Stromanschluss: Wärmepumpen fachmännisch elektrisch anschließen!

Wie erfolgt der Elektroanschluss einer Wärmepumpe? Wie wird eine Wärmepumpe am Zählerschrank angeschlossen? Wer darf eine Wärmepumpe elektrisch anschließen? Was muss im Zählerschrank um- bzw. nachgerüstet werden? Sind ein spezieller Überspannungs- und Blitzschutz nötig?

Bestandsgebäude weisen eine elektrische Infrastruktur auf, die zwar sicher und normgerecht instandgehalten wird, aber bezüglich des Betriebes mit Dauerlasten wie Wärmepumpen oder auch dem Laden von Elektromobilen einer Überprüfung und ggf. Erweiterung bedürfen.

Denn die meisten elektrischen Anlagen in der Sanierung entsprechen bestenfalls 20 Jahre alten Anforderungen und sind damit nicht mehr auf dem Stand der Technik. Auch die kommunikationstechnischen Voraussetzungen für die Leistungssteuerung der Wärmepumpe sind üblicherweise nicht vorhanden.

Vor dem Anschluss stärkerer Verbraucher wie einer Wärmepumpe, Infrarot- und anderen Stromdirektheizungen sowie elektrischer Alternativen zur Warmwasserbereitung wie dezentralen Durchlauferhitzern sollten Bauherren oder Hausbesitzer einige Vorkehrungen treffen. Experten zeigen hier, was Sie beim Stromanschluss der Wärmepumpe beachten müssen!

Der Vorteil einer Wärmepumpe ist ihre Effizienz: Durch Zuführung von einer Kilowattstunde elektrischer Energie werden je nach System und Außentemperatur zirka drei bis fünf kWh Wärmeenergie gewonnen. Bei kleinen Wohnhäusern lässt sich mit wenig Strom ein Gebäude heizen und Brauchwasser erzeugen. Also einfach die neue Wärmepumpe an die bestehende Stromversorgung anschließen?

Wärmepumpen bzw. ganz allgemein Elektroheizungen sind i.d.R. größere elektrische Verbraucher, deren Stromanschluss folgenden Regeln unterliegt:

• Anerkannte Regeln der Technik wie die Anwendungsregel VDE AR-N 4100
• technische Anschlussbedingungen (TAB) des zuständigen Energieversorgungsunternehmen (EVU)

Wärmepumpen haben keinen einfachen Stecker, den man in die Steckdose steckt. Sie werden fest am Stromanschluss des Hauses installiert. Dieser Anschluss kann nur von einem Fachbetrieb ausgeführt werden, der auch für Details des elektrischen Anschlusses der beste Ansprechpartner ist. Möglicherweise muss die elektrische Anlage erweitert oder beim Energieversorger angemeldet werden.

Für den elektrischen Anschluss einer Wärmepumpe sind u.a. folgende Punkte zu berücksichtigen:

• Erhöhung der benötigten bzw. eingespeisten elektrischen Leistung
• Änderung von haushaltsüblichem Verbrauchsverhalten zu Anwendungen mit Dauerstrom
• Hauptleitungsschutzschalter an zugeordneten Stromkreisen (SH-Schalter)
• Überspannungsschutz
• Anbindung an Erdungs- und Potentialausgleichsanlage
• Schutzeinrichtung für den Laststromkreis der Wärmepumpe (Leitungsschutz (MCB), Fehlerstromschutz (RCD))
• Zählerplatz (Zählerschrank, Zähler und intelligentes Messsystem/ Diagnosesystem (Cloud-Anbindung)
• Signal- und Kommunikationsleitungen
• Lastmanagement (falls erforderlich)
• Bauliche Umfeldmaßnahmen (Durchbrüche, Leitungsführung etc.)

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Die erforderlichen Angaben für den Elektroanschluss einer Wärmepumpe sind dem Typenschild oder der technischen Dokumentation zu entnehmen:

• Bemessungsspannung und maximale Bemessungsleistung Verdichter
• Bemessungsspannung und maximale Bemessungsleistung Zusatzheizung
• Bemessungsspannung und maximale Bemessungsleistung Pumpen und Regler
• maximale Bemessungsleistung gesamt
• maximaler Anlaufstrom

Wärmepumpen mit einer Bemessungsleistung von mehr als 4,6 kW werden für Drehstromanschluss ausgelegt.

