Planung von Wärmepumpenanlagen
Damit eine Wärmepumpenanlage korrekt funktioniert und mit möglichst geringen Betriebskosten auch effizient läuft, ist eine gute Planung unabdingbar. Eine Wärmepumpe kann nicht Handgelenk mal Pi ausgelegt und mal eben so ins Haus gestellt werden. Sämtliche Komponenten im Gesamtsystem müssen aufeinander abgestimmt sein. Die Planungsschritte beinhalten folgende Teile:
- Ermittlung des Wärmebedarfs des Hauses und allenfalls Warmwasserverbrauchs
- Auswahl der Wärmequelle
- Auslegung der Wärmequelle z.B.
- Dimensionierung der Erdsonde und der Solepumpe
- Dimensionierung eines Erdkollektors
- Wahl der passenden Wärmepumpe
- Einbindung Warmwasserbereitung
- Korrekte Betriebseinstellungen
Daneben sollte das Wärmeabgabesystem (Flächenheizung oder Radiatoren) auf möglichst geringe Vorlauftemperatur und geringen Druckverlust (kleine Spreizungen möglich) ausgelegt sein da die Effizienz der Wärmepumpe mit steigender Vorlauftemperatur stark absinkt (1.8%/K).
Im Neubau sind dazu Niedertemperatur Flächenheizungen (Fussboden oder Wandheizung) mit Vorlauftemperaturen < 30 °C Stand der Technik [ AFJEI97, AFJEI00 ]. Diese bedürfen auch keiner Einzelraumregelung, da sie sich aufgrund der geringen Vorlauftemperaturen selbst regeln. Sobald die Raumtemperatur steigt, sinkt die Heizleistung automatisch ab aufgrund der geringeren Temperaturdifferenz zwischen Heizsystem und Raum.
In der Sanierung sind wärmeabgabeseitig selten ideale Bedingungen anzutreffen. Dies spricht aber trotzdem nur manchmal gegen den Einsatz einer Wärmepumpe. Die Vorlauftemperatur der Heizung sollte so stark wie möglich gesenkt werden. Verbesserung der Dämmung reduziert die Heizlast des Hauses und spart nicht nur an benötigter Wärmeenergie sondern die Vorlauftemperatur kann dadurch gesenkt werden. Oftmals ist die Heizkurve zu hoch eingestellt und die Temperatur wird über die Thermostatventile an den Heizkörpern wieder heruntergeregelt. Die Ventile können weiter geöffnet und dafür die Heizkurve schrittweise gesenkt werden bis es noch gerade warm genug wird. Wird es in einem Raum nicht mehr warm genug, kann ein hydraulischer Abgleich helfen und wenn das nicht hilft, die Vergrösserung der Heizfläche, z.B. durch einen zusätzlichen oder grösseren Radiator. Mit diesen Massnahmen sind oftmals auch bei Radiatorheizungen Vorlauftemperaturen um 35 °C zu erreichen.
Kann die Vorlauftemperatur nicht unter ca. 40 °C gesenkt werden, sollte zumindest auf eine effiziente Wärmequelle geachtet werden. Luft-Wasser Wärmepumpen sind in so einem Fall nicht zu empfehlen. Sole- Wärmepumpen können in diesem Bereich immer noch effizienter sein als eine konventionelle Heizung (primärenergetisch betrachtet). Bei Vorlauftemperaturen gegen 50 °C sollte eine sehr gut dimensionierte Wärmequelle geplant werden, z.B. grosszügig ausgelegte Erdsonden mit min. Soletemperaturen um 8-10 °C (eher teuer) oder eine Wasser/Wasser Wärmepumpe mit effizienter Brunnenpumpe. Ab 50 °C Vorlauf werden Wärmepumpen generell ineffizient und man sollte sich lieber nach einer Alternative umsehen. Für dieses Einsatzgebiet empfehlenswert sind z.B. Holzheizungen.
