29. September 2020

Fragen und Antworten zur Planungs- und Ausführungspraxis

Für die Erwärmung von Trinkwasser mittels Wärmepumpen stehen heute zahlreiche Systeme und Möglichkeiten bereit. Zur Planungs- und Ausführungspraxis tauchen dazu auch immer wieder Fragen auf. Einige dieser sogenannten FAQs (Frequently asked Questions) werden nachfolgend von Dipl.-Wirt.-Ing. Matthias Kemper beantwortet. Er ist Produktmanager für den Bereich Wärmepumpen bei Stiebel Eltron.

Welche Möglichkeiten der Trinkwassererwärmung mit Wärmepumpen gibt es?
Insbesondere in Einfamilienhäusern übernimmt in der Regel der zentrale Wärmeerzeuger, der natürlich auch eine Wärmepumpe sein kann, neben der Beheizung auch die Trinkwassererwärmung. Alternativ kann die Trinkwassererwärmung auch losgelöst von der Heizung über eine separate Wärmepumpe erfolgen, eine sogenannte Warmwasser-Wärmepumpe.

Hier ist der Trinkwasserspeicher meist integriert. Eine weitere Möglichkeit ist, einen Heizungspufferspeicher als Durchlaufspeicher zu nutzen. Dabei wird das Trinkwasser durch ein Edelstahl-Wellrohr geführt, das in den Heizungspufferspeicher integriert und vom vorgehaltenen Heizungswasser umschlossen ist.

Was sind sinnvolle Systeme im Neubau?
Jedes System – eine Wärmepumpe für Heizung und Warmwasser oder zwei Wärmepumpen für die getrennte Bedienung der Bedarfe – hat seine Vorteile. Übernimmt ein Gerät beide Funktionen, ist der Invest für die Anlage niedriger. Getrennte Geräte können einen effizienteren Betrieb ermöglichen – wenn beispielsweise die Heizungswärmepumpe nur konstant niedrige Systemtemperaturen für eine Fußbodenheizung erzeugen muss, während die speziell dafür konzipierte Warmwasser-Wärmepumpe höhere Temperaturen bereitstellt.

Warum macht im Neubau eine Warmwasser-Wärmepumpe, die Umgebungsluft als Energiequelle nutzt, oft keinen Sinn?
In den meisten Neubauten ist mittlerweile der komplette umbaute Raum beheizt – somit auch der Aufstellbereich der Wärmepumpe. In diesem Fall würde eine Warmwasser-Wärmepumpe, die die Energie aus der Umgebungsluft gewinnt, dann die von der Heizungsseite erzeugte Raumwärme nutzen.

Gibt es allerdings einen separaten Aufstellraum der Warmwasser-Wärmepumpe, dann ist eine solche Anlage dennoch sinnvoll. Und auch der Einsatz einer Warmwasser-Wärmepumpe mit Luftkanälen kommt infrage. Hier werden Anschlüsse für die Ansaugung und Luftabgabe zwischen Gerät und Außenwand gelegt.

Stimmt es, dass die Effizienz des Haustechniksystems durch die Trinkwassererwärmung schlechter wird?
Richtig ist, dass Anlagen, die nur für die Beheizung von Gebäuden zuständig sind, bessere Effizienzwerte vorweisen können als solche, die auch die Trinkwassererwärmung übernehmen. Dies trifft besonders auf Anlagen zu, bei denen für die Beheizung nur niedrige Systemtemperaturen notwendig sind, wie es beispielsweise bei Flächenheizsystemen der Fall ist. In dem Wert der Jahresarbeitszahl – kurz JAZ genannt – ist allerdings meistens ein normierter Anteil der Warmwasserbereitung berücksichtigt, der nicht unbedingt das Nutzverhalten widerspiegelt. Zudem sind moderne Wärmepumpen speziell auch für die Trinkwassererwärmung entwickelt und ausgelegt. Zum Hintergrund: Früher, als Einfamilienhaus-Neubauten noch 20, 30 oder mehr kW Wärmebedarf hatten, fielen die 2 bis 3 kW für die Trinkwassererwärmung kaum ins Gewicht. Solche Neubauten liegen heute bei nur noch rund 5 bis 7 kW Wärmebedarf für die Heizung, während der Warmwasserbedarf oft sogar gestiegen ist und mit bis zu 5 kW zu Buche schlägt. Das bedeutet, dass heutige Wärmeerzeuger viel stärker als früher auf einen effizienten Betrieb bei der Trinkwassererwärmung ausgelegt sein müssen.

Ein guter Vergleichswert ist hier z. B. der SCOP: Hier werden Heizungs- und Warmwassererzeugung getrennt bewertet und unabhängig vom Aufstellort oder Nutzverhalten angegeben.

Welche Nachteile hat ein zu groß dimensionierter Trinkwasserspeicher im Neubau?
Ein zu groß dimensionierter Speicher würde bedeuten, dass mehr Warmwasser auf hoher Temperatur bevorratet wird als nötig. Es würden unnötig Energie verschwendet und Kosten generiert.

Die Größe des Speichers wird individuell nach den Anforderungen der Bewohner ausgelegt – bestimmend sind hier die Personenzahl sowie das Nutzverhalten der Bewohner.

Ist die Trinkwassererwärmung mit der Wärmepumpe ineffizient?
Nein, ganz im Gegenteil. Eine Wärmepumpe nutzt zwar elektrische Energie, jedoch in der Hauptsache nur als Antriebs energie, um den entsprechenden Prozess in Gang zu setzen und am Laufen zu halten. Den Großteil der benötigten Wärmeenergie gewinnt sie aus der Umwelt – der Luft, der Erde oder dem Grundwasser. Damit ist ihre Effizienz sehr gut. Das gilt auch für die Trinkwassererwärmung, selbst bei höheren Temperaturen. Zudem ist ab einem COP von 2 – den sollten Wärmepumpen erreichen, auch bei ungüns tigen Bedingungen wie niedrigen Quellentemperaturen und hohen Systemtemperaturen – die Wärmepumpe in Sachen CO₂-Ausstoß umweltfreundlicher als ein Öl- oder Gasheizkessel.

Wie groß ist der Anteil, den der Elektroheizstab übernimmt – gerade auch bei der Trinkwassererwärmung?
Wird eine Wärmepumpe für ein typisches Einfamilienhaus ausgelegt, ist die Berücksichtigung eines Heizstabes für Extremoder Notsituationen legitim und wirtschaftlich vernünftig. Bei passender Auslegung und Betriebsweise liegt sein Anteil bei rund 3 % des Gesamtwärmebedarfs. Betragen die Heizkosten in einem Jahr 600 Euro, entfallen davon also keine 20 Euro auf den Heizstab. Selbstverständlich könnte man auch eine Wärmepumpe einsetzen, die in jedem Fall monovalent, also im alleinigen Wärmepumpenbetrieb, jeden Bedarf decken kann. Die wäre allerdings deutlich größer als im ers ten Fall und damit in der allermeisten Zeit des Jahres überdimensioniert. Die Folgen wären ein ineffizienter Betrieb und damit im Endeffekt sogar höhere Kosten.

Die Trinkwassererwärmung ist bei diesen Berechnungen bereits berücksichtigt.

Bilder: Stiebel Eltron

www.stiebel-eltron.de