Sofern das Trinkwasser nicht über die Heizungswärmepumpe erwärmt wird, kommen in kleinen Zentralanlagen häufig Warmwasser-Wärmepumpen zum Einsatz. Diese Geräte sind mit einer Anschlussleistung von 1 bis 2 kW in der Regel nach Überprüfung direkt anschließbar.

Eine Heizungswärmepumpe wird, je nach Betriebszustand, durchgängig mit der Bemessungsleistung betrieben. Für den Verdichter, die Pumpen und die Regelung ist daher ein Gleichzeitigkeitsfaktor von 1 anzunehmen.

Zusatzheizer in monoenergetisch betriebenen Wärmepumpen haben eine Bemessungsleistung von 3 bis 9 kW und können häufig in Teilleistung mit 1, 2 oder 3 Phasen aufgelegt werden. Sie werden vom Regler mit voller Last geschaltet, phasenweise angesprochen oder stetig geregelt.

Sofern ein elektrischer Zusatzheizer betrieben wird, gilt das Gleiche wie für dessen Auslegungsleistung für die Heizungsunterstützung. Empfohlen ist jedoch, die angeschlossene Bemessungsleistung vollständig von der Gleichzeitigkeitsbetrachtung auszunehmen.

Zunächst muss geprüft werden, ob der vorhandene Netzanschluss für die zusätzlich benötigte Bemessungsleistung der Wärmepumpe ausreichend dimensioniert ist. Die Prüfung der Elektroanlage erfolgt dabei durch ein beim örtlichen Netzbetreiber im Installateur-Verzeichnis eingetragenes Elektrounternehmen, welches die notwendigen Maßnahmen mit dem Netzbetreiber abstimmt.

Grundsätzlich gibt es zwei Möglichkeiten, wie man eine Wärmepumpe elektrisch ans Stromnetz anschließen kann:

Häufig reicht die Stromreserve eines Hausanschlusses auch für den Anschluss einer Wärmepumpe aus. Sollte die zusätzlich benötigte Leistung am Hausanschlusspunkt für den Betrieb einer Wärmepumpe nicht ausreichen, lässt sich die Leistung bei den allermeisten Einfamilienhäusern und kleineren Mehrfamilienhäusern üblicherweise aus dem vorhandenen Netzanschluss bereitstellen, ohne dass das Anschlusskabel erneuert werden muss.

Dann kann – in Abstimmung mit dem Netzbetreiber – eine Erweiterung des Hausanschlusses auf eine höhere Leistung erfolgen. Häufig reicht dazu eine einfache Erhöhung der Absicherung durch den Netzbetreiber aus. Dann müssen meist nur die Hausanschlusssicherungen getauscht werden. Dabei werden die Überstromschutzeinrichtungen im Hausanschlusskasten durch Ausführungen mit höherer Strombelastbarkeit ersetzt werden.

Der Austausch des Netzanschlusskabels ist eine mögliche Alternative, wenn eine alleinige Erweiterung des Elektroanschlusses des Hauses nicht ausreicht. Hier wird das Kabel zwischen Hausanschlusskasten und dem Netzanschlusspunkt (meist im Straßenbereich) gegen ein Kabel mit höherer Strombelastbarkeit (größerer Querschnitt) ausgetauscht.

Ein zweiter Netzanschluss kommt meist nur für neu zu errichtende oder abseitig gelegene Gebäude in Frage. Der elektrische Anschluss für die Wärmepumpe und die Ladeinfrastruktur (falls vorhanden) wird dann losgelöst von der bisherigen Bestandsanlage geplant.

Hierzu wird ein neuer, zweiter Hausanschluss mit einer nachgelagerten eigenen Zählerverteilung (möglichst nahe am Lastschwerpunkt) benötigt. Dadurch lassen sich lange Installationswege einsparen und die Planungssicherheit für die kommenden Jahre gewährleisten.

