Thema Dimensionierung

Nachhaltiges Heizen im Eigenheim wird nicht nur wegen der Klimakrise immer wichtiger, sondern auch aufgrund der gestiegenen Energiepreise.

Obwohl Wärmepumpen mit Strom betrieben werden, haben sie sich mittlerweile zumindest in Neubauten als nachhaltige Heizsysteme durchgesetzt.

Damit die Heiztechnik die höchstmögliche Effizienz erzielt, spielen unterschiedliche Kriterien eine Rolle.

Am besten machen sich Bauherren vorab bewusst, wie sie die Stromheizungen noch effizienter betreiben können.

 

Eine der wichtigsten Bedingungen ist in diesem Kontext die richtige Dimensionierung.

 

Effizienz: So holt man das Beste aus Wärmepumpen heraus

Im Vergleich zu anderen Heizsystemen haben Wärmepumpen viele Vorteile. In Kombination mit Photovoltaikanlagen nutzen sie bei geringem Platzbedarf und hoher Energieeffizienz beispielsweise ausschließlich erneuerbare Energien. 

 

In Sachen Wirtschaftlichkeit gelten sie als Heizsystem mit großem Potenzial. Ausschöpfen lässt sich dieses Potenzial allerdings nur unter bestimmten Voraussetzungen, denn die tatsächliche Effizienz der Wärmeerzeuger hängt von zahlreichen Faktoren ab.

 

Vor allem zwei Kennzahlen müssen Bauherren in diesem Kontext kennen: die Jahresarbeitszahl (JAZ) und den Wirkungsgrad (COP, Coefficient of Performance). Je höher diese beiden Zahlen sind, desto effizienter die Wärmepumpe. Analog dazu sinken die Heizkosten und die Umweltfreundlichkeit steigt.

 

Inwieweit eine geplante Wärmepumpe ihr Effizienzpotenzial ausschöpfen kann, können Verbraucher selbst beeinflussen, so beispielsweise durch

 

• eine niedrigere Vorlauftemperatur
• einem hohen Dämmzustand ihres Wohngebäudes.
• die Entscheidung für die richtige Wärmepumpe.
• gut geeignete Heizkörper (z.B. Fußbodenheizung).
• regelmäßige Wartung.
• die richtige Dimensionierung der Wärmepumpe.

 

Im Hinblick auf letzteren Punkt gelten zu groß dimensionierte Wärmepumpen beispielsweise als ineffizient, weil sie sich zu oft ein- und ausschalten. Das kostet Strom und senkt dadurch die Wirtschaftlichkeit.

Andererseits arbeiten zu gering dimensionierte Wärmepumpen an ihrer Kapazitätsgrenze und stellen in besonders kalten Wintern womöglich nicht genügend Wärme bereit.

 

Doch nicht nur die Entscheidung für Wärmepumpen mit einer ausreichenden Leistung ist mit der richtigen Dimensionierung gemeint. Vielmehr geht es Experten bei dem Schlagwort um eine stimmige Bemessung aller Einzelkomponenten, die das Wärmepumpensystem ausmachen.

 

Bedarfsgerecht: Pufferspeicher und Co müssen zur Leistung passen

Um einen effizienten Betrieb zu erreichen, müssen Verbraucher neben der Leistung der Wärmepumpe vor allem den gewählten Pufferspeicher ideal auf den Wärmebedarf abstimmen. Die Wärmeerzeuger liefern konstant Energie.

 

Dies unterscheidet sie von Öl- und Gasheizungen, die nur momentan betrieben werden und dabei große Wärmemengen erzeugen. Im Gegensatz zu klassischen Heizsystemen brauchen Wärmepumpen daher einen geeigneten Wärmespeicher. Dieser sogenannte Pufferspeicher muss in der richtigen Relation zur Leistung der Wärmepumpe stehen, damit das Gesamtsystem effizient bleibt.

An besonders kalten Tagen gleicht ein ideal dimensionierter Pufferspeicher den erhöhten Wärmebedarf optimal aus. Das bedeutet idealerweise, dass er weder zu viel noch zu wenig Zusatzwärme bereitstellt. Zu große Pufferspeicher halten unnötig hohe Wärmemengen und senken so die Systemeffizienz, denn auch aus dem besten Speicher entweicht Wärmeenergie in gewissem Maß.

 

Zu klein dimensionierte Pufferspeicher stellen wiederum zu wenig Überbrückungswärme bereit. So muss das Wärmepumpen-System unter gewissen Umständen von einem zweiten Heizsystem unterstützt werden, sodass unnötige Kosten entstehen. Je bedarfsgerechter der Speicher, desto effizienter und wirtschaftlicher also das Gesamtsystem.

 

Expertentipp: Faustformel zur Dimensionierung des Pufferspeichers nutzen!

Damit der Speicher genau zum Wärmebedarf und der Wärmepumpenleistung passt, veranschlagen Verbraucher pro Kilowatt Leistung idealerweise 50 bis 100 Liter Speichervolumen. Für eine vierköpfige Durchschnittsfamilie genügt in diesen Breitengraden etwa ein Pufferspeicher mit 500 Litern.

 

Wärmepumpenleistung: So wird es effizient

Durchschnittlich haben Wärmepumpen in deutschen Einfamilienhäusern eine Leistung zwischen drei und 16 Kilowatt. Wo in diesem Bereich sich das System im Einzelfall genau bewegen sollte, hängt von unterschiedlichen Faktoren ab. Als wichtigste gelten

 

• die Heizlast in Kilowatt im Sinne der erforderlichen Leistung zur Deckung des Wärmebedarfs.
• der Wärmebedarf in Kilowattstunden pro Quadratmeter im Jahr im Sinne der Wärme, die ein Gebäude jährlich zur Beheizung mit einer bestimmten Raumtemperatur benötigt.
• der Warmwasserbedarf, der die erforderliche Heizlast pro Person überschlägig um 0,1 bis 0,3 Kilowatt erhöht.
• die Vorlauftemperatur des kombinierten Heizsystems, denn bei hohen Vorlauftemperaturen (beispielsweise im Falle von Radiatoren) muss die Wärmepumpe konstant mehr Leistung erbringen und daher größer dimensioniert werden als bei niedrigen (beispielsweise im Falle einer Fußbodenheizung).
• die Betriebsart der Wärmepumpe, wobei Wärmepumpen bei Unterstützung durch ein zweites Heizsystem wesentlich kleiner dimensioniert werden können (bivalenter Betrieb). 

 

Vorsicht: Um die Wärmepumpe optimal zu dimensionieren, ist viel Fachwissen erforderlich. Die Komplexität des Themas spricht daher gegen die Dimensionierung in Eigenregie.

Verbraucher ziehen bei der Entscheidung für eine bestimmte Wärmepumpenleistung lieber Experten eines Fachbetriebs für die Auslegung von Wärmepumpen hinzu.