Dimensionierung von Wärmepumpen erklärt
Effizient heizen beginnt mit der richtigen Größe. Mit Bosch finden Sie die passend dimensionierte Wärmepumpe für Ihr Zuhause. Erfahren Sie, warum die korrekte Dimensionierung einer Wärmepumpe entscheidend ist für Effizienz, Komfort und niedrige Heizkosten. Wir zeigen, worauf es bei der Heizlast, Leistung und Planung Ihrer Wärmepumpe sowie der Auslegung von Systemkomponenten ankommt.
- Warum ist die richtige Dimensionierung einer Wärmepumpe wichtig?
- Heizlast spielt entscheidende Rolle bei der Wärmepumpen-Dimensionierung
- Leistungsbedarf einer Wärmepumpe im Einfamilienhaus
- Welche weiteren Faktoren beeinflussen die Dimensionierung der Wärmepumpe?
- Was passiert, wenn eine Wärmepumpe zu klein oder zu groß dimensioniert ist?
Warum ist die richtige Dimensionierung einer Wärmepumpe wichtig?
Die Dimensionierung von Wärmepumpen ist ein entscheidender Faktor für deren Effizienz, Lebensdauer und Wirtschaftlichkeit. Sie bildet sozusagen das Herzstück der Planung und verbindet das Gebäude mit der Technik. Denn nur, wenn die Leistung der Wärmepumpe optimal an den Wärmebedarf des Gebäudes, das Verteilungssystem und die Nutzererwartung angepasst ist, sorgt sie zuverlässig für angenehme Temperaturen und arbeitet dabei energieeffizient, kostensparend und klimaschonend. Daher ist die Systemkompatibilität von zentraler Bedeutung.
Eine korrekt dimensionierte Wärmepumpe ist entscheidend für:
- Effizienz: Zu große oder zu kleine Anlagen arbeiten ineffizient
- Langlebigkeit: Überdimensionierte Geräte takten häufig, was die Lebensdauer reduziert
- Komfort: Eine passende Leistung stellt sicher, dass die Heiz- und Warmwasserbedarfe zuverlässig gedeckt sind
- Kosten: Vermeidung unnötiger Investitions- und Betriebskosten
Heizlast spielt entscheidende Rolle bei der Wärmepumpen-Dimensionierung
Die Heizlast ist Grundlage der Auslegung einer Wärmepumpe. Sie wird in Kilowatt (kW) gemessen und gibt an, wie viel Leistung eine Wärmepumpe maximal erbringen muss, um den gesamten Wärmebedarf des Gebäudes ganzjährig zu decken. Oder anders gesagt: Sie beschreibt die Wärmeleistung, die eine Heizungsanlage benötigt, um ein Gebäude auf eine bestimmte Temperatur zu heizen, auch bei den kältesten Außenbedingungen. Faktoren wie Wohnfläche, Alter und Zustand des Gebäudes beeinflussen die Heizlast eines Gebäudes.
Formel zur Heizlastberechnung (Richtwert)
Spezifischer Wärmebedarf x Grundfläche des Gebäudes
Das überschlägige Verfahren dient als erste Orientierung. Die genaue Heizlast wird jedoch raumweise über Softwaretools durch einen Experten wie einen Energieberater berechnet.
Beispiel für eine überschlägige Berechnung
- Wohnfläche: 150 m²
- Baujahr: 2000
- Dämmstandard: durchschnittlich
- Spezifische Heizlast: circa 60 bis 80 W/m²
- Erforderliche Heizleistung: circa 9 bis 12 kW
Rechenweg: 60 W/m² x 150 m² = 9.000 W (9 kW); 80 W/m² x 150 m² = 12.000 W (12 kW)
Erklärung: Der Wert 60 W/m² beziehungsweise 80 W/m² beschreibt die maximale Heizlast pro Quadratmeter Wohnfläche. Also die Menge an Wärmeleistung, die notwendig ist, um das Gebäude auch an einem sehr kalten Wintertag auf angenehmer Raumtemperatur zu halten. Das bedeutet: Für jeden Quadratmeter beheizter Wohnfläche darf der Wärmebedarf maximal 60 bis 80 Watt betragen. Das Beispielhaus mit 150 m² Wohnfläche darf also höchstens 9.000 W (9,0 kW) bis 12.000 (12,0 kW) Heizleistung benötigen, auch bei Minusgraden.
Leistungsbedarf einer Wärmepumpe im Einfamilienhaus
Wie viel Leistung eine Wärmepumpe im Einfamilienhaus benötigt, hängt stark vom energetischen Zustand, der Größe des Gebäudes und dem Standort ab. Dennoch lassen sich beispielhafte Werte nennen, die eine Orientierung bieten. Die typische Heizleistung im Einfamilienhaus liegt etwa zwischen 5 und 15 kW. Diese Werte sind Näherungen. Eine Heizlastberechnung ist für die Dimensionierung einer Wärmepumpe unerlässlich.
Welche kW-Leistung benötigt eine Wärmepumpe typischerweise im Einfamilienhaus?
- Neubau (Niedrigenergiehaus): 4 bis 8 kW
- Bestandsbau mit Sanierung: 8 bis 12 kW
- Unsanierter Altbau: 12 bis 20 kW (gegebenenfalls ist hier auch eine Hybridlösung besonders geeignet)
Wie viel kW-Leistung pro Quadratmeter ist realistisch?
