Mehrere Faktoren beeinflussen die Heizwärme, die eine Wärmepumpe erbringen kann. Es ist daher wichtig, vor der Installation genau zu berechnen, welche Dimensionen die Wärmepumpe haben muss, um später wohlig-warm wohnen zu können.
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Wärmepumpe dimensionieren: Was zur Berechnung der Heizlast wichtig ist
Die Leistung einer Wärmepumpe ist begrenzt und wird durch verschiedene Faktoren beeinflusst. Dabei fällt unter anderem der Begriff „Heizlast“. Diese bestimmt, wie viel Heizenergie nötig ist, um in den Räumen die gewünschte Temperatur zu erreichen. Allerdings verbraucht die Wärmepumpe mit steigender Heizlast auch mehr Energie. Wer bei der Planung wissen möchte, wie sich die Wärmepumpe richtig dimensionieren lässt, findet im Folgenden die wichtigsten Hinweise. Bitte beachten Sie jedoch, dass grobe Berechnungen nur ein erster Anhaltspunkt sein können. Gerade bei einer Investition wie der Wärmepumpe sollte unbedingt ein Experte hinzugezogen werden, der eine exakte Berechnung der Wärmeleistung erstellen kann.
Heizwärmebedarf ist der wichtigste Faktor
Damit die Wohnfläche effektiv beheizt werden kann, muss der Heizwärmebedarf richtig berechnet worden sein. Dieser beschreibt die Wärmemenge, die die Heizung liefern muss, damit alle Räume warm genug sind bzw. damit sie die gewünschte Temperatur erreichen. Ist die Leistung zu gering ausgelegt, bleiben die Räume kalt.
Eine zu große Dimensionierung ist jedoch nicht die Lösung, denn dann braucht die Wärmepumpe unnötig viel Energie. Um nun herauszufinden, wie groß der Heizwärmebedarf ist, müssen die folgenden Faktoren berücksichtigt werden:
- zu beheizende Fläche
- Vorverbräuche der bisherigen Heizung
- Qualität der Wärmedämmung des Hauses
- Klima am Standort des Gebäudes bzw. in der Region
- Dimensionierung der Heizkörper
- Fußbodenheizung vorhanden oder nicht
- persönliche Heizgewohnheiten
Was ebenfalls nicht vergessen werden darf, sind die Fenster, auch wenn diese oft nicht berücksichtigt werden.
Hat das Haus eine große Fensterfront nach Süden, erwärmt die Sonne auf natürlichem Wege die Räume, daher ist der Heizwärmebedarf etwas geringer. Bei einer Ausrichtung nach Norden hingegen muss die Heizung fast allein für die gewünschte Wärme in den Räumen sorgen.
Heizlastberechnung durchführen
Um die Größe der Wärmepumpe berechnen zu können, ist eine Heizlastberechnung wichtig.
Auch sie besteht aus mehreren Bestandteilen und berechnet sich aus:
- Aufheizreserven: Wird das Haus beheizt, erwärmen sich Möbel, Böden, Decken und Textilien mit. Diese geben die gespeicherte Wärme dann wieder ab, wenn eine Heizpause herrscht. Bei Wiederinbetriebnahme der Heizung muss diese mehr Energie aufbringen, um die benötigte Temperatur in den Räumen zu bewirken. Bei der Berechnung der Heizlast muss dieser Mehrenergiebedarf berücksichtigt werden.
- Wärmeverluste durch Lüften: Beim Lüften geht Wärme verloren, diese thermische Energie muss später wieder zugeführt werden. Auch eine undichte Gebäudehülle bzw. eine nicht ausreichende Dämmung ist relevant, denn hohe und/oder häufige Luftwechsel erhöhen den Wärmeverlust.
- Wärmeverluste durch Transmission: Von einem Transmissionsverlust spricht der Fachmann, wenn es um den Wärmeverlust über Dach, Fenster, Türen und Wände geht. Eine Dämmung mit einem niedrigen U-Wert ist wichtig, denn sie reduziert diese Wärmeverluste effektiv.
- Warmwasserbedarf: Die Wärmepumpe muss nicht nur die Räume, sondern auch das Trinkwasser erwärmen. Je nach Wasserverbrauch ist dafür mehr oder weniger Energie nötig. Bei der Dimensionierung der Wärmepumpe muss der Warmwasserbedarf berücksichtigt werden.
Die richtige Größe der Wärmepumpe berechnen
Unter Berücksichtigung der einflussnehmenden Faktoren ist die Berechnung der nötigen Dimension der Wärmepumpe möglich. Hier kommt die Heizlastberechnung nach DIN EN 12831 ins Spiel. Sie erlaubt die Berechnung des Wärmebedarfs, wobei auch Richtwerte für einen groben Überblick ausreichend sind. Nur bei ganz exakter Berechnung muss die DIN zugrunde gelegt werden. Als Richtwerte für den Wärmebedarf gelten je nach Haustyp:
- 15 W/m² für ein Passivhaus (0,015 kW/m²)
- 40 W/m² für einen Neubau nach dem Gebäudeenergiegesetz (0,04 kW/m²)
- 80 W/m² für einen sanierten Altbau mit Wärmedämmung (0,08 kW/m²)
- 120 W/m² für einen Altbau ohne Wärmedämmung (0,12 kW/m²)
Um einen Überschlag über die nötige Heizleistung der Wärmepumpe machen zu können, wird einfach die Wohnfläche mit dem individuellen Wärmebedarf multipliziert. Dazu ein Beispiel: Ein Passivhaus soll mit einer Wärmepumpe ausgestattet werden. Die Wohnfläche beträgt 160 m². Berechnet werden nun 160 m² x 0,015 kW/m². Die Wärmepumpe muss eine Leistung von 2,4 kW haben. Geht es jedoch um einen Altbau ohne Wärmedämmung und misst hier die Wohnfläche ebenfalls 160 m², lautet die Formel: 160 m² x 0,12 kW/m². Die Wärmepumpe muss eine Leistung von 19,2 kW haben – ein enormer Unterschied zum Passivhaus!
