Anforderungen an Wärmepumpen im Bestand

• Fußbodenheizungen oder Heizkörperanlage?
• Bisherigen Energiebedarf ermitteln
• Runter mit der Vorlauftemperatur
• Monovalent oder hybrid heizen?
• Bei Bedarf einzelne Heizkörper austauschen
• Wärmepumpenberater für Anlagenbetreiber
• Konkrete Planung und Ausführung
• Wohin mit dem Gerät?
• Hohe Vorlauftemperaturen mit R290
• Zu guter Letzt: Heizkennlinie und Heizkreispumpe einstellen
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Für den Erfolg der Wärmewende spielt die Heizungsmodernisierung eine wesentliche Rolle. Großes Potenzial hat dabei der Wechsel der Wärmeerzeugung von fossilen Brennstoffen auf eine Wärmepumpe. Aber funktioniert diese Art der Beheizung in älteren Häusern überhaupt? Neben den einmaligen Investitionskosten und den laufenden Betriebskosten, geht es auch darum, ob das jeweilige Gebäude die Voraussetzungen für einen effizienten Betrieb erfüllt.

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Fußbodenheizungen oder Heizkörperanlage?

Pauschal lässt sich sagen: Wärmepumpen können auch in der Modernisierung energieeffizient eingesetzt werden. Das hängt jedoch von zahlreichen Faktoren ab. Besonderes Augenmerk ist dabei der maximalen Vorlauftemperatur des Heizsystems zu widmen. Bei Fußbodenheizungen ist diese grundsätzlich niedriger als bei Heizkörperanlagen. Daher bilden Wärmepumpe und Fußbodenheizung eine ideale Kombination. Das bedeutet aber nicht, dass eine Wärmepumpe nicht auch mit Heizkörpern effizient betrieben werden könne. Wichtig ist, hier auf eine angemessene Größe des Systems zu achten, insbesondere im Hinblick auf das Rohrleitungssystem und die Heizflächen, um auch bei kalten Außentemperaturen mit einer Vorlauftemperatur von nicht mehr als 50 bis 55 °C zu heizen.

Bisherigen Energiebedarf ermitteln

Ein erster Schritt auf dem Weg zum effizienten Einsatz einer Wärmepumpe im Bestand ist, den Energiebedarf zu ermitteln. Die nachfolgend genannten überschlägigen Verfahren eignen sich zur Einordnung, ersetzen jedoch keine detaillierte individuelle Berechnung. In bestehenden Objekten lässt sich bei einer Heizungsmodernisierung die Heizlast über den Brennstoffverbrauch der bisherigen Heizungsanlage abschätzen. Der Energieverbrauch pro Quadratmeter kann ein guter Anhaltswert zur Auswahl eines Wärmepumpensystems sein. Um den spezifischen Energieverbrauch zu berechnen sind folgende Schritte empfehlenswert:

• Ermittlung des Jahresenergieverbrauchs in kWh. Bei Öl: 1 l Heizöl entspricht etwa 10 kWh Wärmeenergie. Bei Gas auf der letzten Jahresrechnung nachsehen. 1 m³ Gas entspricht etwa 10 kWh Wärmeenergie.
• Erfolgt die Warmwasserbereitung ebenfalls über das Heizsystem, sind vom Jahresenergieverbrauch 1.000 kWh pro Person für die Warmwasserbereitung abzuziehen.
• Das Ergebnis dieser einfachen Subtraktion ist durch die beheizte Wohnfläche zu teilen, zum Beispiel bei einem Verbrauch von 14.000 kWh Wärme pro Jahr:

Ist das Ergebnis kleiner als 150 kWh/m²a, lässt sich eine Wärmepumpe sehr wahrscheinlich effizient betreiben. Wenn das Ergebnis über 150 kWh/m²a liegt, sind Maßnahmen am Gebäude empfehlenswert, um die Effizienz des eingesetzten Systems zu steigern und den Wärmebedarf insgesamt zu verringern. Um den Einfluss extrem kalter oder warmer Jahre auszugleichen, sollte der Brennstoffverbrauch über mehrere Jahre gemittelt werden.

Ergänzend zu einer überschlägigen Berechnung können Fachhandwerker und Energieberater die Gebäudeheizlast exakt nach der DIN EN 12831 „Energetische Bewertung von Gebäuden – Verfahren zur Berechnung der Norm-Heizlast – Teil 1: Raumheizlast“ bestimmen (2017) bestimmen.

