Wärmepumpe mit Heizkörper: Leistung, Größe, Austausch & Kosten

Da der Stromeinsatz mit steigender Vorlauftemperatur zunächst jedoch nur unterproportional steigt, sinkt also auch die Arbeitszahl vorerst nur geringfügig. Dieser Zusammenhang ermöglicht es, viele bestehende Heizkörper auch mit einer Wärmepumpe effizient zu betreiben.

Zu diesem Ergebnis kommen viele Studien und Feldtests wie z.B. das 2025 vom Fraunhofer ISE abgeschlossene Projekt “WP-QS im Bestand”. Demnach sind auch Wärmepumpen mit Heizkörpern effizient zu betreiben, solange die Heizkörper mit nicht mehr als 55°C betrieben werden.

Ein Großteil der Heizkörper in Bestandsgebäuden ("Altbau") sind groß genug bzw. weisen eine ausreichende Leistungsreserve auf, um sie mit einer Vorlauftemperatur von höchstens 55°C zu betreiben.

Letztlich führt aber auch eine nachträgliche Verbesserung des Wärmeschutzes (z.B. Isolierverglasung, Wärmedämmung der Fassade, der Kellerdecke oder des Daches) nicht nur zu Energieeinspareffekten, sondern auch zur Reduktion des Vorlauftemperaturbedarfs.

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Jeder Heizkörper hat eine bestimmte Leistung, aber bei für Wärmepumpen idealen 40 °C Vorlauftemperatur ist diese viel geringer als bei 70 °C. Heizkörper liefern dann nicht mehr genug Wärme, um einen Raum ausreichend zu beizen.

Dann kann der Austausch des Heizkörpers gegen einen leistungsstärkeren, in der Regel größeren Heizkörper nötig werden bzw. sinnvoll sein, um noch effizienter zu heizen.

Um den zur Wärmepumpe passenden Austausch-Heizkörper zu ermitteln, müssen Sie zuerst die maximale Heizlast jedes Raums ermitteln (z. B. nach DIN 12831) – also wieviel kW bzw. Watt benötigt werden, um den Raum bei Außentemperatur am kältesten Tag warmzuhalten.

Die maximale Raumheizlast lässt sich grob mit folgender Formel berechnen:

Raumfläche in m² x spezifischer Wärmebedarf in Watt/m² = Raumheizlast in Watt

Beispiel-Berechnung: Bei einer Raumfläche von 25 m² und einem spezifischen Wärmebedarf von 100 W/m² (beispielsweise für ein Haus von 1990) beträgt die Raumheizlast 2.500 Watt (25 x 100 = 2.500). Sie benötigen für diesen Raum dann z.B. 2 Heizkörper mit jeweils 1.250 Watt.

Hinweis: Diese Methode ist nur eine grobe Schätzung. Der spezifische Wärmebedarf hängt vom Alter und der Dämmung des Gebäudes ab und variiert stark. Eine genauere Heizlast-Berechnung nach DIN EN 12831 addiert die Wärmeverluste durch Wände, Fenster und Dächer (Transmissionswärmeverluste) sowie durch Luftaustausch (Lüftungswärmeverluste) und liefert eine präzisere Grundlage für die Planung einer Heizungsanlage.

Um beurteilen zu können, ob ihre bestehenden Heizkörper die für Wärmepumpen nötige Heizkörper-Leistung erbringen, müssen Sie dann die Leistung der vorhandenen Heizkörper berechnen.

Orientiert man sich an der vom Hersteller angegebenen Heizkörper-Leistung, muss man beachten, dass diese unter Normbedingungen nach der DIN EN 442 ermittelt wurden.

„75/65/20“ steht dabei für eine Vorlauftemperatur von 75°C, eine Rücklauftemperatur von 65°C und eine Raumtemperatur von 20°C.

Da sich die Heizkörper-Leistung in der Praxis je nach Gebäude oder Heizsystem ändert, muss man diese Normleistung auf die für Wärmepumpen geeigneten niedrigeren Vorlauftemperaturen (z. B. 40-45 °C) umrechnen.

Hierzu kann man die Formel der zugehörigen DIN EN 442 nutzen, mit der man ausgehend von einer in der Herstellerliste angegebenen Normleistung ΦNorm und dem Heizkörperexponenten n die Heizkörper-Leistung Φ zu jeder gewünschten Einsatzsituation berechnen kann.

\[Φ = ΦNorm \cdot ({ΔΘ_{ln} \over 49,83})^n\]

Die logarithmisch gemittelte Übertemperatur ΔΘln (in Kelvin) wird mit folgender Formel berechnet:

\(ΔΘ_{ln} = {{Θ_V - Θ_R}  \over ln{Θ_V - Θ_L \over Θ_R - Θ_L}}\)

Θ_V, Θ_R und Θ_L stehen dabei für die Celsiustemperatur des Vorlauf, Rücklauf und des zu beheizenden Raums.

