Bestmöglich sanieren mit der Wärmepumpe Teil 1

Autor/Redakteur: Verena Gorris/gg

Wer ein bestehendes Gebäude energetisch auf einen neueren Stand bringen will, muss voraus denken. Für die richtige Dimensionierung der Heizung sind beispielsweise später geplante Dämmmaßnahmen oder neue Heizkörper bereits im Vorfeld zu berücksichtigen. Für effiziente Wärmepumpenanlagen spielen auch im Altbau eine niedrige Vorlauftemperatur sowie eine möglichst passgenaue Planung der gesamten Anlage eine entscheidende Rolle. Dieser Beitrag zeigt, wie sich durch die Stellschrauben Wärmedämmung, Flächenheizung sowie Größe und Verteilung der Radiatoren die Systemtemperatur senken lässt.

Einsatzbedingungen von Wärmepumpen

Die Effizienz von Wärmepumpen ist maßgeblich von der im Heizsystem erforderlichen Heizsystemtemperatur abhängig, die wiederum vom Heizbedarf und den installierten Heizflächen bestimmt wird. Optimal arbeiten Wärmepumpen bei niedrigen Systemtemperaturen von 35 Grad, beispielsweise mit einer Fußbodenheizung. Aber auch bei höheren Temperaturen von bis zu 55 Grad können Wärmepumpen sinnvoll eingesetzt werden – allerdings sind dabei die Effizienzeinbußen unvermeidlich. Bild 1 zeigt, wie die nach der VDI-Richtlinie 4650 Teil [3] errechneten Jahresarbeitszahlen von Sole/Wasser und Luft/Wasser-Wärmepumpen mit verschiedenen Leistungszahlen (COP) bei einer Steigerung der Vorlauftemperatur von 35 auf 55 Grad sinken. Da eine höhere Jahresarbeitszahl eine höhere Effizienz und damit niedrigere Heizkosten und Umweltbelastung bedeutet, sollte immer eine möglichst niedrige Vorlauftemperatur das Ziel sein. Die zentrale Größe ist dabei die maximal notwendige Systemtemperatur des Heizsystems. Von ihr hängen die Effizienz und damit die Energiekosten ab. Sinkt die Systemtemperatur um ein Kelvin, steigt die Effizienz um 1,5 bis 2,5 Prozent. Die maximale Vorlauftemperatur von Wärmepumpen ist je nach Kältekreislauf auf 55 bis 70 Grad begrenzt. Maximale Vorlauftemperaturen oberhalb von 55 Grad sind aber in der Regel ineffizient und sollten vermieden werden.

Bild 1: Jahresarbeitszahlen von Wärmepumpen in Abhängigkeit der Systemtemperatur, Wärmequelle und Leistungszahl, berechnet nach VDI 4650

Wärmebedarf senken

Die Systemtemperatur einer Heizung wird bei der Installation festgelegt; danach erfolgt auch die Auslegung der Heizkörper. Ändert sich der Wärmebedarf, ändert sich bei gleichen Heizkörpern auch die Systemtemperatur. Daher sind nachträgliche Wärmeschutzmaßnahmen wie Isolierverglasung, Wärmedämmung der Fassade, der Kellerdecke und des Dachs sowie der Einsatz von kontrollierten Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung, die den Wärmebedarf des Gebäudes deutlich reduzieren, gut geeignet, um die Heizungsvorlauftemperatur zu senken und die Effizienz der Wärmepumpenanlage zu steigern.

Bild 2 zeigt den Einfluss von Wärmedämm-Maßnahmen auf die Systemtemperatur anhand eines Beispielgebäudes, dass vor der Sanierung einen Wärmebedarf von 150 W/m² und einer Standarddimensionierung 70/55 (70 Grad Vorlauftemperatur, 55 Grad Rücklauftemperatur) hat.

Bild 2: Sinkt der Wärmebedarf – wie etwa durch Wärmeschutzmaßnahmen – sinkt auch bei gleicher Heizkörperfläche die Systemtemperatur (Beispiel)

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