Die Auslegung der Wärmepumpe: Wie groß sollte die Leistung sein?

Darum ist es wichtig, dass die Wärmepumpe richtig ausgelegt wird

Die richtige Dimensionierung der Wärmepumpe ist wichtig, weil sowohl eine Über- als auch eine Unterdimensionierung gravierende Folgen haben kann. Eine Wärmepumpe reicht in der Regel als einziger Wärmeerzeuger aus, um Ihr Haus zu beheizen. Ist diese allerdings zu klein für Ihr Gebäude, kann das im Winter Probleme hervorrufen. Womöglich schafft ihre Wärmepumpe es dann an sehr kalten Tagen nicht, ausreichend Wärme bereitzustellen.

Haben Sie hingegen eine zu große Wärmepumpe in Betrieb, taktet diese insbesondere in der Übergangszeit unnötig oft. Das bedeutet, dass sich die Wärmepumpe regelmäßig ein- und ausschaltet, da der Wärmebedarf des Hauses über den Tag stark variiert. Das geht zulasten der Effizienz und Ihre Stromkosten steigen an. Zudem reduziert sich die Lebensdauer des Heizsystems durch häufiges Takten. Sie zahlen für die überdimensionierte Wärmepumpe auch deutlich mehr als für ein optimal angepasstes Gerät.

Darum ist es wichtig, dass Sie bei der Auslegung der Wärmepumpe ausreichend Planungsaufwand betreiben. Relativ einfach gelingt dies im Neubau. Mit den Planungsunterlagen des Hauses sind bereits viele wichtige Daten bekannt, die der Fachbetrieb für die Auslegung benötigt.

Etwas aufwendiger fällt die Planung im Gebäudebestand aus. Hier inspiziert der Heizungsprofi zunächst Ihr Haus. Wenn Sie bereits wissen, welche Art von Wärmepumpe Sie in Betrieb nehmen möchten, kann er dies in die Planung einbeziehen. Bei Unsicherheiten geht er mit Ihnen die Vor- und Nachteile durch und berät Sie bei Ihrer Entscheidung.

Individuelle Bedürfnisse bei der Auslegung berücksichtigen

Für die Auslegung der Wärmepumpe spielen mehrere Faktoren eine Rolle. Ein zentraler Aspekt ist der Heizwärmebedarf. Dieser hängt vor allem von den baulichen Gegebenheiten Ihres Hauses ab, wird aber auch durch Ihr individuelles Heizverhalten bestimmt. Wenn Ihnen zum Beispiel die bei der Auslegung angesetzten 20°C als Raumtemperatur zu niedrig sind, sollten Sie das mit dem Profi besprechen.

Auch Ihr Warmwasserbedarf geht bei der Auslegung der Wärmepumpe in die Berechnung der Heizleistung ein. Dieser variiert je nach Personenzahl und Komfortbedürfnissen. Außerdem kann sich die Personenzahl des Haushaltes im Laufe der Zeit ändern, etwa wenn zum Beispiel die Kinder ausziehen. All dies sind Aspekte, die der Heizungsprofi schon vorab bei der Auslegung der Wärmepumpe berücksichtigt.

Wichtige Angaben für die Auslegung der Wärmepumpe

Um herauszufinden, wie Ihre Wärmepumpe dimensioniert sein sollte, können Sie einen entsprechenden Online-Konfigurator nutzen. Da die richtige Auslegung jedoch von vielen Faktoren abhängig ist, empfiehlt sich die Beratung durch einen Fachbetrieb.

Der Heizungsprofi kann die Auslegung der Wärmepumpe mithilfe von Computerprogrammen berechnen. Dort trägt er die Daten ein oder er nutzt vereinfachte Überschlagsmethoden. Ob die Ergebnisse der Berechnungen realistisch sind, beurteilt er anhand seines Erfahrungsschatzes. Für die Berechnung der Leistung der Wärmepumpe benötigt der Installateur folgende Daten:

Den Heizwärmebedarf

Den Heizwärmebedarf des Gebäudes kann der Fachbetrieb auf unterschiedliche Art und Weise ermitteln. Bei einem Neubau ist dieser Wert in den Planungsunterlagen enthalten. Auch aus dem Energieausweis oder Bedarfsausweis kann er den Wert entnehmen.

Wenn der Heizwärmebedarf nicht aus den Unterlagen hervorgeht, führt der Heizungsbauer eine detaillierte Heizlastberechnung durch und bestimmt die Norm-Heizlast. Um am kältesten Tag des Jahres eine Raumtemperatur von 20°C zu erreichen, ist ein bestimmter Wärmestrom erforderlich. Diese maximale Heizlast des Gebäudes wird als Norm-Heizlast bezeichnet. Die Temperatur an diesem Tag ist die Norm-Außentemperatur.