Runter mit der Vorlauftemperatur

Der zweite Check gilt der Vorlauftemperatur. Wie tief kann diese im aktuellen System abgesenkt werden, sodass weiterhin alle Räume angenehm warm werden? Dazu sollte man die Heizkurve versuchsweise absenken. Idealerweise erfolgt die Testphase in der Übergangszeit März/April beziehungsweise Oktober/November oder in der Hauptheizperiode Dezember/Januar über einen möglichst langen Zeitraum. Empfehlenswert ist, im ersten Schritt, die maximale Vorlauftemperatur bei minimaler Außentemperatur auf 55 °C zu reduzieren. Die Heizkurve kann dann so lange weiter abgesenkt werden, wie es im Haus angenehm warm bleibt. Für belastbare Ergebnisse sollte man die Vorlauftemperatur jeweils mindestens eine Woche lang absenken.

Monovalent oder hybrid heizen?

Im dritten Schritt wird die Frage beantwortet, welche Räume am längsten brauchen, um warm zu werden – und welche Räume die kältesten sind. Bei diesem Check liegt der Fokus auf den kältesten Räumen, beispielsweise mit vielen Außenwänden, kleinen Heizkörpern oder mit erhöhtem Wärmebedarf.

Lässt sich das Gebäude bei einer Vorlauftemperatur unter 55 °C angenehm beheizen, ist eine Wärmepumpe mit großer Wahrscheinlichkeit die richtige Wahl. Ist eine Vorlauftemperatur über 55 °C erforderlich, kann ein Hybridsystem aus Wärmepumpe und ergänzender Heizung die passende Lösung sein.

Bei Bedarf einzelne Heizkörper austauschen

Durch ergänzende Maßnahmen zur Absenkung der Vorlauftemperatur können Anlagenbetreiber ihr Gebäude so weit energetisch verbessern, dass sich eine Wärmepumpenlösung eignet. Dazu zählt beispielsweise der Austausch einzelner Heizkörper, um die Fläche der Wärmeabgabe zu vergrößern. Weitere Optionen sind Heizkörper mit integriertem Gebläse oder Infrarotheizkörper in einzelnen Räumen, etwa im Bad. Wichtig ist in diesem Zusammenhang eine raumweise Heizlastberechnung, um das gewünschte Ergebnis auch tatsächlich zu erzielen. Planungstool wie „Logatrend“ (www.buderus-logatrend.de) helfen bei der Berechnung und Auslegung neuer Heizkörper sowie beim Prüfen vorhandener Heizkörper auf Wärmepumpentauglichkeit. Mit Hilfe dieses Tools lassen sich auch Leistungsdaten recherchieren, abschätzen und berechnen. Als Grundlage dienen die neu gewählten Heizsystemtemperaturen von beispielsweise 55/45 °C (Vorlauf/Rücklauf) oder auch 50/40 °C. Neben der experimentellen Ermittlung des Anlagenbetreibers mit Hilfe des Tagebuches und gegebenenfalls der überschlägigen Berechnung mit dem Planungstool für Heizungsfachfirmen ist empfehlenswert, eine raumweise Heizlastberechnung vorzunehmen. Im Anschluss daran ist ein hydraulischer Abgleich erforderlich.

Wärmepumpenberater für Anlagenbetreiber

Anlagenbetreiber können ihren Heizungsfachmann aktiv unterstützen: Beispielsweise bietet das Onlinetool „Fit für die Wärmepumpe“ (www.buderus.de/fit-fuer-die-waermepumpe) von Buderus eine erste Entscheidungshilfe für Endkunden, die wissen möchten, ob eine Wärmepumpe bei der Heizungsmodernisierung die richtige Wahl ist. Der Wärmepumpenberater ermittelt mit nur wenigen Angaben den ungefähren Energieverbrauch pro Quadratmeter. Das Ergebnis zeigt, ob die Installation einer Wärmepumpe sinnvoll sein kann oder ob sich eher ein Hybridsystem anbietet. Hausbesitzer können dann noch die mindestens benötigte Vorlauftemperatur ermitteln und erhalten so eine erste Orientierung für das Gespräch mit einem SHK-Fachhandwerker.