Ein zweiter Hausanschluss muss beim zuständigen Netzbetreiber beantragt werden und ist abhängig von den netzseitigen Voraussetzungen.

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Wärmepumpen verfügen häufig über drei Anschlüsse für die Stromversorgung, die je nach Leistung und Bauart 3- oder 5-adrig ausgeführt sind:

• Permanente Stromversorgung für Steuerung und Pumpen
• Permanente Stromversorgung für Verdichter
• Unterbrechbare Stromversorgung für Zusatzheizer

Damit können die Geräte allen üblichen Wärmepumpentarifen gerecht werden. Ein Sondertarif für Wärmepumpenstrom gilt, je nach Anbieter,

• nur für den Verdichter,
• für Verdichter und Steuerung oder
• für das gesamte Gerät.

Die Leistung auch des Verdichter-Kreislaufes muss entsprechend dem Steuersignal des Netzbetreibers „gegen 0VA“ reduziert werden können, sonst wäre die Wärmepumpe keine steuerbare Last mit Anspruch auf reduzierte Netzentgelte.

Es reicht nicht, nur den Zusatzheizer schalten zu können. Die Spannungsversorgung der Wärmepumpen-Steuerung und ggf. auch des Verdichters (für die Schmierung) darf nicht hart geschaltet werden, aber unmittelbar auf ein Minimum „gegen 0 VA“ reduziert werden. Die konkreten Bedingungen nennen der Netzbetreiber oder das Energieversorgungsunternehmen.

Ein separater Anschluss aller drei Einspeisungen ist grundsätzlich empfehlenswert. Im Fall einer Wärmepumpen-Störung können dann der Kältekreis oder der Zusatzheizer unabhängig voneinander weiterbetrieben werden und so zumindest eine Teilbeheizung gewährleisten.

Für die benötigten Komponenten im Zählerschrank muss die Unterverteilung gegebenenfalls erweitert oder erneuert werden:

• Leitungsschutzschalter für den Verdichter (Überlast, Kurzschluss)
• Leitungsschutzschalter für Zusatzheizer, Steuerung und Pumpen
• Fehlerstromschutzschalter (auch empfohlen für Außenaufstellung)
• Überspannungsschutz
• Rundsteuerempfänger für Wärmepumpentarif
• Zusätzliche Zähler

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Wärmepumpen sind große Stromverbraucher. Um die Elektroinstallation nicht zu überlasten, gilt: Geräte mit einer Anschlussleistung von mehr als 2.000 Watt - wozu auch Backöfen, Geschirrspüler und Wäschetrockner zählen - benötigen einen eigenen Stromkreis!

Jeder dieser Stromkreise erfordert eine eigene Sicherungsvorrichtung. Leitungsschutzschalter schützen die Installation inklusive der elektrischen Leitung. Fehlerstrom- oder kurz FI-Schutzschalter dienen dem Personenschutz – im Falle eines Defektes lösen sie aus, bevor der Mensch Schaden nimmt.

Darüber hinaus müssen Bauherren und Hausbesitzer beachten, dass jede Wärmepumpe einen gewissen Anlaufstrom und einen Dauerstrom hat, der das Netz belastet. Gegenebenfalls handelt es sich um eine hochmoderne Wärmepumpe, die über einen Frequenzumformer/ -umrichter (siehe auch: Inverter-Wärmepumpen) verfügt.

Herkömmliche FI-Schutzschalter des Typs A sind für Wärmepumpen nicht ausreichend. Es gibt folgende Empfehlungen für die Absicherungen von Heizstäben, Steuerung und Innen-/Außeneinheit, immer in Verbindung mit einem Leitungsschutzschalter:

• Bei Einsatz von 1-phasigen Frequenzumrichtern FI-Schutzschalter Typ F und
• beim Einsatz von Inverter Technologie oder 400V-Anschluss FI-Schutzschalter Typ B.

Die eigens zur Absicherung von Wärmepumpen entwickelten Schutzsysteme bieten zahlreiche Vorteile.

