Um die Besonderheiten bei der Planung von Heizungsanlagen mit Wärmepumpen darzustellen, wurde die VDI 4645 „Heizungsanlagen mit Wärmepumpen in Ein- und Mehrfamilienhäusern – Planung, Errichtung, Betrieb“ geschaffen. Diese Richtlinie führt durch den kompletten Planungsprozess der Anlage von der Voruntersuchung über die Grundlagenermittlung bis zur Detailplanung. In weiteren Kapiteln werden außerdem Auftragsvergabe, Inbetriebnahme und Wartung beschrieben, was an dieser Stelle aber nicht das Thema sein soll.
Neubau und Bestand
Grundsätzlich unterscheiden sich die Vorgehensweisen bei der Planung im Neubau und im Bestandsgebäude. Beim Neubau gibt es viele Freiheitsgrade. Gebäude und Heizungsanlage können perfekt aufeinander abgestimmt werden. Bei Bestandsgebäuden muss der Fachhandwerker mit den vorhandenen Gegebenheiten zurechtkommen und überprüfen, ob das Gebäude grundsätzlich geeignet für eine Wärmepumpenheizung ist bzw. welche Maßnahmen notwendig sind, um die Eignung zu erreichen.
Für die Planung der Wärmepumpenanlage sind einige Vorüberlegungen wichtig:
künftigen Nutzer?
Sind diese Fragen geklärt, kann darüber der Bedarf abgeschätzt werden.
Wärmequellen
Im nächsten Schritt folgt die Auswahl der Wärmequelle, hierbei sind vor allem zu berücksichtigen:
Bild: BWP
Heizlast
Für eine erste grobe Dimensionierung der Wärmepumpe kann die überschlägige Ermittlung der Heizlast dienen. In Bestandsgebäuden kann dies beispielsweise über die Analyse des bisherigen Verbrauchs erfolgen. Bei bestehenden Gebäuden ohne bekannte Verbrauchswerte kann die Heizlast näherungsweise aus der beheizten Wohnfläche und dem spezifischem Energieverbrauch ermittelt werden (Bild 1). Der Bundesverband Wärmepumpe stellt dazu auch ein Onlinetool zur Verfügung (→ www.bit.ly/sbz63).
Alle Näherungsverfahren dürfen nur für eine Grobauswahl verwendet werden. Sie ersetzen niemals eine detaillierte Berechnung der Heizlast nach DIN EN 12831. Auf diese sollte unter keinen Umständen verzichtet werden. Sie ist notwendig für
Dimensionierung der Wärmpumpe
Für die Auswahl einer geeigneten Wärmepumpe sind außer der Norm-Gebäudeheizlast noch folgende Angaben notwendig:
Bild: BWP
Wärmeübergabe
Die Auslegung von Flächenheizungen oder Heizkörpern sollte nach einer anerkannten Regel durchgeführt werden. Im Gebäudebestand muss die Eignung der vorhandenen Heizflächen überprüft werden. Für die Berechnung der Heizleistung bei geringeren Systemtemperaturen bietet der BWP ein Online-Rechentool an (→ www.bit.ly/sbz65).
Im Sinne eines möglichst effizienten Betriebs kann die Anlage durch den Austausch der ungünstigsten Heizkörper optimiert werden. Ziel dabei ist es, die erforderliche Vorlauftemperatur zu senken. Eine maximale Vorlauftemperatur von 55 °C ist anzustreben. Bei vorhandenen Fußbodenheizungen mit unzureichender Sauerstoffdiffusionsdichtigkeit sollte eine Systemtrennung vorgesehen werden.
Rohrleitungen und Hydraulik
Die Rohrnetzberechnung und die Auslegung der Komponenten werden nach anerkannten Regeln durchgeführt. Für die hydraulischen Schaltungen bieten die Wärmepumpenhersteller Schemata an. Einige geeignete Hydrauliken hat der BWP in seinem Leitfaden Hydraulik (→ www.bit.ly/sbz68) beschrieben (Bild 2).
Im Gebäudebestand gelten besondere Bedingungen:
nehmen.
Bild: BWP
Trinkwassererwärmung
Der Bedarf an warmem Trinkwasser ist schwer abschätzbar. Näherungsweise kann man von einem Bedarf von 1,2 bis 1,5 kWh pro Tag und Person ohne Speicher- und Verteilverluste ausgehen. Für Leitungsverluste (ohne Zirkulation) kann etwa 1 kWh pro Tag und Nutzeinheit angenommen werden.
Der Trinkwasserhygiene sollte besondere Aufmerksamkeit gewidmet werden, einschlägige Normen und Richtlinien sind zu beachten, beispielsweise DIN 1988-200 und das DVGW-Arbeitsblatt W551. Bei Bestandsgebäuden sind ebenfalls die Rohrleitungen und Komponenten der Trinkwasserversorgung zu prüfen (Korrosion, Dämmung, Werkstoffe etc.).
Mit Wärmepumpen bieten sich grundsätzlich mehrere Möglichkeiten der Trinkwassererwärmung:
Das Berechnungsverfahren nach DIN 4708-2 ist für Wärmepumpenheizungen ungeeignet. Die VDI 4645 bietet dafür zwei Verfahren an: ein ausführliches und ein vereinfachtes, welches nur für Ein- und Zweifamilienhäuser geeignet ist. Mit beiden Verfahren können der Warmwasserbedarf und die erforderliche Speichergröße ermittelt werden. Im ausführlichen Verfahren werden Zapfprofile nach EN 15450 verwendet.
Elektrischer Anschluss
In der Planungsphase sollte die Entscheidung feststehen, ob ein Sondertarif für Wärmepumpenstrom genutzt werden soll. Dadurch ergeben sich neben höheren Leistungsanforderungen für die Sperrzeitenüberbrückung auch Anforderungen an die elektrische Infrastruktur im Gebäude: Ist ein zweiter Stromzähler notwendig, ist im Schaltschrank ein weiterer Zählerplatz vorzusehen.
Bei Bestandsgebäuden muss geprüft werden, ob der vorhandene elektrische Anschluss für die Wärmepumpe ausreichend ist. Weitere Überlegungen sind u. a. abhängig vom Bedarf oder Wunsch des Bauherrn:
Rückbau
Ein weiteres Erfordernis im Altbau ist der Rückbau der bisherigen Anlage. Für die Entsorgung von Kesseln, Öltanks etc. fallen Kosten an. Ggf. kann die weitere Nutzung frei werdender Flächen mitgeplant werden (Hobbyraum, Sauna, Weinkeller etc.).
Info
SBZ-Serie: Geschäftsfeld Wärmepumpe auf- und ausbauen
Der Wärmepumpe fällt beim Kampf gegen den Klimawandel eine wichtige Rolle zu. Um diese ausfüllen zu können, muss sie aber ihr „Nischendasein“ im SHK-Handwerk verlassen. Es gilt, branchenweit Know-how um Planung, Installation und Wartung aufzubauen – und zwar jetzt!
Die SBZ hat dazu mit dem Bundesverband Wärmepumpe eine umfangreiche Serie angestoßen, die eine Grundlage bietet, um sich mit diesem wichtigen Geschäftsfeld auseinanderzusetzen und um es auf- und auszubauen. Erschienen sind:
Die nachfolgenden Ausgaben greifen diese Themen auf:
Autor
Bild: Micha Kirsten