Konkrete Planung und Ausführung

Haben die Checks und Berechnungen ergeben, dass sich ein Wärmepumpensystem für die Modernisierung der Heizungsanlage eignet, beginnt die eigentliche Planungs- und Ausführungsphase. Entscheidend für den effizienten Betrieb ist es, das neue Wärmepumpen-Heizsystem individuell auszulegen. Das erfordert fachliche Kenntnisse, etwa um den Energiebedarf zu berechnen, den Bivalenzpunkt zu bestimmen (Außentemperatur, bei der die Wärmepumpe ihre maximale Heizleistung erbringt. Sinkt die Außentemperatur weiter, muss ein zusätzlicher Wärmeerzeuger betrieben werden.) oder eine Systemhydraulik zu erstellen. Hersteller unterstützen die Installateure dabei durch unterschiedliche Hilfsmittel. Bei Buderus zeigt das Logatherm-Planungstool (https://buderus-de-heatpump.thernovo.com/home) zur Auslegung von Wärmepumpen unter anderem Energieverbrauch und Kosten grafisch an, berechnet die Heizkennlinie auf Basis von Gebäudedaten und Normaußentemperatur und stellt die Schallemissionen bei Luft-Wasser-Wärmepumpen dar. Mit dem Tool lassen sich individuelle Wärmepumpensysteme berechnen, und die Anwender erhalten eine passende Produktempfehlung.

Konkrete Fragen, die Fachhandwerker beantworten müssen, sind unter anderem:

• Neubau oder Sanierung?
• Wie hoch ist der Wärmebedarf für dieses Gebäude?
• Wie viele Personen benötigen Warmwasser?
• Gibt es eine Sperrzeit des Energieversorgers?
• Welche Technologie soll zum Einsatz kommen (Monoblock- oder Split-Wärmepumpe)?
• Soll ein zweiter (konventioneller) Wärmeerzeuger parallel zur Wärmepumpe betrieben werden?
• Wie groß ist der Abstand der Wärmepumpe zum nächstgelegenen Nachbargebäude?

Wohin mit dem Gerät?

Im Rahmen der Planung ist als wichtiges Kriterium auch zu klären, wo die Außeneinheit und bei einer Split-Wärmepumpe die Inneneinheit aufgestellt werden sollen. Hier sind eventuell beengte Verhältnisse aufgrund der Grundstücksgröße oder des vorhandenen Kellerraumes zu berücksichtigen. Den Fachbetrieben kommen dabei die kompakten Abmessungen moderner Geräte zugute. Die neuesten Generationen von Luft/Wasser-Wärmepumpen arbeitet aufgrund der technischen Weiterentwicklung in der Regel besonders leise. So können in der Regel selbst bei geringen Abständen zum Nachbarn die Vorgaben der TA Lärm (Technische Anleitung zum Schutz gegen Lärm) eingehalten werden. Technische Details wie optimierte Ventilatoren, integrierte Schalldiffusoren, schallgedämpfte Kältekreisboxen sowie doppelte Vibrationsentkopplung reduzieren die Schallentwicklung deutlich.

Hohe Vorlauftemperaturen mit R290

Bleibt die Frage nach dem Kältemittel der Wärmepumpe. Hier vereint Propan (R290) als natürliches Kältemittel gleich mehrere Vorteile. So ermöglichen günstige thermodynamische Eigenschaften hohe Wirkungsgrade und bei Bedarf auch hohe Vorlauftemperaturen bis 75 °C. Darüber hinaus hat R290 mit einem GWP von 3 (Global Warming Potential) ein sehr geringes Treibhauspotenzial. Zudem ist R290 ist besonders zukunftssicher, weil es bereits alle Anforderungen auch der kommenden F-Gase-Verordnung 2024 erfüllt. Nicht zuletzt dürften Wärmepumpen mit natürlichem Kältemittel nach aktueller Lage über die Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG) mit 5 % zusätzlich bezuschusst werden.

Zwar ist R290 ein brennbares Gas, bei Beachtung der einschlägigen Sicherheitsanforderungen und entsprechenden Schutzkonzepten lässt es sich aber bedenkenlos einsetzen.

Zu guter Letzt: Heizkennlinie und Heizkreispumpe einstellen

Nachdem ein Wärmepumpensystem inklusive installiert ist, müssen Fachhandwerker als letzten Schritt Heizkennlinie und Heizkreispumpe richtig einstellen. Wichtig ist auch, die einzelnen Wärmeverbraucher auf die benötigten und berechneten Wassermengen einzuregulieren. Dies geschieht über die Voreinstellung der Heizkörperventile. Dafür empfiehlt es sich, für alle Heizkörper einheitliche Ventile zu verwenden, im Bestfall mit eingebauter Differenzdruckregelung. Diese erleichtern die gesamte Einstellung erheblich und stellen einen Anlagenbetrieb unter idealen Voraussetzungen sicher.

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