Eine Wärmepumpe sorgfältig vorausplanen: Die Auslegung

Kritische Interessenten, die sich für umweltfreundliche und ökologisch sinnvolle, zukunftsträchtige Erzeuger für Wärmeenergie begeistern, kommen nicht umhin, sich mit den Funktionsprinzipien und den Bauformen der Wärmepumpen zu beschäftigen.

Die Auslegung einer geeigneten Wärmepumpe bedarf einer Menge zu berücksichtigenden Faktoren. Dabei ist die Auslegung der wichtigste Punkt für eine gute Kaufentscheidung. Sonst besteht schnell das Risiko, benötigte Wärmemengen nicht ausreichend zur Verfügung zu haben.

Erfahren Sie nachfolgend, welche Faktoren bei der Auslegung einer Wärmepumpe berücksichtigt werden müssen:

Warum ist die Auslegung so wichtig?

Die Fachleute verstehen unter Auslegung verschiedene Faktoren, die sich insbesondere in einer Auflistung der als Grunddaten bezeichneten Parameter darstellen. In diesem Zusammenhang geht es hauptsächlich um aussagefähige Angaben wie:

  • die Auswahl der Arbeitsweise (technische Lösung)
  • die Konstruktionsart und die Dimensionierung
  • die bestmögliche Steuerungstechnik

Jede technische Anlage beruht seitens ihrer Entwicklung, Konfiguration und Herstellung auf einer speziellen Auslegung, die unter anderem durch physikalische Simulationen und Risikoanalysen beeinflusst wird.

Außerdem können in puncto Auslegung von Wärmepumpen gleichermaßen die verarbeiteten Werkstoffe und Materialien eine ganz zentrale Rolle spielen. Die Zielstellung einer bestimmten Auslegung besteht darin, eine Systemoptimierung herbeizuführen.

Wechselspiel zwischen Auslegung und optimaler Betriebsweise

Die Erfahrungen der Praxis machen immer wieder deutlich, dass die Auslegung der Wärmepumpen, die während der Planungsphase umgesetzt wird, einen nicht unwesentlichen Einfluss auf die Leistung, die Dimensionierung und den Komfort einer Anlage hat. Im Mittelpunkt der Ermittlung der technischen und konstruktionsbezogenen Auslegung von Wärmepumpen stehen diverse Berechnungen und zweckdienliche Vorüberlegungen.

Einflussfaktoren auf die Auslegung von Wärmepumpen

Je mehr Einflüsse bei der Bestimmung der Auslegung von Wärmepumpen Berücksichtigung finden, desto besser ist das System an die individuellen Anforderungen anpassbar. Deshalb geht es darum, sowohl auf allgemeine als auch auf spezifische Kriterien einzugehen:

  • Wie stellt sich der Wärmebedarf eines Haushaltes dar?
  • Wie hoch ist die von der Wärmepumpe benötigte Heizleistung?
  • Welche Wärmequelle ist eine adäquate Lösung?

Ergänzt werden diese Punkte durch:

  • Auswahl der Heizkörper und/oder Warmwasserspeicher
  • Jahresarbeitszahl von Anlagen und
  • bestehende Einbaumöglichkeiten

Beim Bundesverband für Wärmepumpentechnik sind bereits vorgearbeitete Planungsbögen bestellbar, die bei der Feststellung der Auslegung recht hilfreich sein können.

Wahl der Heizkörper für Wärmepumpen

Nicht jeder Heizkörper ist für Wärmepumpen geeignet. Es gibt direkt auf die Betriebsweise der verschiedenartigen Wärmepumpen abgestimmte Heizkörper, die eine optimale Verteilung der Wärme im Raum besser unterstützen, als herkömmlich bekannte Varianten.

Natürlich beeinflussen die passenden Heizkörper und Fußbodenheizungen auch die Auslegung der Wärmepumpen und das Raumklima. Neben den Fußboden- sind gerade die Deckenheizkörper ideal, weil diese den Unterschied der Temperaturen zwischen Heizfläche und Wärmeerzeuger relativ gering halten können.

Die Auslegung bestimmt die WP Größe

Handelsübliche Wärmepumpen sind bereits serienmäßig auf eine modellbezogene Dimensionierung ausgerichtet, sodass nur noch die Auswahlentscheidung getroffen werden muss. Diese beruht wiederum auf auslegungsrelevanten Faktoren wie:

  • anfallender Wärmebedarf des zu heizenden Areals (Berechnung des Wärmebedarfs nach DIN 4701)
  • Ermittlung der erforderlichen Vorlauftemperatur (experimentell nach Diagramm oder durch die bekannten Zahlen der Wärmebedarfsberechnung)
  • Beachtung einer zusätzlichen Warmwasser-Bereitstellung (Anzahl der Bewohner und durchschnittliche Temperatur des Warmwassers)

Auslegung von Wärmepumpen kann problematisch sein

Wenn Wärmepumpen für Neubauten oder sogenannte Bestandsgebäude hinsichtlich deren Auslegung bei der Planung begutachtet werden sollen, muss unter anderem eine Bestimmung der Heizlast nach DIN 12831 vorgenommen werden. Darüber hinaus ist die Heizlast kein alleiniges Kriterium für die endgültige Auslegung einer Wärmepumpe.

Die beste Auslegung einer Wärmepumpe liegt dann vor, wenn es nicht nötig ist, eine elektrisch gespeiste Zusatzheizung einzuschalten. Solch eine Wärmepumpe arbeitet dann monovalent. Ist das nicht der Fall, kann es sein, dass die Heizlastberechnung nicht stattgefunden hat. Liegen fehlerhafte Berechnungen nicht nur bei der Heizlast, sondern gleichermaßen bei Parametern wie

  • des Deckungsanteils der Wärmepumpen
  • der Jahresaufwandszahl der Raumheizung und einer Warmwasserheizung sowie
  • der Gesamtjahresarbeitszahl

vor, kann das dazu führen, dass eine Wärmepumpe nicht richtig ausgelegt ist.

Häufige Fehler bei der Auslegung einer Wärmepumpe

Die Auslegung der Wärmepumpe basiert nicht nur auf

  • der Berechnung der Heizlast
  • der Simulation der Pumpe und Berücksichtigung des Aufschlages für Warmwasser
  • der Berücksichtigung von Sperrzeiten bei Versorger mit elektrischem Strom (Wiederaufheizzeiten entstehen zusätzlich)

sondern ebenso auf den Planungsaspekten für Erdkollektoren und Erdsonden. Fundiert müssen bei der Auslegung der Wärmepumpen solche Überlegungen sein, die beispielsweise den Brunnenbau (Schluck- und Förderbrunnen) für Wasser-Wasser-Wärmepumpen betreffen.

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