11. Oktober 2023

Marktübersicht: Wärmepumpen-Heizkörper und Gebläsekonvektoren

Wärmepumpen-Heizkörper und Gebläsekonvektoren sind sowohl im Neubau als auch im Altbau bei Sanierungen interessante Alternativen zu Flächenheizungssystemen, wenn man eine Wärmepumpe einbauen will. Denn auch sie können mit niedrigen Vorlauftemperaturen betrieben werden, ohne dass es dazu großer Heizkörper bedarf. Einige Modelle lassen sich zur Gebäudetemperierung (Kühlung) nutzen.

Herkömmliche Heizkörper bieten – je nach Bauform – einen relativ hohen Anteil an Strahlungswärme. Die Konvektion ist stark abhängig von der Heizmittelübertemperatur: Mit sinkender Vorlauftemperatur nimmt die natürliche Konvektion und damit die Leistung ab. Der Vorteil von Gebläsekonvektoren und Wärmepumpen-Heizkörpern gegenüber herkömmlichen Heizkörpern ist, dass die eingebauten Ventilatoren die Luftmenge erhöhen, die durch den Konvektor strömt – und damit für ein merkliches Leistungsplus und eine schnelle Raumerwärmung sorgen. Hersteller geben an, dass beide Wärmeverteilsysteme mit ähnlichen oder gleichen Vorlauftemperaturen, wie eine Fußbodenheizung sie benötigt, betrieben werden können – bei ähnlichen Abmessungen wie übliche Radiatoren. Sie können praktisch 1:1 gegen alte Heizkörper getauscht werden – zumindest beinahe.

Wichtig: Stromanschluss erforderlich, Taupunkt beachten
Denn für die Installation gebläseunterstützter Systeme ist eine Spannungsversorgung für das Gebläse und die Regelung notwendig. Das unterscheidet diese Wärmeübertrager von klassischen Radiatoren. Wird zudem eine Konditionierung mittels Erdsonden (passive Kühlung) geplant, ist eine spezielle Regelung erforderlich, die eine Taupunktunterschreitung vermeidet. Ansonsten drohen Korrosions- und Feuchteprobleme.
Bei einer Unterschreitung des Taupunktes müsste nicht nur der Gebläsekonvektor mit einer Tauwasserwanne und einem Abfluss, sondern auch das gesamte Rohrleitungssystem mit einer dampfdiffusionsdichten Isolierung versehen werden. Das wäre sehr aufwendig.
Generell gilt bei allen Niedertemperatur- und Kühlsystemen, dass die Spreizung relativ niedrig ist. Dies erfordert hohe Volumenströme und ist deshalb bei der Dimensionierung der Rohrleitungen, Pumpen und Ventilen zu beachten. Insbesondere im Altbau sind die Rohrleitungen nachzurechnen und deren Eignung zu prüfen. Gegebenenfalls sind andere Spreizungen vorzusehen und die Leistungen umzurechnen.

