Schlagwort: Vorlauftemperatur

Beispiele für Plattenheizkörper: Wenn Typ 21 im Ist-Zustand vorhanden ist, kann er durch Typ 33 gleicher Größe ausgetauscht werden, wodurch die Heizleistung auf 220% steigt, oder durch einen Typ 33, der 50% größer ist und die Leistung auf 330% steigert.

Die erste potenzielle Restriktion ergibt sich, weil die Wärmeabgabe von Heizkörpern sinkt, wenn die Vorlauftemperatur gesenkt wird. Wird die Vorlauftemperatur in einem Heizkreis gesenkt, damit die Wärmepumpe mit einer guten Effizienz arbeitet – z.B. von 70 auf 55°C –, so kann es sein, dass einzelne Räume nicht mehr ausreichend warm werden. In diesen Räumen sind nun die Wärmeverluste durch Wände, Fenster oder Lüftung größer als die Leistung des Heizkörpers. Diese kritischen Räume können durch eine Berechnung identifiziert werden. In der Regel ist es möglich, die vorhandenen Heizkörper durch größere mit höherer Leistung zu ersetzen. Dies können Heizkörper einer anderen Bauart sein (z.B. Plattenheizkörper Typ 33 statt Typ 21), Gebläsekonvektoren oder Heizkörper mit größeren Abmessungen, sofern die räumliche Situation dies zulässt. Die Frage ist, ob es eine Grenze beim Austausch von Heizkörpern gibt, durch die der Einbau einer Wärmepumpe verhindert wird. Dazu wird die Heizleistung von drei Heizkörpern in Abhängigkeit von der Vorlauftemperatur aufgezeichnet:

  • Ein Heizkörper, dessen Leistung bei 70°C Vorlauftemperatur die Heizlast des Raumes um 120% übersteigt (z.B. Typ 21),
  • ein Heizkörper, dessen Leistung bei 70°C Vorlauftemperatur die Heizlast des Raumes um 220% übersteigt (z.B. Typ 33 mit denselben Außenmaßen),
  • ein Heizkörper, dessen Leistung bei 70°C Vorlauftemperatur die Heizlast des Raumes um 330% übersteigt (z.B. Typ 33 mit 50% größeren Abmessungen).

Elektrische Leistungsaufnahme der Wärmepumpe in einem Einfamilienhaus bei einer Raumtemperatur von 23°C für verschiedene Dämmstandards

Gedämmte Gebäude reagieren auch weniger sensibel auf Fehlbedienung, Regelungsdefekte oder extremes Nutzerverhalten. Die Abbildung zeigt stellvertretend die elektrische Leistungsaufnahme einer Wärmepumpe, wenn die Raumtemperatur auf 23°C eingestellt ist. Ein defekter Sensor oder falsche Regelungseinstellungen können sich in ähnlicher Weise auswirken. Die Wärmeverluste des ungedämmten Gebäudes steigen stark an und erfordern hohe Vorlauftemperaturen, um die Raumtemperatur aufrechtzuerhalten. Die Vorlauftemperaturen drücken wiederum auf die Effizienz der Wärmepumpe. Sie läuft während der Heizperiode praktisch pausenlos mit einer hohen Leistungsaufnahme zwischen sieben und acht Kilowatt. Die Effekte der hohen Raumtemperatur werden verstärkt und führen zu einem überproportional hohen Energieverbrauch. Schon die Dämmung der Außenwand hat einen dämpfenden Effekt und bewirkt annähernd eine Halbierung der Leistungsaufnahme. Im Effizienzhaus 55 ist die Leistungskurve nochmals niedriger. Hohe Raumtemperaturen erhöhen zwar auch hier die Wärmeverluste, aber in einem weit geringeren Maß, so dass die Heizungstechnik weitgehend im Normalbetrieb funktioniert.

Beispielhafte Abfolge einer Gebäudesanierung: gezielte Vorbereitung mit NT-ready-Maßnahmen, Wechsel zu Erneuerbaren Energien, klimaneutrales Gebäude in der Zukunft

  1. Ist-Zustand: Dach und oberste Geschossdecke wurden bereits im Jahr 2010 gedämmt. Unter der Kellerdecke gibt es eine alte, dünne Dämmung. Die Heizkörper sind großzügig dimensioniert; eine Vorlauftemperatur von 63°C wäre ausreichend, jedoch hat das bisher niemand detailliert berechnet und so läuft die Heizung mit 70°C.
  2. Dämmung der Außenwand: Die Fassade ist nach 44 Jahren unansehnlich und soll erneuert werden. Bei dieser Gelegenheit wird gleich ein Wärmedämm-Verbundsystem aufgebracht. Im Zuge der BEG-Förderung musste auch ein hydraulischer Abgleich durchgeführt werden. Eine Vorlauftemperatur von 57°C reicht nun aus.
  3. Optimierung der Wärmeverteilung: Der hydraulische Abgleich ergibt, dass der Heizkörper im Bad die Höhe der Vorlauftemperatur vorgibt. Er wird gegen einen hohen Handtuchtrockner ausgetauscht. Die Heizkörper werden an den Thermostatventilen abgeglichen, Heizungsregelung und Pumpe auf die neuen Vorgaben eingestellt. Die Vorlauftemperatur sinkt auf 53°C; das Gebäude ist jetzt NT-ready.
  4. Einbau einer Wärmepumpe: Die nächste Chance zum Umstieg auf Erneuerbare Energien wird genutzt. Die Wärmepumpe läuft nur mit einer JAZ von 2,8, aber stößt damit schon 30% weniger CO2 aus als ein Gasbrennwertkessel. Durch den künftig immer weiter wachsenden Anteil von Erneuerbarem Strom steigen die Einsparungen jährlich weiter.
  5. Klimaneutrales Gebäude: In den verbleibenden Jahren bis 2045 werden weitere Instandhaltungserfordernisse genutzt, um das Gebäude vollständig zu dämmen. Nun kann die Vorlauftemperatur auf 41°C gesenkt werden und die JAZ der Wärmepumpe steigt auf effiziente 3,4.

Sortierte Außentemperaturen im Jahresverlauf (eigene Darstellung auf Basis DWD)

Heizungsplaner legen die Anlagen so aus, dass alle Räume auch am kältesten Tag des Jahres warm werden. Die Berechnungsnorm DIN EN 12831 gibt für alle Postleitzahlenbereiche in Deutschland die jeweiligen Auslegungsaußentemperaturen vor. Sie stellen den Zwei-Tages-Mittelwert der neun kältesten Tage in den Jahren 1995 bis 2012 dar. Weil die Heizungsanlagen auf diese seltenen Außentemperaturen ausgelegt sind, sind sie für durchschnittlich kalte Wintertage überdimensioniert. Die Heizungsregelungen reagieren darauf, indem sie die Vorlauftemperatur entsprechend absenken. Das bedeutet, die Heizungsanlagen laufen über 97% der Zeit mit deutlich geringeren Temperaturen.