.png)
.svg)
.png)
%20Kopie.png)
Dimensionierung der Wärmepumpe: Darum ist die Heizlast so wichtig
Die korrekte Dimensionierung einer Wärmepumpe ist entscheidend für deren effizienten und wirtschaftlichen Betrieb. Eine falsch ausgelegte Wärmepumpe kann zu erhöhten Stromkosten, schnellerem Verschleiß oder unzureichender Wärmeversorgung führen.
In diesem Beitrag verraten wir Ihnen, wie Sie die optimale Größe Ihrer Wärmepumpe berechnen und welche Faktoren dabei zu berücksichtigen sind.
Warum ist die richtige Dimensionierung der Wärmepumpe so wichtig?
Korrekte Wärmepumpen-Dimensionierung ist der entscheidende Erfolgsfaktor für wirtschaftliches Heizen mit 30-50% niedrigeren Betriebskosten gegenüber fossil betriebenen Heizsystemen. Die durchschnittliche Größe von Wärmepumpen im Einfamilienhaus liegt zwischen 5 und 16 Kilowatt, wobei häufig eine Überdimensionierung um 30 bis 50 Prozent festgestellt wird. Diese Fehlauslegung führt zu ineffizientem Betrieb mit bis zu 20% höherem Stromverbrauch und verkürzter Anlagenlebensdauer.
Die professionelle Dimensionierung nach DIN EN 12831 gewährleistet, dass Ihre Wärmepumpe exakt die benötigte Heizleistung für Ihr Gebäude liefert - weder zu wenig noch zu viel. Moderne Wärmepumpen erreichen dabei Jahresarbeitszahlen von 4,0 bis 5,0, was bedeutet, dass aus 1 kWh Strom bis zu 5 kWh Wärmeenergie erzeugt werden.
Was bedeutet Dimensionierung der Wärmepumpe?
Die Dimensionierung einer Wärmepumpe bezieht sich auf die Berechnung der optimalen Größe und Leistung der Wärmepumpe, damit sie den Heizbedarf eines Hauses effizient abdecken kann. Sie umfasst die präzise Ermittlung der erforderlichen Heizleistung in Kilowatt (kW), die notwendig ist, um Ihr Gebäude bei den kältesten Außentemperaturen auf die gewünschte Raumtemperatur zu bringen.
Eine optimal dimensionierte Wärmepumpe arbeitet in einem bestimmten Temperaturbereich ohne zu takten. Bei 55°C Vorlauftemperatur arbeitet die Wärmepumpe beispielsweise zwischen -4°C und +11°C ohne zu takten. Außerhalb dieses Bereichs muss die Wärmepumpe häufig ein- und ausschalten, was zu Effizienzverlusten führt.
Zentrale Faktoren für die Dimensionierung
Heizlast des Gebäudes:
Die Heizlast definiert die erforderliche Wärmeleistung in Kilowatt (kW), die notwendig ist, um ein Gebäude bei der tiefsten Außentemperatur auf die gewünschte Temperatur zu halten. Sie ist nicht zu verwechseln mit dem Heizwärmebedarf, der den jährlichen Energieverbrauch angibt.
Vorlauftemperatur des Heizsystems:
Die Vorlauftemperatur des Heizsystems hat einen großen Einfluss auf die Dimensionierung einer Wärmepumpe. Bei hohen Vorlauftemperaturen muss die Wärmepumpe beständig mehr Leistung erbringen und daher größer dimensioniert werden. Optimal sind Fußbodenheizungen mit 35°C Vorlauftemperatur, während Heizkörper bis zu 55°C benötigen können.
Dämmstandard des Gebäudes:
Der energetische Zustand Ihres Hauses bestimmt maßgeblich den Wärmebedarf:
Heizlastberechnung nach DIN EN 12831
Normgerechte Berechnung
Fachbetriebe berechnen die Heizlast eines Gebäudes anhand der DIN EN 12831-1, die alle Berechnungen und Einflussfaktoren normt, um eine zuverlässige Planung der richtigen Wärmepumpen-Größe sicherzustellen. Diese Norm wurde 2020 überarbeitet und berücksichtigt nun auch präzisere meteorologische Standortdaten sowie Lüftungswärmeverluste.
Bestandteile der Heizlastberechnung:
- Transmissionswärmeverluste durch Wände, Dächer, Fenster und Türen
- Lüftungswärmeverluste durch Infiltration und Mindestluftwechsel
- Aufheizleistung für die Wiederaufheizung nach Temperaturabsenkung
- Sicherheitszuschläge für extreme Witterungsbedingungen
Vereinfachte Faustformel für erste Einschätzung
Für eine erste ungefähre Dimensionierung kann die Faustformel genutzt werden: Wohnfläche in m² × spezifischer Wärmebedarf in kW/m² = Heizlast in kW. Zusätzlich werden pro Person im Haushalt weitere 0,25 kW für die Warmwasserbereitung eingerechnet.