Fan Coil und die Begrifflichkeiten
Gebläsekonvektoren werden auch als Fan Coil bezeichnet. Sprachlich gesehen ist es lediglich eine Übersetzung aus dem Englischen. Aber wenn schon ein Gerät als Fan Coil bezeichnet wird, dann wirft das die Frage auf, worin es sich technisch unterscheidet. Stef Brebels von Jaga gibt dazu Anhaltspunkte: „Bei den Fan Coils muss der Lüfter immer aktiv sein, um genügend Leistung zu bekommen. Dynamische Heizkörper bringen auch statisch – Lüfter aus – eine hohe Leistung.“ Heiko Hanke von Purmo ergänzt: „Beim Gebläsekonvektor Vido S2 liegt die statische Leistung im Bereich von ca. 10 - 20 %, ein Betrieb ohne Ventilatoren ist also nicht wirklich möglich. Es ist ein sehr leistungsstarker Ventilator im Gerät verbaut, welcher eine sehr hohe Leistungsabgabe auch bei niedrigen Temperaturen, beispielsweise 35 - 40 °C, gewährleistet. Der Konvektor ist zum Heizen und Kühlen geeignet – auch für Kühlkreisläufe, welche den Taupunkt unterschreiten, um eine höhere Kühlleis­tung im Sommer zu erreichen.“
So sieht es beispielsweise auch Manfred Falk von Vasco, allerdings empfiehlt Vasco die „trockene“ Kühlung, bei welcher die Taupunktunterschreitung vermieden wird, da vorhandene Rohrnetze nicht entsprechend dampfdiffusionsdicht isoliert sind. Vasco hat sich zwar für seinen Niva speziell auf den deutschsprachigen Märkten für die Bezeichnung „Gebläsekonvektor“ entschieden, da es laut Vasco immer wieder zu Verständnisproblemen komme. „In unseren internationalen Märkten vermarkten wir dieses Modell allerdings unter der Bezeichnung Niva-FC (Fan Coil)“, berichtet er: „Fan-Coil-Gebläsekonvektoren sind häufig mit einem Wärmetauscher ausgestattet, somit sind diese Geräte auch bestens zum Kühlen mit reversiblen Wärmepumpen geeignet.“
Allerdings muss auch beachtet werden, dass Fan Coils eben nur bei Lüfterbetrieb effektiv arbeiten, so dass sie sich für Ruheräume wie ein Schlafzimmer nur bedingt eignen. Schall und Geräuschentwicklung sind im Wohnbereich ein sensibles Thema. Deshalb verwendet Vasco beispielsweise besonders leise Lüfter und Motoren, die im Nachtmodus kaum hörbar sind. Die Bezeichnung Wärmepumpen-Heizkörper ist ein anderer Begriff. Hierbei handelt es sich in der Bauweise meist um einen klassischen Heizkörper auf Basis wasserdurchströmter Platten und Konvektionslamellen, aber eben mit integriertem Lüftersystem. Allerdings wird die Bezeichnung am Markt auch oft für Gebläsekonvektoren verwendet, was Verwirrung stiften kann. Tatsächlich benötigt der Begriff Wärmepumpen-Heizkörper auch manchmal Erklärungsbedarf in der Weise, dass es keine Heizkörper sind, in die eine Wärmepumpe verbaut ist, sondern, dass es Tieftemperaturheizkörper sind, die mit Wärmepumpen kombiniert werden können.
Für einen Wärmepumpen-Heizkörper sei beispielhaft der Strada von Jaga beschrieben: Er besitzt einen Wärmetauscher aus Kupfer und Aluminium, die ihre Wärme sofort an den Raum abgeben. Wenn die Wassertemperatur im Heizkörper mindestens 8 °C höher ist als die Raumtemperatur, wird schon Wärme an die Luft abgegeben. In Kombination mit dem integrierten Lüftersystem kann die Leistung um das zwei- bis Dreifache gesteigert werden. Schon mit einer Vorlauftemperatur von 28 °C können die Wärmepumpen-Heizkörper einen Raum erwärmen. Zudem kann der Strada auch kühlen (ohne Kondensat).

Eine Systemtemperaturstufe tiefer
In unserer Marktübersicht (siehe Tabelle) haben wir von den Herstellern/Anbietern auch die Mindestvorlauftemperaturen abgefragt. Wie man erkennen kann, liegt das Gros bei 35 °C, einige wenige sogar darunter. Damit unterscheiden sich die Wärmepumpen-Heizkörper und Gebläsekonvektoren von den seit vielen Jahren am Markt etablierten Niedertemperatur-Heizkörpern nochmal um eine Systemtemperaturstufe weiter nach unten.
Auf der diesjährigen ISH in Frankfurt zeigten zahlreiche Hersteller zwar Wärmepumpen-Systeme, die mit Vorlauftemperaturen oberhalb von 55 °C arbeiten können, bei gleichzeitig trotzdem hohem COP und die technische Entwicklung geht weiter. Doch der Grundsatz wird darüber nicht ausgehebelt, dass eine höhere Vorlauftemperatur zu Lasten der Wärmepumpen-Effizienz geht. Deshalb sollte es interessanter sein, sich auch bei den Modellen in der Übersicht die Werte zum niedrigen Vorlauf anzusehen und nicht so sehr, was sie erbringen, wenn sie mit höheren Temperaturen arbeiten. Die in der Übersicht dargestellten Werte sind untereinander natürlich nur sehr bedingt vergleichbar, da jeweilige Werte immer auch den Baugrößen zugeordnet werden müssen. Doch bieten sie immerhin eine grobe Orientierung. Die Dimensionierung erfolgt anhand der benötigten Heizlast des Raumes. Die Gebläsestufe wird dabei meist im mittleren Bereich als Ansatzpunkt gewählt, doch variiert das individuell. Die meisten Hersteller bieten entsprechende Berechnungsprogramme an.