Heizkörper verlieren bei niedrigeren Vorlauftemperaturen rund 65 - 80 % ihrer Leistung. Darum muss bei Wärmepumpen häufig Leistung ergänzt werden, durch z.B. einen Austausch des Typ 22 mit einem Heizkörper Typ 33.

Mit einem solchen Typen-Tausch können jedoch nicht alle Leistungsverluste (ausgehend von der Norm-Leistung) kompensiert werden. Auch unter realistischeren Auslegungstemperaturen von 65/55/20 zu 45/35/20 nimmt die Heizkörper-Leistung in der Regel ab.

Daher kann es sinnvoll sein, statt eines Typen-Tausches den alten Heizkörper mit einem Niedertemperaturheizkörper oder mit einem speziellen Wärmepumpenheizkörper mit Gebläse auszutauschen, um die Leistungseinbußen vollständig auszugleichen, ohne eine größere Heizkörperfläche zu installieren.

Zudem kann auch der Umlaufvolumenstrom erhöht werden, um die Heizkörper-Leistung bei niedriger Temperatur weiter zu erhöhen.

Alternativ ließen sich aber auch – sofern baulich möglich - Heizkörper zu den bestehenden ergänzen, um auf die nötige der Raumheizlast entsprechende Leistung zu kommen. Eine Ergänzung der bestehenden Heizflächen kann z.B. in Fluren sinnvoll sein, die nur indirekt mitbeheizt wurden.

Bevor ein Austausch oder eine Erweiterung erfolgt, sollte jedoch sichergestellt werden, dass das System hydraulisch korrekt eingestellt ist (hydraulischer Abgleich). Eine falsche Einstellung kann dazu führen, dass Heizkörper nicht voll genutzt werden. Dann bestehen Leistungsreserven, sodass evtl. keine Änderungen an den Heizkörpern nötig sind.

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Unter Niedertemperaturheizkörpern versteht man häufig klassische Plattenheizkörper, die im Unterschied zu konventionellen Glieder- oder Rippenheizkörpern, auch Wärme über Strahlungswärme abgeben. Sie kosten ähnlich wie gewöhnliche Plattenheizkörper, weil es technisch dieselben Bauarten sind – nur eben größer.

Hersteller speziellerer Wärmepumpenheizkörper setzen dabei teilweise auch auf integrierte Wärmetauscher, die aus unterschiedlichen Materialien bestehen. Neben einer wasserdurchströmten Front (wärmeaktiv) gibt es beispielsweise einen von außen unsichtbaren Wärmetauscher aus den sehr gut Wärme leitenden Metallen Aluminium und Kupfer, der in Reihe hinter die Heizwand geschaltet ist.

So lässt sich bei gleichem Platzbedarf die Heizwärmeabgabe steigern oder die Vorlauftemperatur um weitere 5 - 10 °C absenken. Zudem benötigen sie nur eine kurze Zeit zum Aufheizen und geben die Wärme schneller an den Raum ab.

Spezielle für Wärmepumpen geeignete Heizkörper mit integrierten Lüftern/Ventilatoren – oft „ventilatorunterstützte Niedertemperatur-Heizkörper“, „Wärmepumpenheizkörper“ oder „Gebläsekonvektoren/ Fan-Coils“ genannt – arbeiten im Kern wie normale Heizkörper, nur dass sie die Luft aktiv bewegen. Dadurch steigt ihre Wärmeabgabe bei niedrigen Vorlauftemperaturen stark an.

Im Prinzip erzwingen die Ventilatoren dabei die Konvektion: Ein oder mehrere leise Ventilatoren saugen Raumluft an und blasen sie gezielt über den warmen Wärmetauscher. Statt „passiver“ Konvektion (Luft steigt langsam von allein auf) entsteht ein schnellerer Luftstrom.

Weil viel mehr Luft pro Zeit über die warme Heizkörper-Fläche geführt wird, kann der Heizkörper bei gleichem Vorlauf deutlich mehr Wärme in den Raum schieben. Hersteller geben häufig ein 2–3× höheres Leistungsniveau bei niedrigen Temperaturen gegenüber normalen Radiatoren ähnlicher Größe an.