Rechenbeispiel:
- 150 m² Wohnfläche
- Sanierter Altbau: 0,08 kW/m²
- 4-Personen-Haushalt: 4 × 0,25 kW = 1,0 kW
- Benötigte Heizleistung: (150 × 0,08) + 1,0 = 13,0 kW
Auswirkungen falscher Dimensionierung
Überdimensionierte Wärmepumpe - Die häufigste Fehlauslegung
Eine zu große Wärmepumpe kann die vergleichbare Wärmemenge nur bereitstellen, indem sie taktet, also wie ein Auto im Stau immer wieder kurz anhält und für ein paar Meter anfährt. Dies führt zu mehreren Problemen:
Negative Auswirkungen:
- 15 bis 20 Prozent schlechtere Effizienz im Betrieb
- Häufige Schaltvorgänge belasten die Bauteile und verkürzen die Lebensdauer
- Erhöhter Stromverbrauch durch ineffiziente Betriebsweise
- Schwankende Raumtemperaturen und reduzierte Behaglichkeit
- Verschlechterte Nutzung von Solarstrom aus Photovoltaikanlagen
Unterdimensionierte Wärmepumpe
Wenn die Dimensionierung der Wärmepumpe zu klein ist, kann der Wärmebedarf des Gebäudes nicht gedeckt werden. Die Wärmepumpe läuft dauerhaft im Vollastbetrieb, was zu einem hohen Stromverbrauch führt. An besonders kalten Tagen reicht die Heizleistung möglicherweise nicht aus.
Betriebsarten und ihre Auswirkungen auf die Dimensionierung
Monovalenter Betrieb
Im monovalenten Betrieb deckt die Wärmepumpe die Heizlast des Gebäudes komplett ab. Es ist kein zusätzlicher Wärmeerzeuger erforderlich. Die Wärmepumpe muss für die kältesten Außentemperaturen dimensioniert werden.
Monoenergetischer Betrieb
Im monoenergetischen Betrieb wird die Wärme von zwei Wärmeerzeugern bereitgestellt, wobei der zweite Wärmeerzeuger ebenfalls elektrische Energie nutzt, beispielsweise ein integrierter Heizstab. Die Wärmepumpe kann deshalb kleiner dimensioniert werden.
Vorteile des monoenergetischen Betriebs:
- Kleinere Wärmepumpe mit geringeren Anschaffungskosten
- Höhere Effizienz in der Übergangszeit
- Heizstab springt nur an wenigen Tagen im Jahr an
Bivalenter Betrieb
Bei bivalentem Betrieb unterstützt ein zweites Heizsystem mit anderer Energiequelle (meist Gas oder Öl) die Wärmepumpe. Der Bivalenzpunkt kann bei Bedarf angepasst werden – liegt er bei 0°C oder +2°C, verschlechtert dies zwar die Effizienz, aber die Förderkriterien können trotzdem erreicht werden.
Vorlauftemperatur und Heizsystem
Einfluss der Vorlauftemperatur auf die Effizienz
Bei 55 Grad Celsius fällt die Effizienz der Wärmepumpe rund 14 Prozent geringer aus als bei 35 Grad Celsius. Deshalb sind niedrige Vorlauftemperaturen entscheidend für wirtschaftlichen Betrieb.
Optimierung bestehender Heizsysteme
In älteren Gebäuden kann der Heizkörpertausch mit Kosten von 300-500 Euro pro Heizkörper nötig werden. Alternativ können größere Heizkörper oder Niedertemperatur-Heizkörper installiert werden, um die Vorlauftemperatur zu reduzieren.
Warmwasserbereitung und Pufferspeicher
Dimensionierung für Warmwasser
Heizungen haben normalerweise zwei Aufgaben: die Beheizung der Räume und die Warmwasserbereitung, was bei der Dimensionierung berücksichtigt werden muss. Pro Person werden etwa 0,25 kW zusätzliche Leistung für die Warmwasserbereitung eingeplant.
Warmwasserbedarf:
- Durchschnittlicher Bedarf: 40-50 Liter pro Person und Tag
- Badewannen erhöhen den Bedarf um 150-200 Liter
- Regenduschen verbrauchen bis zu 50 Liter pro Minute
Pufferspeicher richtig dimensionieren
Als Faustregel lässt sich festhalten, dass etwa 20-30 Liter pro kW Leistung der Wärmepumpe eingeplant werden sollten. Überschlägig kann pro Kilowatt Leistung mit einem Speichervolumen von 40 bis 80 Liter gerechnet werden.