Der Schutzpegel solcher allstromsensitiven Fehlerstromschutzschalter entspricht allen Anforderungen der Wärmepumpen-Hersteller, und darüber hinaus sorgt eine optimierte Kurzzeitverzögerung für die erhöhte Verfügbarkeit der Anlage. Diese verhindert bei pulsierenden Ableitströmen ein ungewolltes Auslösen des Schutzschalters. Das bedeutet geringere Verlustleistung und mehr Energieeffizienz.

Grundsätzlich ist die genaue Spezifikation des benötigten FI-Schutzschalters von dem jeweiligen Wärmepumpen- oder Stromdirektheizungstypen und den elektrischen Anforderungen abhängig. Dies sollten Interessierte mit einem Fachmann klären!

In Neubauten sind seit einigen Jahren zudem sogenannte Überspannungsableiter vorgeschrieben, die angeschlossenen Geräte zum Beispiel vor Blitzeinschlag schützen.

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Um Ihren Stromverbrauch zu erfassen, können Sie die komplette elektrische Anlage inkl. der Wärmepumpe und den Hausstrom über einen einzigen Zähler laufen lassen (Eintarifzähler). Sie zahlen dann einheitlich den gleichen Strompreis.

Nach Vorliegen der technischen Daten der Wärmepumpe ist zu entscheiden, ob der vorhandene Zählerplatz zur weiteren Verwendung geeignet ist. Hier sind bei der Entscheidungsfindung auch gültige Vorgaben und aktuelle Förderprogramme heranzuziehen.

Oder Sie entscheiden sich für einen separaten Zähler (Zweitarifzähler) für die Wärmepumpe. Der Wärmepumpenstrom wird dann unabhängig vom Haushaltsstrom erfasst. Sie haben damit die Möglichkeit, einen günstigeren Heizstromtarif Ihres Energielieferanten zu nutzen.

Hier ist gegebenenfalls der zusätzliche Platzbedarf für den 2. Zählerplatz vorzusehen. Zusätzlich ist je nach Netzbetreiber der elektrische Anschluss des Stromkreises für die Zusatzheizung entsprechend dessen Vorgabe zu berücksichtigen.

Ein separater Wärmepumpenzähler für den Elektroanschluss der Wärmepumpe ist möglicherweise vorgeschrieben, wenn Sie für den Einbau energieeffizienter Technologien staatliche Fördermittel in Anspruch nehmen.

Im Mehrfamilienhaus wird die Wärmepumpe über einen gemeinsamen Zähler am Verteilnetz im Zählerschrank angeschlossen. Hierzu kann ggf. der vorhandene Allgemeinstromzähler (für Hauslicht, Heizungselektronik etc.) genutzt oder bei Bedarf ein separater Zähler installiert werden. Die zuletzt genannte Variante bietet dann auch die Möglichkeit für die Wärmepumpe, den vergünstigten Tarif mit dem Nachteil der zusätzlichen Kosten des Zählers nutzen zu können.

Wenn Sie den Strom Ihrer Photovoltaik-Anlage nutzen möchten, um Ihre Wärmepumpe mit Photovoltaik-Strom zu versorgen, sind drei Optionen möglich:

1. Die Wärmepumpe und der Haushaltsstrom hängen gemeinsam an einen Zähler. Sie können den PV-Strom ebenso wie den Strom aus dem Netz nutzen, allerdings keinen Wärmepumpentarif.
2. Sie setzen einen zweiten Zähler ein, um den Strom für die Wärmepumpe aus dem Netz zu einem günstigeren Tarif zu nutzen. Den PV-Strom können Sie dann nur für den Haushaltsstrom verwenden.
3. Sie schalten zwei Zähler in Reihe hintereinander (Kaskadenschaltung). Einer misst den Strom aus dem Netz und den eingespeisten PV-Strom, der zweite Zähler erfasst den Bedarf an Haushaltsstrom. Die Differenz aus beiden Messwerten ergibt den Strombedarf der Wärmepumpe. So können Sie den PV-Strom für Ihre Wärmepumpe nutzen und zugleich einen günstigen Wärmepumpentarif beanspruchen.

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