Heizen oder Kühlen, nach Situation
Ein anderer wichtiger Aspekt in diesem Zusammenhang ist die optionale Kühlfunktion. Um diese Funktion erfüllen zu können, muss es sich bei der Wärmepumpe allerdings um eine reversible Wärmepumpe handeln. Wie eine Kühlfunktion konkret aussehen kann, sei beispielhaft anhand des Wärmepumpen-Heizkörpers von Kermi illustriert. Kermi’s x-flair kann seit kurzem nicht nur zum Heizen, sondern auch zur trockenen Kühlung eingesetzt werden. Wer die neue Funktion nutzen möchte, muss lediglich den optional bestellbaren x-flair-Thermostatkopf auf die Stellung „K“ drehen. Durch diese Kombi aus Wärmepumpe und Heizkörper ist somit sowohl im Sommer als auch im Winter eine angenehme Temperierung möglich. Die Axialventilatoren schalten sich je nach Bedarf vollautomatisch zu oder ab.
Ähnlich ist es beim Wärmepumpen-Heizkörper von Dimplex und Jaga: Wenn der Thermostatkopf auf die Stellung „K“ gedreht wird, wechselt das Gerät automatisch in den Kühlmodus, sobald die Vorlauftemperatur 2 °C unter der Raumtemperatur liegt. Wenn die Vorlauftemperatur weniger als 1 °C unter der Raumtemperatur liegt, kehrt das Gerät automatisch in den Standby-Modus zurück. Der Wärmepumpen-Heizkörper wechselt umgekehrt automatisch in den Heizmodus, sobald die Vorlauftemperatur 4 °C über der Raumtemperatur liegt. Wenn die Vorlauftemperatur weniger als 1 °C über der Raumtemperatur liegt, kehrt das Gerät automatisch in den Standby-Modus zurück.

Automatische Regelung
Die Ventilatoren passen sich in der Laufleistung automatisch an. Sie verteilen bei Bedarf die Wärme schnell im Raum und reduzieren sich, wenn diese erreicht ist, wieder herunter mit dem Ziel dann, die Raumwärme-Vorgabe zu halten. Beim Nova Neo von Zehner beispielsweise erkennen innen liegende Sensoren, wenn die gewünschte Raumtemperatur erreicht ist. Dann wird nicht nur die Heizwasserzufuhr gedrosselt, sondern ggf. auch die Lüfter abgeschaltet, unabhängig von der gewählten Betriebsstufe.
Die meisten Geräte besitzen darüber hinaus zusätzliche Funktionen. Beim Buderus-Konvektor Plan VC WP+ stehen z. B. drei vordefinierte Wochenprogramme zur Verfügung. Über diese kann der Nutzer die gewünschte Temperatur zu einer bestimmten Uhrzeit einstellen. Über den automatischen Start aktiviert sich der Konvektor rechtzeitig bis zu zwei Stunden vorher. Auch ein Thema: Künstliche Intelligenz (KI). Sie ist schon längst in die Wärmeerzeugung und -verteilung eingezogen. Nicht nur der Buderus-Konvektor lernt bereits eigenständig, wie lange das Aufheizen des jeweiligen Raumes dauert. Er reguliert den Heizvorgang dann entsprechend.

Alternativen für den Heizungsfavoriten
Ganz klarer Heizungsfavorit der aktuellen Bundesregierung unter den Erneuerbaren ist die Wärmepumpe. Das spiegelt sich in den vergleichsweise besten Förderbedingungen und auch in dem Ziel, ab 2024 jährlich 500.000 neue Wärmepumpen in Deutschland zu installieren, wider. Eine auf mehrere Jahre angelegte Feldstudie des Fraunhofer ISE zu Wärmepumpen im Bestand vor knapp drei Jahren besagt zudem: Wärmepumpen sind auch im Altbau erstaunlich gut. Aber sie benötigen niedrige Vorlauftemperaturen. Mit Flächenheizungen oder groß dimensionierten Heizkörpern lassen sich diese Vorgaben einhalten. Eine gute Alternative insbesondere bei beengten Platzverhältnissen oder wenn auch eine Raumluftkonditionierung (Kühlung) gewünscht ist, sind die hier vorgestellten Wärmepumpen-Heizkörpern und Gebläsekonvektoren.

Autor: Dittmar Koop, Journalist für Erneuerbare Energien und Energieeffizienz

Marktübersicht