpe ist eine wichtige Vorbereitung, die mehrere entscheidende Vorteile bietet:
Kalkablagerungen können sich in den Rohren und Heizkörpern ansammeln und die Effizienz des Heizsystems reduzieren.
Ablagerungen von Schlamm und Rost können die Zirkulation des Heizwassers behindern und die Leistung der Pumpe beeinträchtigen.
Durch das Spülen werden korrosive Partikel entfernt, die die neuen Komponenten der Wärmepumpe beschädigen könnten.
Saubere Rohre verhindern Verstopfungen und stellen sicher, dass das System reibungslos funktioniert.
Ein gereinigtes System arbeitet effizienter, da die Wärmeübertragung nicht durch Ablagerungen behindert wird.
Die Gesamteffizienz der Wärmepumpe wird maximiert, was zu niedrigeren Energiekosten führt.
Regelmäßiges Spülen kann die Lebensdauer des gesamten Heizungssystems verlängern, indem es Ablagerungen und Korrosion vorbeugt.
Beim Spülen einer Heizungsanlage werden spezielle Reinigungsmittel eingesetzt, um Ablagerungen und Verunreinigungen zu lösen und aus dem System zu entfernen.
Die Neu-Befüllung muss mit Wasser nach den Vorgaben der VDI 2035 Blatt 1 und 2 erfolgen - auch die Herstellerangaben müssen dabei berücksichtigt werden.
T
Was bedeutet „Takten“ und warum sollte ein zu häufiges „Takten“ vermieden werden ?
Mit dem Begriff „Takten“ ist gemeint, wenn die Anzahl der Ein- und Ausschaltvorgänge der Wärmepumpe innerhalb eines bestimmten Zeitraums zu hoch ist (z.B. alle 15 Minuten).
Um die Schalthäufigkeit zu reduzieren und die Effizienz zu steigern, gibt es einige Ansätze:
Richtige Dimensionierung: Die Wärmepumpe sollte genau auf den Heizbedarf des Gebäudes abgestimmt sein. Eine zu große Wärmepumpe schaltet häufiger ein und aus.
Nachtabsenkung: Durch die Reduzierung der Heiztemperatur in der Nacht kann die Wärmepumpe länger am Stück laufen.
Einstellung der Heizkennlinie: Die Heizkennlinie sollte optimal eingestellt werden, um die Heizleistung besser an die tatsächliche Bedarf anzupassen.
Pufferspeicher: Ein gut dimensionierter Pufferspeicher kann helfen, die Temperaturschwankungen zu glätten und die Schaltzyklen zu reduzieren.
Warum ist das „Takten“ nachteilhaft ?
Verschleiß und Lebensdauer: Häufiges Takten belastet die mechanischen und elektrischen Komponenten der Wärmepumpe, was zu einem schnelleren Verschleiß und einer verkürzten Lebensdauer führen kann.
Effizienzverlust: Während der Anlaufphase arbeitet die Wärmepumpe nicht mit optimaler Effizienz. Häufiges Takten verringert somit die Gesamtenergieeffizienz des Systems.
Komforteinbußen: Ständiges Ein- und Ausschalten kann zu Temperaturschwankungen führen, was den Wohnkomfort beeinträchtigt.
Erhöhter Energieverbrauch: Der Energieverbrauch kann steigen, da die Wärmepumpe in den Anlaufphasen mehr Energie benötigt, um auf die erforderliche Betriebstemperatur zu kommen.
Wieviel Energie wird für die Trinkwasser-Erwärmung benötigt ?
Das ist eine schwierige Frage.
Wer mit Teenagern in einem Haus lebt, die jeden Tag lange duschen, hat natürlich einen höheren Bedarf, als der Durchschnitt.
