Bemessung von Wärmepumpen-anlagen

Die wirtschaftlichen und ökologischen Vorteile der Wärmeerzeugung mit Wärmepumpen im Vergleich zu fossilen Brennstoffsystemen sind nur dann signifikant, wenn die Systeme sorgfältig geplant, installiert und anschließend ordnungsgemäß betrieben werden. Insbesondere die Bemessung von Wärmepumpenanlagen stellt eine größere Herausforderung dar. Fehler wirken sich gravierender aus als bei herkömmlichen Heizsystemen wie Öl- und Gasheizungen.

Gesamtwärmebedarf und Heizlast

Ein falsch platziertes Wärmeverteilungssystem beeinträchtigt den Wirkungsgrad der Wärmepumpe und verkürzt deren Lebensdauer. Fehler sind schwer zu beheben. Für die Bemessung der Wärmepumpenleistung ist es daher wichtig, den gesamten Wärmebedarf und die Heizlast des Gebäudes zu ermitteln. Die Berechnungen müssen nach den neuesten gültigen Normen des jeweiligen Landes durchgeführt werden. In Deutschland gilt die DIN EN 12831.

Der spezifische Wärmebedarf pro Quadratmeter Wohnfläche hängt von der Gebäudekonstruktion ab.

• Passivhaus                                                                                        0,015 kW / m²
• Neubau nach ENEV                                                                           0,04 kW / m²
• Neubau mit Standard-Wärmedämmung                                            0,06 kW / m²
• Sanierter Altbau mit oder ohne Wärmedämmung                              0,08 kW / m²
• Altbau ohne Wärmedämmung                                                            0,12 kW / m²

Die Formel zur Berechnung des Wärmebedarfs des Gebäudes lautet:
Wohnfläche [m²] × spezifischer Wärmebedarf [kW / m²] = Gebäudewärmebedarf [kW]

Heizlast: Die Heizlast eines Gebäudes wird ebenfalls nach DIN 12831 berechnet, darf aber nicht mit dem gesamten Wärmebedarf verwechselt werden. Die Heizlast eines Gebäudes gibt die Leistung an, die eine Heizungsanlage erbringen muss, um bei eisiger Kälte die gewünschte Raumtemperatur zu erreichen.

• Gesamtwärmebedarf = Energie / Verbrauch
• Heizlast = Leistung der Heizung

Zur Ermittlung der Heizlast wird die klimatische Situation berücksichtigt und in Form von Normtemperaturen für die jeweiligen Regionen mit einbezogen.

In weiten Teilen Bayerns sind dies beispielsweise -16 ° C. An der Küste, wo der Winter milder wird, steigt die Standardtemperatur auf -10 ° C. Die Baustoffe oder U-Werte eines Gebäudes werden ebenso wie die Gebäudegeometrie in die Berechnung einbezogen.

Sehr oft entfällt eine Berechnung der Heizlast und des gesamten Wärmebedarfs, weshalb größere Wärmepumpen gewählt werden können, um einen Sicherheitszuschlag zu erlauben. Nicht selten ist die Wärmepumpe dann mehr als 50% größer als nötig. Dies hat negative Auswirkungen auf die Lebensdauer des Verdichters. Vor allem in der Übergangszeit, d.h. im Frühjahr und Herbst, führt ein zu großer Verdichter zu so genannten "Takten", d.h. häufigen, aber kurzen Laufzeiten - was zu schnellerem Verschleiß und höherer Fehleranfälligkeit führen kann. Wenn die Leistung zu niedrig ist, muss der Elektroheizer oft direkt heizen. Das verbraucht viel Strom.

Die Zertifizierung liefert genaue Leistungsdaten

Auch wenn der zu erwartende Gesamtbedarf eines Gebäudes und vor allem die exakt benötigte Heizlast von einem Energieberater, Statiker oder Installateur ermittelt wurden, können ungenaue Herstellerangaben ein Problem darstellen. Die Zertifizierung ist dann der einzige Weg, um diese Fehlerquelle auszuschließen und von den größtmöglichen wirtschaftlichen und ökologischen Vorteilen der Wärmepumpen zu profitieren. So garantiert beispielsweise die europäische Wärmepumpenzertifizierung von ‚Eurovent Certita Certification‘, dass alle Produkte nach dem gleichen Verfahren geprüft werden. Die Tests werden von unabhängigen Laboratorien unter strikt festgelegten, identischen Bedingungen durchgeführt. Damit erfüllen die Fabrikprüfungen alle Anforderungen an Kompetenz, Unparteilichkeit und Unabhängigkeit.