Erneuerbare Energien nutzen mit Wärmepumpen

Ihr bestehender Wärmeerzeuger wie ÖL oder Gaskessel soll gegen eine Wärmepumpe ersetzt werden.

Die Wärmepumpe bedingt durch die Bauart, hängt die Effizienz ganz klar von der Vorlauftemperatur ab, anders wie bei Brennwertgeräten dort hängt die Effizienz von der Rücklauftemperatur ab. Deshalb wurden Vorlauftemperaturen von 55°C oder 70°C betrieben.

Funktionalität das oberste Gebot, also reduzieren wir den Vorlauf nur so weit wie es mit technischen mitteln vertretbar ist. Dennoch möchte ich es betonen:

 - Reduzieren wir den Vorlauf von 50°C auf 49°C allein durch die Absenkung erreichen wir eine 2 - 3 % Effizienzsteigerung dementsprechend auch eine Energieersparnis. 

Mini Beispiel zur Vertiefung.

Wir wollen die Vorlauftemperatur von 50°C auf 43°C reduzieren im Rahmen der technischen Möglichkeiten, dann wäre das eine Effizienzsteigerung von mind. 14% ihrer Anlage. Ohne Maßnahmen, wie Dämmung der Fassade usw.

So schön auch alles klingen mag, von was hängt denn die Vorlauftemperatur ab? Richtig von der Heizlast der einzelnen schlecht gedämmten Räumen. 

Mit einer Heizlastberechnung nach Standartverfahren der DIN 12831 -1 und dem WärmepumpenCheck bewerte ich ihre vorhandenen Heizflächen und Analysiere welche zu tauschen wären.

Zusätzlich geben wir Hinweise zur wirtschaftlichen Reduktion der Vorlauftemperatur und dauerhaften Reduktion von Energiekosten. Der Hydraulische Abgleich ist ebenfalls enthalten.

Heizkörpersysteme

Im Gebäudebestand ist die Pumpenwarmwasserheizung mit Heizkörpern das dominierende System der Wärmeübergabe.

Ursprünglich bis zu 90 °C Vorlauftemperatur ausgelegt, liegen aber im laufe der Vergangenheit Modernisierungsmaßnahmen der Gebäudehülle vor, wie z.B. Austausch von Fenstern liegen die tatsächlichen Vorlauftemperaturen im Bereich von 50°C bis 60°C. Höhere Temperaturen sind aufgrund gesunkener Heizlasten kaum mehr erforderlich.

Im Neubau können problemlos noch darunter liegende Werte verwirklicht werden, somit ist mit diesem Heizsystem eine hohe Effizienz der Wärmepumpe zu erreichen.

Im Gebäudebestand gilt daher, die vorhandenen Heizflächen auf Eignung der Wärmepumpe zu prüfen.

Dann wären noch die Prüfungen bezüglich der Einstellungen am Wärmeerzeuger vorzunehmen hinsichtlich der Heizkurve für die erforderliche Vorlauftemperatur im Auslegungsfall.

Bestandsaufnahme und Berechnung der installierten Heizflächen auf zukünftige Systemtemperaturen auf Basis der Heizlast.

Pufferspeicher bei Heizkörperheizung ja oder nein?

Bei Heizkörperheizungen mit Wärmepumpe, wenn nicht aus anderen Gründen ohnehin erforderlich, ist in vielen Fällen ein Speicher sinnvoll. Man erreicht damit das der Mindestheizwasserstrom durch die Wärmepumpe vom deutlich geringeren und sich im Betrieb ständig ändernden Heizwasserstrom durch das Übergabesystem hydraulisch entkoppelt wird.

Weitere Vorteile sind:

• Heizkreise mit Hocheffizienzpumpen betrieben werden können.
• Geringe Komforteinbußen bezüglich der Sperrdauer aus Energielieferverträgen.
• Gegebenfalls Speicherung von Heizungswasser für die Trinkwassererwärmung.
• Verringerung der Schalthäufigkeit.
• Pufferung der Wärmeenergie für den Abtauprozess bei Luft – Wasser Wärmepumpen.
• Energiemanagement
• Erhöhung der Laufzeit der Wärmepumpe im Teillastfall d.h. speziell für ungeregelte Luft - Wasser Wärmepumpen (Fixed Speed) aufgrund zunehmender Differenz zwischen Gebäudeheizlast und Heizleistung bei steigenden Außentemperaturen.

Nachtteil ist:

• Ein Pufferspeicher kostet bei reinem Wärmepumpenbetrieb Effizienz. Ziel eines energiesparenden Wärmepumpenbetriebes liegt in der geringen Vorlauftemperatur. Laden Sie jetzt ihren Pufferspeicher, mit einer erhöhten Temperatur sinkt die Effizienz (2-2,5 % je Grad). Zudem erzeugt die Speicherung Wärmeverluste. Gleichzeitig besitzt der Estrich bei Fußbodenheizung ein 10 Fach höheres Speichervermögen als ein Pufferspeicher mit 1000 Litern (bei einem durchschnittlichen Einfamilienhaus).

Trinkwassererwärmung, Verluste, Entkopplung

Aus energetischer Sicht schwer genau zu berechnen, da die Nutzergewohnheiten sehr Unterschiedlich sind und viele Einflussfaktoren wie auch das Anlagenkonzept. Als Anhaltswert für den Tagesbedarf ohne Berücksichtigung von Speicher und Verteilverlusten kann von 1,2 bis 1,5 kWh pro Tag und Person ausgegangen werden.

Beim Einsatz von Zirkulationsleitungen aus Hygiene oder Komfortgründen kann es auch zum doppelten Energieverbrauch kommen.

Für Leitungsverluste ohne Zirkulation sind pro Tag und Nutzungseinheit ein Verlust von 1kWh anzusetzen.

 Entkopplung zwischen Erwärmung und Entnahme mittels Speicher.

Wenn die Heizungswärmepumpe die Trinkwassererwärmung mit übernehmen soll, muss sie über eine größere Heizleistung verfügen. Die Speicherung der Wärme für Trinkwasser erfolgt im Warmwasserspeicher oder sie wird als Heizungswasser gespeichert und bei Bedarf entnommen, um im Durchlaufprinzip das Wasser zu erwärmen, deshalb werden solch Systeme auch „Frischwasserstationen“ genannt.