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Bestimmung und Berechnung der Heizleistung von Wärmepumpen

Wie groß muss die Heizleistung einer Wärmepumpe sein?

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Einflussfaktoren auf den Heizleistungsbedarf einer Wärmepumpe

Der Umfang des Heizleistungsbedarfs einer Wärmepumpe bestimmt sich grundsätzlich aus der Größe des Gebäudes, dessen Dämmungseigenschaften, dem Heizwärmeverteilungssystem und den Verbrauchsgewohnheiten der Bewohner. Die nötige Heizleistung einer Wärmepumpe setzt sich dabei aus der erforderlichen Leistungen zur Deckung des Heizwärmebedarfs, des Brauchwarmwasserbedarfs und dem sich aus zusätzlichen Anwendungen wie zum Beispiel einer Schwimmbaderwärmung ergebenden Wärmebedarfs zusammen:

Heizleistungsbedarf + Leistungsbedarf für Brauchwarmwasserbereitung + Leistungsbedarf für Zusatzanwendungen = Gesamtleistungsbedarf

Dieser gesamte Heizleistungsbedarf muss durch die Wärmepumpe abgedeckt werden. Darüber hinaus wird die erforderliche Wärmepumpenleistung durch zusätzliche Faktoren wie der Betriebsart der Wärmepumpe und Sperrzeiten des Energieversorgungsunternehmens bestimmt, die ebenfalls in die Berechnung der Wärmepumpenheizleistung einbezogen werden müssen.

Berechnungsmöglichkeiten des Heizleistungsbedarfs

Die genaue Berechnung des Heizleistungsbedarfs der Wärmepumpe erfolgt nach der EU-Norm EN 12831. Für Wärmepumpen in Neubauten ist diese Heizlastberechnung nach der Energieeinsparverodnung EnEV vorgeschrieben. Bei bestehenden Gebäuden kann in der Vorplanung auch auf den Heizenergieverbrauch der letzten Jahre zurückgegriffen werden. Die Bestimmung der Heizleistung der Wärmepumpe anhand des bestehenden Verbrauchs hat dabei den Vorteil, dass von der Normberechnung abweichende Verbrauchsgewohnheiten berücksichtigt werden können. Weniger genau kann aber auch eine Abschätzung anhand von Richtwerten zum Wärmebedarf nach der Wohnfläche und des Baujahres erfolgen. Auf keinen Fall sollte jedoch die Heizleistung des vorhandenen Heizungssystems als Richtgröße für die Leistungsbestimmung der Wärmepumpe herangezogen werden, da diese in aller Regel zu groß ausgelegt wurden.

Überschlägige Heizlastberechnung nach Verbrauch

Die Bestimmung der Heizleistung der Wärmepumpe aus dem bestehenden Heizenergieverbrauch erfolgt anhand von Richtwerten für den Energiegehalt des jeweils eingesetzten Energieträgers. Um eine Heizleistung von einem Kilowatt bereitzustellen, benötigt man z. B. 230 m3 Erdgas pro Jahr. Entsprechend nimmt man für Heizöl rund 250 l /(a*kW) und für Flüssiggas etwa 335 l /(a*kW) an. Die Ermittlung des maximalen Heizleistungsbedarfs der Wärmepumpe aus den Verbrauchswerten erfolgt dann durch Teilung des Energieverbrauchs pro Jahr durch den o. g. Energiegehalt pro kW und Jahr. Da insbesondere bei sehr alten Heizungen der Wirkungsgrad aufgrund von Brennerverlusten zurückgeht, müssen diese Verluste mit berücksichtigt werden. Beträgt z. B. der Heizölverbrauch rund 3500 l/a, berechnet sich der maximale Heizleistungsbedarf der Wärmepumpe nach folgender Formel:

3500 l/a / 250 l/(a*kW) * 0,9 = 12,6 kW Heizleistung

Wird in einem Einfamilienhaus auch die Brauchwarmwasserbereitung über die bestehende Zentralheizung realisiert und soll diese nach Installation der Wärmepumpe dezentral erfolgen, so können zusätzlich rund 15 % vom Verbrauch abgezogen werden. Zudem sollte bei der Ermittlung der Heizlast der Wärmepumpe nach den Verbrauchswerten der Mittelwert des Energieverbrauchs der letzten 3 bis 5 Jahre herangezogen werden, um unterschiedlich heizintensive Jahre gleichmäßig zu erfassen.

