Wärmepumpenanlagen

Wärmepumpen nutzen die in der Umgebung (Erdreich, Grundwasser, Außenluft) gespeicherte Energie (Anergie). Um diese Energie für die Raumheizung und Warmwasseraufbereitung nutzen zu können, muss das Temperaturniveau erhöht werden. Diese Anhebung wird durch den Prozess, der innerhalb der Wärmepumpe abläuft, herbeigeführt. Hierzu wird weitere Energie benötigt (Exergie in Form von Strom oder Gas). Je geringer die Temperaturdifferenz zwischen der Wärmequelle (Umgebung) und der Abnehmerseite (Wärmeverteilung innerhalb des Gebäudes), desto geringer ist der zusätzliche Energieaufwand. Aus diesem Grund sollte bei der Planung einer Wärmepumpenanlage immer auf eine möglichst niedrige Systemtemperatur geachtet werden.

Wer einen möglichst hohen Grad der Unabhängigkeit (Autarkie) erreichen möchte, kann die Wärmepumpe mit einer Photovoltaikanlage kombinieren. Auf diese Weise kann (je nach Anlagengröße) ein Anteil des benötigten Stroms regenerativ und kostenfrei generiert werden.

Heizlastberechnung
Für die bedarfsgerechte Dimensionierung der Wärmepumpe muss eine Heizlastermittlung nach DIN EN 12831 durchgeführt werden.

Hydraulischer Abgleich
Für das gesamte Heizungssystem muss ein hydraulischer Abgleich durchgeführt werden. Die Berechnung muss gemäß Verfahren B erfolgen. Die Durchführung muss anhand eines Bestätigungsformulars (vdz-Formular) dokumentiert werden.

Energieeffizienz
Die Energieeffizienz einer Wärmepumpenanlage wird an der Kennzahl "jahreszeitbedingte Raumheizungseffizienz" (ƞs) gemessen. Für die unterschiedlichen Wärmepumpen gelten folgende Anforderungen:

Netzdienlichkeit
Förderfähige Wärmepumpen müssen über Schnittstellen verfügen, über die sie automatisiert netzdienlich aktiviert und betrieben werden können (z. B. anhand der Standards „SG Ready“ oder „VHP Ready“).

Kältemittel
Aktuell gelten keine Anforderungen an das eingesetzte Kältemittel. Der Einsatz von natürlichen Kältemitteln wird jedoch empfohlen und führt ggf. zu einem höheren Fördersatz (Wärmepumpen-Bonus). Ab 2028 sollen nur noch Wärmepumpen gefördert werden, die mit natürlichen Kältemitteln betrieben werden.

Geräuschemissionen
Aktuell stellt die Förderrichtline keine zusätzlichen Anforderungen an die Geräuschemissionen (es gelten die Anforderungen der TA Lärm). In den kommenden Jahren werden die Anforderungen an die Geräuschemissionsgrenzwerte jedoch stetig erhöht.

Erfassung der Energieverbräuche
Alle Energieverbräuche sowie alle erzeugten Wärmemengen müssen messtechnisch erfasst werden.

Im Neubau werden häufig Wärmepumpen eingesetzt. Hier können optimale Bedingungen für eine effiziente Betriebsweise geschaffen werden. Idealerweise sollte die Wärmeverteilung über eine Fußbodenheizung erfolgen. Auf diese Weise kann die Wärmeversorgung bei geringen Systemtemperaturen erfolgen. Bei der Auswahl der richtigen Wärmequelle sind verschiedene Faktoren zu berücksichtigen (siehe Tabelle).

Wer bei der Errichtung seines Neubaus eine Effizienzhaus-Förderung nutzen möchte, ist mit einer Wärmepumpe bestens aufgestellt. Da diese Anlagen in der Bewertung (Primärenergiefaktor) zu einem guten Ergebnis führen.

Über die Erdsonden wird eine Soleflüssigkeit in einem geschlossenen Kreislauf durch das Erdreich zirkuliert. Dabei nimmt das Medium die Wärme des Erdreichs auf, um diese dann dem Wärmepumpenprozess zuzuführen. Je größer die benötigte Wärmepumpenleistung, desto tiefer bzw. öfter muss gebohrt werden. Hier empfiehlt sich eine Heizlastberechnung zur bedarfsgerechten Auslegung der Wärmepumpen, um auf diese Weise Kosten für nicht benötigte Bohrmeter zu sparen.
Bei der Auswahl der Wärmequelle sollte auch die Option der Kühlung durch die Wärmepumpe berücksichtigt werden. Die Erdsondenbohrung kann hier das natürliche Temperaturgefälle zum Erdreich nutzen, sodass eine Kühlung (passive Kühlung) bei geringem Energieaufwand möglich ist.

Selbst bei niedrigen Außentemperaturen ist eine Restenergie in der Außenluft enthalten. Mit der Hilfe von Luft/Wasser-Wärmepumpen kann diese Energie für Heizwecke genutzt werden. Für den Wärmeaustausch stehen verschiedene Ausführungen zur Verfügung. Meistens findet die Übertragung in einer außenaufgestellten Einheit statt. Auch innenaufgestellte Anlagen, denen die Luft über Kanäle zugeführt wird, sind verfügbar.
Anlagen, bei denen alle Komponenten des Wärmepumpenprozesses (Verdampfer, Verdichter, Verflüssiger, Expansionsventil) in der Außeneinheit integriert sind nennt man auch Monoblock-Wärmepumpen. Bei Splitanlagen findet nur die Verdampfung in der Außeneinheit (siehe Bild) statt. Die weiteren Komponenten sind in einem innenaufgestellten Gehäuse untergebracht.

Die bereits erwähnte Prüfung der benötigten Systemtemperatur hat im Gebäudebestand oberste Priorität. Heizsysteme im Gebäudebestand benötigen oft hohe Vorlauftemperaturen, da die Dämmung der Gebäudehülle nicht den heutigen Standards entspricht und die Wärmeverteilung über Heizkörper mit geringen Übergabeflächen erfolgt. Auch wenn es inzwischen Wärmepumpen gibt, die höhere Vorlauftemperaturen erreichen, muss der effiziente Einsatz einer Wärmepumpe vorab geprüft werden. In einigen Fällen bietet sich auch die Errichtung einer Hybridanlage an.
Viele Gebäude im Bestand erfüllen jedoch die Voraussetzung für den effizienten Einsatz einer Wärmepumpe. Für die Auswahl der Wärmequelle gelten zunächst die gleichen Faktoren wie im Neubau (siehe Tabelle oben).

Im Gebäudebestand kann der Einbau einer Wärmepumpe als Einzelmaßnahme gefördert werden. Je Wohneinheit können förderfähige Kosten in Höhe von 60.000 € angesetzt werden. Auf diese Kosten werden die oben genannten Fördersätze gewährt. Neben der Errichtung der Wärmepumpenanlage werden im Gebäudebestand auch sämtliche Umfeldmaßnahmen gefördert, die für die Umstellung der effizienten Wärmeversorgung erforderlich sind. Hierzu zählen z. B.:

• Installation einer Flächenheizung
• Umgestaltung eines Technikraums
• Wärmedämmung von Rohrleitungen
• Demontage und Entsorgung von alten Öltanks