Die Lüfter laufen dabei meist temperaturgeführt (z. B. ab bestimmter Rücklauftemperatur) und oft stufenlos im Teillastbetrieb. In unserem Test von Heizkörper-Ventilatoren konnten wir zudem keinerlei störende Geräusche feststellen.

Ventilatorunterstützte Niedertemperatur-Heizkörper sind teurer als normale Plattenheizkörper, weil zusätzlich ein leistungsstarker Wärmetauscher, leise EC-Ventilatoren sowie Steuerung und Sensorik verbaut sind. Dadurch liegen sie oft im Bereich von grob 800 bis über 2.000 € pro Gerät, während reine Typ-22/33-Plattenheizkörper meist deutlich darunter liegen.

Der Mehrpreis von lüftergestützten Heizkörpern kann sich lohnen, weil diese Geräte bei sehr niedrigen Vorlauftemperaturen viel mehr Wärme abgeben und so die Wärmepumpe dann effizienter (mit niedrigerem Vorlauf und höherer JAZ) arbeiten kann.

Außerdem sind sie besonders hilfreich, wenn im Bestand wenig Platz für größere Heizkörper oder eine Flächenheizung ist und man trotzdem genug Leistung – teils sogar mit optionaler Kühlfunktion – benötigt.

Dennoch können sich die deutlich teureren ventilatorgestützten Heizkörper wirtschaftlich lohnen:

• Denn einerseits verbraucht eine Wärmepumpe pro Jahr mit einem Ventilator-Heizkörper weniger Strom als mit einem Typ 33 Heizkörper.
• Andererseits reduzieren sich die Mehrkosten dann deutlich, wenn zur Deckung der Raum-Heizlast mehrer Typ 33 Heizkörper nötig würden.

Fazit: Mit steigender Raum-Heizlast sinkt die Amortisationszeit des Lüfter-Heizkörpers, sodass es sich gerade in größeren Räumen mit hoher Heizlast lohnen kann, einen Gebläsekonvektor statt mehreren Typ 33-Heizkörpern zu installieren.

Immer beliebter werden Lüfter, die man unter einen bestehenden Heizkörper selbst anbringen und so die Wärmeabgabe erhöhen kann. Sie kosten in Online-Shops häufig rund 50 Euro pro Ventilator-Leiste mit 3 Lüftern. Pro 10 m² Wohnfläche wird ein sogenannter „Heizkörperverstärker“ empfohlen.

Nachrüstbare Heizkörper-Ventilatoren sind damit deutlich günstiger, erhöhen die Leistung aber typischerweise deutlich weniger als echte Lüfter-/Fan-Heizkörper. In Tests wird eine Steigerung der Heizkörper-Leistung von etwa 10% angegeben.

Der vergleichsweise geringe Leistungszugewinn liegt zum großen Teil daran, dass Nachrüst-Lüfter zwar Luft durch den Heizkörper blasen, aber ohne geschlossenes Luftleitgehäuse entweicht ein Teil der Strömung ungenutzt. Ventilator-Heizkörper sind hingegen aerodynamisch drauf optimiert.

Fan-unterstützte Heizkörper, die ab Werk dafür gebaut sind (z. B. Purmo/Unlow-E, Jaga Hybrid/Fan-Coils), haben im Vergleich einen optimierten Wärmetauscher (Kupfer/Alu-Lamellen, „Low-H2O“) und definierte Luftkanäle, Gehäuseführung und Ventilatorabstimmung. Dadurch erreichen sie laut Herstellern/ Marktübersichten bis ~80 % Mehrleistung gegenüber einem gleich großen passiven Radiator bei niedrigen Temperaturen.

Das Nachrüsten von Ventilatoren kann dennoch sinnvoll sein, wenn beim Umstieg zur Wärmepumpe nur ein moderater Leistungsschub fehlt (typisch 10 bis max. 20 %). Wenn aber 30 bis 60 % an Heizkörper-Leistung fehlen, reicht das Nachrüsten von Lüftern meist nicht aus.

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Sogenannte „Nachheizmodule“ eignen sich als Ergänzung von Wärmepumpen und als Not-Zusatzheizung im Störfall. Sie sind im Grunde klassische Elektro-Heizstäbe bzw. Durchlauferhitzer, die für eine bedarfsgerechten Anhebung von Temperaturen für die Trinkwassererwärmung oder die Heizung mit Radiatoren sorgen.

Das Nachheizmodul ist eine vormontierte Armaturengruppe, die direkt in den Heizungskreis integriert werden kann. Die elektrische Heizpatrone wird über einen externen Regler angesteuert, der die Heizleistung stufenweise über drei integrierte Lastrelais schalten kann.

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