Bestimmung der Wärmepumpenleistung nach Wohnfläche

Alternativ zur Heizleistungsermittlung nach dem Verbrauch kann der maximale Heizleistungsbedarf der Wärmepumpe näherungsweise auch anhand der beheizten Wohnfläche ermittelt werden. Hierzu werden in der Regel folgende Richtwerte der Heizleistung in Watt pro m2 herangezogen:

  • Neubau nach Energieeinsparverordnung (EnEV): 40 - 50 W/m2
  • Altbau nach Wärmeschutzverordnung von 1995: 50 - 70 W/m2
  • Altbauten ab etwa 1980 und normaler Wärmedämmung: 70 - 90 W/m2
  • Altbauten mit älterem Mauerwerk ohne Wärmedämmung: 90 - 120 W/m2

Die Heizleistung einer Wärmepumpe für einen entsprechend der Wärmeschutzverordnung von 1995 errichteten Altbau mit 150 m2 Wohnfläche bestimmt sich dann entsprechend folgender Rechnung:

150 m2 * 55 W/m2 = 8.250 W = 8,25 kW Heizleistung

Heizleistung der Wärmepumpe für Warmwasserbereitung

Obwohl der Warmwasserverbrauch stark von den individuellen Gewohnheiten abhängig ist, können für eine überschlägige Ermittlung der Heizleistung der Wärmepumpe zur Brachwassererwärmung ebenfalls Richtwerte angenommen werden. So entspricht ein Warmwasserverbrauch von rund 100 l bei einer Temperatur von 45 °C einem Energiebedarf von 4 kWh pro Tag und Person bzw. einem durchschnittlichen Heizleistungsbedarf von 0,17 kW/Person. Um genügend Reserven zu haben, sollte die Heizleistung der Wärmepumpe für die Brauchwarmwassererwärmung auf eine Spitzenlast von 0,25 kW/Person ausgelegt werden.

Besonderheiten der Warmwasserbereitung:

  • Sind Zirkulationsleitungen vorhanden, kann von einem um 50% höheren Wärmebedarf ausgegangen werden. Falls diese nicht zwingend notwendig werden, bietet es sich daher an, die Zirkulationspumpe über eine Schaltuhr so zu steuern, dass sie nur bei Bedarfsspitzen in Kraft tritt.
  • Ist der Warmwarmwasserbedarf bereits im Heizwärmebedarf berücksichtigt, da dieser über den Energieverbrauch einschließlich der Brauchwarmwasserbereitung errechnet wurde, ist bei der Ermittlung des Gesamtleistungsbedarfs der Leistungsbedarfs für die Brauchwarmwasserbereitung nicht zu addieren.
  • Wird die Brauchwarmwasserbereitung in die Nachtstunden verlegt und wird die Heizung in dieser Zeit abgesenkt ist, so ist der Leistungsbedarf für die Warmwasserbereitung ebenfalls nicht gesondert hinzuzurechnen. Dies ist insbesondere bei Sole/Wasser-Wärmepumpen und Wasser/Wasser-Wärmepumpen sinnvoll und kann an der jeweiligen Wärmepumpenregelung eingestellt werden.

Bestimmung der Wärmepumpenleistung für Zusatzanwendungen

Sollen zusätzliche Heizanwendungen wie z. B. ein kleiner Schwimmpool über eine Wärmepumpe mitversorgt werden, so bestimmen Bauart und Betriebsweise des Schwimmbades ob und wie dieser Wärmebedarf in die Bestimmung der Heizleistung der Wärmepumpe eingerechnet werden muss. Wird das Schwimmbad z. B. ausschließlich außerhalb der Heizsaison beheizt, muss der Leistungsbedarf nicht zusätzlich berücksichtigt werden. Eine ganzjährige Schwimmbadbeheizung geht hingegen immer in den Heizleistungsbedarf der Wärmepumpe ein. Dabei sollte neben dem Leistungsbedarf für die Beckenwassererwärmung auch der für den Poolraum insbesondere Lüftung und Ent- und Befeuchtungsanlagen der Heizleistung der Wärmepumpe hinzugefügt werden. Für spezielle zusätzliche Heizanwendungen bietet es sich aber auch an, eine andere Wärmepumpenart wie z. B. eine Luftwärmepumpe zu nutzen, die speziell auf die Erfordernisse des weiteren Heizwärmebedarfs ausgelegt ist.

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"Heizleistung der Wärmepumpe" wurde am 14.03.2016 das letzte Mal aktualisiert.