Genau genommen handelt es sich bei der Norm-Außentemperatur um die tiefste Außentemperatur, die an zwei aufeinanderfolgenden Tagen zehnmal in 20 Jahren gemessen wurde. Für Berlin gilt beispielsweise eine Norm-Außentemperatur von - 16°C und für Düsseldorf - 10°C. Bei der Auslegung der Wärmepumpe sollte der Heizungsprofi aber berücksichtigen, dass über kurze Zeiträume hinweg kältere Temperaturen auftreten dürfen. Ein Pufferspeicher kann dabei einige Stunden überbrücken.

Die Vorlauftemperatur

Die Leistung einer Wärmepumpe fällt etwas geringer aus, wenn sie eine Vorlauftemperatur von 55°C erzeugt, als wenn diese nur bei 35°C liegt. Daher geht auch die Vorlauftemperatur der Auslegung in die Dimensionierung der Wärmepumpe ein.

Den Warmwasserbedarf

Die Wärmepumpe kann nicht gleichzeitig den Warmwasserspeicher füllen und Heizwärme liefern. Daher muss der Heizungsbauer diese Zeit von der Laufzeit der Wärmepumpe abziehen und die Leistung entsprechend höher ansetzen. Dann reicht die Leistung aus, um in der verkürzten Zeit genug Heizwärme zu produzieren. Die Laufzeit der Speicherladung hängt von der Personenzahl und dem Nutzerverhalten ab:

• Experten rechnen mit einem Verbrauch von 30 bis 60 Liter und bei sparsamen Haushalten mit 15 bis 30 Liter pro Person und Tag.
• Menschen mit hohem Warmwasserbedarf verbrauchen bis zu 120 Liter am Tag.
• Oftmals ist auch die Waschmaschine oder der Geschirrspüler an die Warmwasserversorgung angeschlossen. Für den Betrieb kommen täglich weitere 20 Liter hinzu.

Aus dem Warmwasserbedarf lässt sich der Wärmebedarf für die Warmwasserbereitung berechnen, der auch die Zeit der Speicherladung bestimmt. Dabei gilt es zu beachten, dass es unterschiedliche Arten der Warmwasserbereitung gibt. Auch das beeinflusst die Speicherladezeit. 

Meist legt der Heizungsprofi die Wärmepumpe für den bivalenten, monoenergetischen Betrieb aus. Dabei legt er den Bivalenzpunkt fest. Dieser beschreibt die tiefste Außentemperatur, bei der die Wärmepumpe ohne Unterstützung des Heizstabs die volle Leistung für das Haus bereitstellen kann. Der Grund ist folgender: Die Leistung der Wärmepumpe hängt von dem Temperaturhub ab, den sie erzeugen muss. Der Temperaturhub bezeichnet die Differenz zwischen der Vorlauftemperatur des Heizwassers und der Temperatur der Wärmequelle. Bei tiefen Außentemperaturen ist die Differenz größer und dadurch sinkt die Leistung ab.

In vielen Fällen ist es sinnvoll, die Wärmepumpe nicht monovalent zu betreiben. Sonst wäre sie für moderate Temperaturen zu überdimensioniert. Ein typischer Bivalenzpunkt für eine Luftwärmepumpe liegt bei einer Norm-Außentemperatur von -16°C zwischen -4°C und -8°C. Bei einer Norm-Außentemperatur von - 10°C sind es -2°C bis -5°C.

Sperrzeiten vom Energieversorger

Einige Stromversorger bieten spezielle Wärmepumpen-Stromtarife an. Solche Tarife sind mit Sperrzeiten gekoppelt. So kann der Energieversorger die Stromzufuhr der Wärmepumpe für einige Stunden am Tag stoppen. Auch das hat einen Effekt auf die Auslegung, denn dadurch muss die Wärmepumpe etwas größer ausfallen. Es macht daher Sinn, diesen Punkt schon in die Planungen miteinzubeziehen.

Auslegung für den Pufferspeicher der Wärmepumpe

Neben der Auslegung der Wärmepumpe nimmt der Experte eine Auslegung für den Pufferspeicher vor. Laut Faustformel reichen 50 bis 100 Liter Speichervolumen pro Kilowatt Leistung aus. Im Falle des Neubaus genügen bereits 500 Liter Speichervolumen, um für eine vierköpfige Familie Warmwasser mit einer Frischwasserstation zu erzeugen. Wollen Sie einen separaten Warmwasserspeicher in das Heizsystem integrieren, sollten Sie ein Modell mit 200 bis 300 Liter Inhalt wählen.

Berücksichtigen Sie neben der Berechnung auch weitere Faktoren

Die Berechnung der Leistung einer Wärmepumpe ist eine wichtige Entscheidungsgrundlage für die Auslegung. Es entscheidet über Kosten und Effizienz Ihres Heizsystems. Doch das individuelle Nutzerverhalten kann erfordern, von dieser Dimensionierung abzuweichen. Die für Ihr Gebäude optimale Lösung finden Sie gemeinsam mit Ihrem Heizungsinstallateur. Dieser hat die nötige Erfahrung, um die Berechnung richtig zu bewerten und weiß, ob Sie im konkreten Fall davon abweichen sollten.