Eine Faustregel ist: 1,5 kWh pro Tag und Person
plus 1 kWh für Leitungsverluste ohne Zirkulation
das wären dann ca. 2,5 kWh pro Tag und Person - was umgerechnet ca. 25 € pro Monat ergeben kann.
mit einer Solarthermie, einer PV-Anlage, einer Warmwasserpumpe oder einer dezentralen Trinkwarmwassererwärmung können diese Kosten gesenkt werden
das würde sich in diesem Beispiel aber nur dann lohnen, wenn es mehrere Bewohner gibt und der Energiebedarf entsprechend hoch ist, dass die Einsparungen günstiger als die Investitionskosten sind
Wichtig: Bei der genauen Berechnung des Trinkwarmwasser-Bedarfes kommt es natürlich nicht nur auf den Tagesbedarf, sondern auch auf den Spitzenbedarf an. Dieser ist z.B. bei Familien morgens sehr hoch.
Ü
Ich brauche eine Wärmepumpe, die am Anfang „überdimensioniert“ ist. Weil: Am
Anfang beträgt die zu beheizende Wohnfläche nur 100 Quadratmeter. Aber ca.
zwei Jahre später ist eine Erweiterung der Wohnfläche auf dann 200 Quadratmeter
geplant. Was kann ich tun, damit die Wärmepumpe am Anfang nicht
„überdimensioniert“, d.h. „unterfordert“ ist ?
Es ist zwar nicht „optimal“, wenn die Wärmepumpe am Anfang eine kleinere Fläche versorgen muss, als später.
Aber eine Lösung gibt es immer - man muss halt nur bei der Planung mehr „nachdenken“.
Ein größerer Pufferspeicher kann helfen:
Ein großer Pufferspeicher kann die Wärmepumpenanlage unterstützen, wenn zunächst nur 100 Quadratmeter und später 200 Quadratmeter beheizen werden sollen:
Wärmeakkumulation: Der Pufferspeicher speichert überschüssige Wärme, die von der Wärmepumpe erzeugt wird, wenn der Wärmebedarf der 100 Quadratmeter niedriger ist. Dadurch wird die Wärmepumpe nicht "unterfordert" und kann weiterhin effizient arbeiten.
Optimierte Betriebszyklen: Mit einem Pufferspeicher kann die Wärmepumpe längere und effizientere Betriebszyklen fahren, anstatt ständig an- und abzuschalten. Das reduziert den Verschleiß und verlängert die Lebensdauer der Wärmepumpe.
Gleichmäßige Wärmeversorgung: Der Pufferspeicher sorgt dafür, dass auch bei erhöhtem Wärmebedarf (zum Beispiel durch spätere Erweiterung auf 200 Quadratmeter) genügend Wärme zur Verfügung steht, ohne dass die Wärmepumpe ständig auf Höchstleistung arbeiten muss.
Flexibilität: Der Pufferspeicher gibt Ihnen die Flexibilität, die Heizfläche später zu erweitern, ohne dass sofort eine neue Wärmepumpe installiert werden muss.
V
Welcher Verlege-Abstand soll beim Einbau einer Fußbodenheizung gewählt werden ?
Wenn mit einer geringen Vorlauftemperatur gute Ergebnisse erzielt werden sollen, was die angestrebte Raumtemperatur anbelangt, dann muss der Verlege-Abstand richtig gemacht werden.
Folgende Verlege-Abstände werden empfohlen:
wenig genutzte Räume: 15 bis 20 cm Abstand reichen aus
Wohnräume: 10 bis 15 cm
Badezimmer: 10 cm
kleine Badezimmer und Randbereiche von Badezimmern: 5 bis 10 cm
Wenn eine aktive Kühlung geplant wird, ist diesbezüglich eine separate Planung notwendig.
W
Wie kann ein Warmwasserspeicher gleichzeitig Trinkwasser und Heizungswasser speichern ? Denn Trinkwasser muss doch viel heißer gespeichert werden, als Heizungswasser
Stimmt - während für das Heizungswasser eine geringe Vorlauftemperatur von ca. 35 Grad ausreichen kann, werden für Trinkwasser mindestens 60 Grad benötigt, um die Legionellengefahr zu minimieren
Dafür gibt es verschiedene Lösungen. Sinnvoll sind zum Beispiel Kombi-Speicher, die wie folgt funktionieren:
Ein Kombispeicher ermöglicht die gleichzeitige Speicherung von heißem Trinkwasser und Heizungswasser durch die Nutzung von Temperaturschichtung („Tank-im-Tank-Systen“).