Und was ist mit dem Stromverbrauch der Wärmepumpe?
Eine Wärmepumpe gilt als umweltfreundlich und energieeffizient. Ausgehend von einer Anlage mit 12 kW beträgt der Stromverbrauch durchschnittlich 6000 kWh im Jahr.
Die Wärmepumpe ist in der Lage, aus einer Kilowattstunde Strom zwischen drei und fünf Kilowattstunden Wärme zu erzeugen, was einen hohen Wirkungsgrad bedeutet.
Die Gasheizung hingegen hat einen deutlich geringeren Wirkungsgrad und braucht unter vergleichbaren Umständen zwischen 18.000 und 30.000 kWh Gas im Jahr.
Auch hier zeigt sich, dass die Dimensionierung der Wärmepumpe wichtig ist.
Wird eine zu große Anlage installiert, treibt dies den Stromverbrauch nur unnötig in die Höhe.
Eine Wärmepumpe gilt als umweltfreundlich und energieeffizient. (Foto: AdobeStock 562728734 Tomasz Zajda)
Um einen Überschlag über die nötige Heizleistung der Wärmepumpe machen zu können, wird einfach die Wohnfläche mit dem individuellen Wärmebedarf multipliziert. (Foto: AdobeStock 1018264750 Александр Марченко)
Die Wärmepumpe kann nur richtig arbeiten und die gewünschte Wärme produzieren, wenn sie auch wirklich für das betreffende Gebäude ausgelegt ist und entsprechend dimensioniert wurde. (Foto: AdobeStock 657020148 xartproduction)
Mögliche Fehler bei der Auslegung der Wärmepumpe
Die Wärmepumpe kann nur richtig arbeiten und die gewünschte Wärme produzieren, wenn sie auch wirklich für das betreffende Gebäude ausgelegt ist und entsprechend dimensioniert wurde. Allerdings können mangels Erfahrung auch Planungsmängel vorkommen. Häufige Probleme bei einer Wärmepumpe, die nicht richtig berechnet wurde, sind:
- zu hohe Vorlauftemperaturen
- zu niedrige Verdampfungstemperaturen
- zu häufige Schaltzeiten
Im schlimmsten Fall wird der Stromverbrauch damit verdoppelt, was angesichts der ständig steigenden Strompreise vermieden werden muss. Hinzu kommt ein möglicherweise fehlerhafter Einsatz des Heizstabs, was ungünstige Verbräuche bewirkt. Im Folgenden sind die häufigsten Fehler bei der Auslegung und Installation einer Wärmepumpe mit ihren Folgen und möglichen Gegenmaßnahmen aufgelistet:
- Heizflächen sind nicht temperaturoptimiert: Es tritt eine überhöhte Betriebstemperatur auf, die Heizung ist nicht effizient, der Stromverbrauch steigt. Hier kann die Berechnung nachgeholt werden, entsprechende Verbesserungsmaßnahmen sind einzuleiten.
- Fehlender hydraulischer Abgleich: Pumpen und Ventile lassen sich nicht einstellen, die entsprechende Berechnung muss nachgeholt werden.
- Abstände zu Gebäuden werden nicht eingehalten: Es könnte zu Beschwerden wegen Lärmbelästigung kommen. Als Maßnahme ist das Aufsetzen einer Schallschutzhaube über die Wärmepumpe möglich. Falls machbar, kann die Anlage auch versetzt werden.
- Ausblasrichtung in Richtung Fuß- oder Radweg: Im Winter können sich Eisflächen bilden, teilweise besteht Sturz- und Rutschgefahr sogar schon ab rund 10 °C Außentemperatur. Die Ausrichtung der Wärmepumpe muss geändert werden.
- Ungenügende Abstände zu Gebäudeöffnungen oder zu Entwässerungsanlagen: Der Eigentümer der Wärmepumpe haftet für das vorhandene Schadensrisiko. Die Wärmepumpe sollte versetzt werden, eventuell ist der Umbau des Umfeldes möglich.
- Einbau von nicht benötigten Mischern: Die Vorlauftemperatur der Wärmepumpe erhöht sich, sie wird weniger effizient. Der Verbrauch steigt. Mischer sollten nur installiert werden, wenn beispielsweise Mehrkreisanlagen oder Pufferspeicher mit Übertemperatur vorliegen.
- Vierwegemischer ist nicht ausgebaut: Die innere Wärmeübertragung bewirkt eine Anhebung der Heizkurve, die Effizienz sinkt, der Verbrauch der Anlage steigt. Dies ist auch in Durchgangsstellung der Fall. Als Maßnahme ist hier nur der Ausbau des Vierwegemischers möglich.
Ein Tipp zuletzt
Zuletzt war in den Nachrichten zu hören, dass die Förderungen für Wärmepumpen gekürzt werden sollen. Diese Diskussion ist vom Tisch und Hauseigentümer können sich auch weiterhin über Förderungen freuen. Unter Vermeidung der genannten Planungsfehler lässt sich mit der Wärmepumpe eine ideale Heizungsart installieren, die nach wie vor als empfehlenswert gilt.