Jahresarbeitszahl verschiedener Wärmepumpentypen
Die Jahresarbeitszahl (JAZ) gibt an, wie viel Wärmeenergie eine Wärmepumpe im Verhältnis zur eingesetzten elektrischen Energie über ein Jahr hinweg liefert:
Stromverbrauch und Betriebskosten
Eine Wärmepumpe mit 5.000 kWh Stromverbrauch verursacht bei einem Strompreis von 36 Cent/kWh jährliche Kosten von 1.800 Euro, während eine Gasheizung mit gleichem Wärmebedarf 2.670 Euro kosten würde.
Förderung und Finanzierung
Dank attraktiver Förderprogramme, die Zuschüsse von bis zu 70 Prozent ermöglichen, sind Wärmepumpenheizungen oft nicht teurer als herkömmliche fossile Systeme. Die Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG) unterstützt sowohl die Anschaffung als auch die notwendigen Erschließungsarbeiten.
Praktische Umsetzung der Dimensionierung
Schritt-für-Schritt-Vorgehen
- Heizlastberechnung nach DIN EN 12831 durch Fachbetrieb
- Ermittlung der erforderlichen Vorlauftemperatur
- Auswahl der passenden Wärmepumpe mit Leistungskurve
- Dimensionierung von Pufferspeicher und Warmwasserspeicher
- Hydraulischer Abgleich des Heizsystems
Qualitätskontrolle der Auslegung
Um herauszufinden, ob der Heizungsbauer die Wärmepumpe richtig dimensioniert hat, sollten zwei entscheidende Fragen gestellt werden: "Wurde eine konkrete Heizlastberechnung durchgeführt oder nur nach Quadratmetern geschätzt?"
Warnsignale für Fehlauslegung:
- Dimensionierung nur nach Quadratmetern ohne Heizlastberechnung
- Übernahme der Kesselleistung der alten Heizung
- Keine Berücksichtigung der Vorlauftemperatur
- Fehlende Analyse des Dämmstandards
Spezielle Anwendungsfälle
Altbausanierung
Auch in unsanierten oder teilmodernisierten Altbauten kann eine Wärmepumpe wirtschaftlich betrieben werden. Selbst bei konventionellen, größer dimensionierten Heizkörpern lassen sich durch die hohe Effizienz der Anlagen jährlich mehrere hundert Euro an Heizkosten einsparen. Entscheidend ist eine sorgfältige Vorabanalyse der erforderlichen Vorlauftemperatur, um die Eignung und optimale Auslegung der Wärmepumpe sicherzustellen.
Niedrigenergie- und Passivhäuser
In hochgedämmten Gebäuden verschiebt sich der Fokus der Wärmepumpenauslegung: Der Heizbedarf ist gering, stattdessen wird der Warmwasserbedarf zum dominierenden Faktor. Besonders in Passivhäusern beeinflussen der tägliche Warmwasserverbrauch und die Ladeleistung des Speichers maßgeblich die Dimensionierung der Anlage.
Kombination mit Solarthermie
Die Integration einer Solarthermieanlage stellt besondere Anforderungen an die Speichergröße. Für eine effiziente Nutzung der solaren Erträge sollten pro Quadratmeter Kollektorfläche etwa 50 bis 80 Liter Pufferspeichervolumen eingeplant werden. Nur so lässt sich ein optimales Zusammenspiel beider Systeme gewährleisten.
Häufige Dimensionierungsfehler vermeiden
Die größten Fehlerquellen
Fazit: Präzise Dimensionierung als Erfolgsfaktor
Eine sorgfältige Planung und fachgerechte Dimensionierung sind entscheidend für den langfristigen Erfolg einer Wärmepumpe. Nur so lässt sich eine zuverlässige, effiziente und wirtschaftliche Betriebsweise über 20 Jahre und mehr gewährleisten.
Wichtige Faktoren sind die Heizlastberechnung nach DIN EN 12831, die Anpassung an Vorlauftemperatur und Dämmstandard, die richtige Auslegung von Speicher und Warmwassersystem sowie ein hydraulischer Abgleich.
Die Investition in eine professionelle Auslegung zahlt sich aus – durch niedrige Betriebskosten, hohe Effizienz und eine lange Lebensdauer der Anlage.
Noch mehr Energiekosten sparen?
Unsere Experten beraten Sie zu Ihrem optimalen Energiesystem.
.png)