Temperaturschichtung: Warmes Wasser ist leichter als kaltes Wasser und steigt daher nach oben. Im Kombispeicher befindet sich oben das heißere Trinkwasser (ca. 60°C) und unten das kältere Heizungswasser (ca. 35°C).
Schichtladerohre: Spezielle Rohre, sogenannte Schichtladerohre, sorgen dafür, dass das warme Wasser im oberen Bereich des Speichers bleibt und das kalte Wasser im unteren Bereich.
Zufuhr und Entnahme: Wenn warmes Trinkwasser entnommen wird, wird kaltes Wasser nachgefüllt, das sich im unteren Bereich ansammelt. Das warme Wasser bleibt oben und kann bei Bedarf entnommen werden.
Effizienz: Diese Methode sorgt dafür, dass immer ausreichend heißes Trinkwasser und Heizungswasser zur Verfügung steht, ohne dass die beiden Wassermengen vermischen.
Als Alternative zu einem Kombispeicher kann das Trinkwasser auch im Heizwasserspeicher im „Durchlaufprinzip“ erwärmt werden. Dieses System wird auch „Frischwassersystem“ genannt. Diese Alternative bietet sich z.B. dann an, wenn nicht genug Platz für einen Kombispeicher vorhanden ist oder eine Erwärmung des Trinkwassers im Durchlaufprinzip als hygienisch vorteilhafter betrachtet wird.
Es ist auch möglich, Heizwasser und Trinkwarmwasser in zwei getrennten Speichern aufzubewahren. Wenn genug Platz vorhanden ist und der Trinkwarmwasserbedarf überdurchschnittlich ist, sollte darüber nachgedacht werden.
Wie gross sollte ein Warmwasserspeicher sein ?
Auch das hängt von den individuellen Bedarfen und Gegebenheiten ab.
Eine „Faustregel“ für die Dimensionierung von kleinen und mittleren Anlagengrößen (bis 50 kW Wärmeleistung) kann sein: 20 Liter pro kW Leistung.
Bei einer 10 kW Luft-Wasser-Wärmepumpe würde der Speicher somit 200 Liter umfassen.
Diese „Faustregel“ sollte aber nicht für die konkrete Umsetzungsplanung verwendet werden - denn die individuellen Unterschiede sind sehr konkret.
Wie gross der oder die Speicher in einer Wärmepumpen-Heizungsanlage dimensioniert werden sollten, hängt von mehreren Faktoren ab:
Außentemperatur
Beladeleistung (wie schnell und effizient kann der Speicher Wärmenergie aufnehmen)
Entladeleistung (wie schnell und effizient kann der Speicher Wärmeenergie an das Heizsystem und andere Verbraucher abgeben)
Energievorrat für die Abtauung (wieviel Energie steht bereit, um Eis und Frost, der sich auf dem Verdampfer der Wärmepumpe bildet, zu schmelzen und so die Effizienz der Wärmepumpe aufrechtzuerhalten)
Mindestlaufzeit der Wärmepumpe
Lüftungswärmebedarf (wenn es eine zentrale Lüftungsanlage gibt)
Masse des Gebäudes (schwere, mittel, leichte Bauweise)
mittlere Übertemperatur der Heizflächen (Temperaturdifferenz zwischen der mittleren Temperatur der Heizflächen und der Raumtemperatur)
Wärmeübergabesystem (wird überwiegend in Mehrfamilienhäusern und bei Fernwärme verwendet)
zulässiger Innentemperaturabfall (sind z.B. 3 Grad nachts in Ordnung ? oder muss die Temperatur 24 h gleich hoch bleiben ?)
Soll ich mir eine Warmwasser-Wärmepumpe anschaffen ?
Das kommt - wie immer - auf die individuelle Ausgangslage, den Bedarf und die persönlichen Präferenzen an.
Eine Warmwasser-Wärmepumpe lohnt sich, wenn Dein Trinkwasserbedarf relativ hoch ist.
Die meisten Warmwasser-Wärmepumpen haben einen integrierten Trinkwarmwasserspeicher mit einem Fassungsvermögen von 150 bis 300 Litern. Sie sind leicht zu installieren und relativ preiswert.
Warmwasser-Wärmepumpen nutzen als Wärmequelle meistens die warme Luft des Abstellraumes, die Abluft von Wohnungslüftungsanlagen oder die Wärme vom Heizungsrücklauf.
Sinnvoll ist eine Kombination mit einer PV-Anlage, weil dann der Solarstrom zur Unterstützung des elektrischen Heizstabes genutzt werden kann.
Bitte nicht vergessen: Pro Tag können mehrere Liter Kondenswasser anfallen, die fachgerecht abgeführt werden müssen.
Gibt es noch andere Wärmequellen ?
Ja, natürlich - aber die Zusammenstellung von „frequently asked questions“ beschränkt sich auf die am häufigsten verbreitete Wärmequelle „Außenluft“, die von Luft-Wasser-Wärmepumpen genutzt wird
Erdwärme-Sonden nutzen Geothermie, um noch effizienter Wärme zu generieren. Aber die Nutzung dieser Wärmequelle ist mit deutlich höheren Anschaffungskosten verbunden (Bohrung). Außerdem ist sie genehmigungspflichtig und nicht überall umsetzbar.
Erdwärme-Kollektoren haben einen hohen Flächenbedarf. Wenn die Bodenarbeiten nicht in „Eigenleistung“ durchgeführt werden können, sind die Anschaffungskosten fast genauso teuer, wie Erdwärme-Sonden.
Grundwasser ist eine interessante Alternative. Aber die Verfügbarkeit ist eher seltener. Auch hier gibt es eine Genehmigungspflicht.
Eisspeicher werden im privaten Bereich eher weniger eingesetzt.
Ist es notwendig, Wärmezupumpen
regelmässig zu warten ?
Ja.
Wärmepumpen sind im Gegensatz zu Gasheizungen oder Ölheizungen saubere Wärme-Erzeuger. Es gibt keine gesetzlich vorgeschriebene Überprüfung von Wärmepumpen-Heizungsanlagen durch den Schornsteinfeger.
Die Wartung von Wärmepumpen-Heizungsanlagen ist im Vergleich zu Gasheizungen und Ölheizung gering.
Trotzdem sollten Wärmepumpen-Heizungsanlagen in einem Turnus von ein bis drei Jahren überprüft werden.
Damit kann die Lebensdauer verlängert und die Effizienz gewährleistet werden.
Die Wartung umfass die Überprüfung der Gerätekomponenten auf Beschädigungen und Verschmutzungen.
Bei Luft-Wasser-Wärmepumpen werden der Verdampfer und die Kondensatabführung gereinigt.
Dabei wird auch geschaut, ob die Befestigungen noch stabil „sitzen“.
In den Wasser führenden Teilen wird geschaut, ob es Leckagen gibt.
Das Ausdehnungsgefäß, die Sicherheitsventile und die Umwälzpumpen sollten überprüft werden.
Die Heizkreisfilter sollten regelmässig gewartet werden. Das ist besonders dann wichtig, wenn das Wasser hart ist und die Anlage stark genutzt wird.
Kältemittel-Leckagen können auf verschiedene Art und Weise entdeckt werden:
Ölflecken: Ein häufiges Anzeichen für Kältemittelleckagen sind Ölflecken an den Verbindungsstellen oder Rohren.
Verfärbungen an den Komponenten können auf Leckagen hinweisen.
Kältemittel haben oft einen charakteristischen Geruch, der leicht wahrnehmbar ist.
Wenn das Kältemittel in den Wasserkreislauf gelangt (was eher unwahrscheinlich ist), kann es einen metallischen oder chemischen Geschmack haben.
Spezielle Geräte wie Gasdetektoren können Kältemittelleckagen frühzeitig erkennen.
Unregelmäßige Druckveränderungen können auf Leckagen hinweisen.
Regelmäßige Dichtheitsprüfungen können helfen, Leckagen frühzeitig zu erkennen und zu beheben.