- Passivhaus: 15 W/m²
- Neubau Effizienzhaus 40+: 20 bis 25 W/m²
- Neubau ab Effizienzhaus 55: 30 bis 50 W/m²
- Sanierter Altbau: 50 bis 80 W/m²
- Unsanierter Altbau: 80 bis 120 W/m²
Welche weiteren Faktoren beeinflussen die Dimensionierung der Wärmepumpe?
Neben der reinen Heizlast spielen zahlreiche weitere Aspekte eine wichtige Rolle bei der korrekten Auslegung einer Wärmepumpe. Jeder dieser Faktoren beeinflusst, wie viel Leistung tatsächlich benötigt wird und wie effizient das System später arbeitet.
- Gebäudetyp und Nutzung
Ein Einfamilienhaus hat andere Anforderungen als ein Mehrfamilienhaus oder ein Gewerbebau – etwa beim Heizbedarf, Nutzerverhalten und der Warmwasserbereitung. - Energetischer Zustand
Gut gedämmte Neubauten oder sanierte Altbauten haben einen deutlich geringeren Wärmebedarf als unsanierte Gebäude. Dennoch sind Wärmepumpen im Altbau einsetzbar. - Regionalklima
In kälteren Regionen muss die Wärmepumpe auch bei tiefen Außentemperaturen zuverlässig arbeiten. Das beeinflusst die erforderliche Heizleistung. - Heizsystem und Vorlauftemperatur
Fußbodenheizungen brauchen weniger Vorlauftemperatur als klassische Radiatoren. Niedrigere Systemtemperaturen verbessern die Effizienz der Wärmepumpe. - Lüftungskonzepte
Eine zentrale Wohnraumlüftung mit Wärmerückgewinnung reduziert die Lüftungsverluste. Das senkt den Heizbedarf. - Warmwasserverbrauch
Auch der Bedarf an warmem Wasser ist wichtig für die Auslegung. Als Faustregel gilt: etwa 250 bis 500 W Leistung pro Person einrechnen. - Hydrauliksystem
Die Entscheidung für ein direktes System oder eines mit Pufferspeicher hat Einfluss auf die Regelung, die Effizienz und die Laufzeiten der Wärmepumpe. - Zusätzliche Wärmeerzeuger und Betriebsweise
Heizstäbe, Solarthermieanlagen oder vorhandene Heizkessel wie Holz oder Gas können die Wärmepumpe unterstützen. Das beeinflusst ihre Dimensionierung. Je nach System wird die Wärmepumpe entweder- monovalent (als alleiniger Wärmeerzeuger),
- monoenergetisch (mit E-Heizstab) oder
- bivalent (in Kombination mit zweitem Wärmeerzeuger) betrieben.
- PV-Anlage und Energiemanagement
Wer Solarstrom selbst nutzt, betreibt die Wärmepumpe gezielt zu günstigen Zeiten – vor allem bei PV-Überschuss. Mit einem intelligenten Energiemanager, wie dem von Bosch, lässt sich die Wärmepumpe optimal in das Hausenergiemanagement integrieren. Auch Netzsperrzeiten durch den Energieversorger sind zu beachten. - Aufstellort und Geräuschentwicklung
Luftwärmepumpen erzeugen Geräusche. Die Lautstärke der Wärmepumpe wirkt sich auf die Baugröße und Dimensionierung aus. Je höher die Geräteleistung, desto größer sind meist die Ventilatoren und Kompressoren. Bei der Außenaufstellung sind die Schallemission und der Abstand zu Nachbarn zu prüfen.
Was passiert, wenn eine Wärmepumpe zu klein oder zu groß dimensioniert ist?
Bei der Dimensionierung von Wärmepumpen gilt: größer ist nicht gleich besser! Eine größere Auslegung bietet keinen zusätzlichen Nutzen und kann im Gegenteil sogar von Nachteil sein. Werden Leistung und Größe der Wärmepumpe nicht richtig ermittelt, ergeben sich erhebliche Probleme und Mehrkosten durch einen erhöhten Energieverbrauch – sowohl bei einer zu kleinen als auch bei einer zu großen Auslegung.
Eine zu kleine Wärmepumpe heizt das Gebäude an kalten Wintertagen nicht ausreichend für Spitzenlasten. Dies führt zu Einbußen beim Heizkomfort, häufigem Nachheizen und höherem Verschleiß durch den Dauerbetrieb. Ist die Heizleistung unzureichend, kühlen beispielsweise die Wohnräume aus oder werden nicht warm genug, wenn die Wärmepumpe für die Warmwasserbereitstellung benötigt wird. Daher berücksichtigen moderne Heizlastberechnungen bereits kalte Außentemperaturen.
Hingegen verursacht eine zu groß ausgelegte Wärmepumpe höhere Investitionskosten durch größere Technik und arbeitet ineffizienter, weil sie ständig an- und ausschaltet und mehr Schaltzyklen verursacht. Das häufige Anlaufen, sogenanntes Takten, steigert den Stromverbrauch, verschlechtert die Jahresarbeitszahl (JAZ) und die Wärmepumpe verschleißt schneller. Auch überheizen Räume eventuell schneller, was das Raumklima beeinflusst.
Heutzutage gibt es modulierende Wärmepumpen, die ihre Leistung stufenlos an den aktuellen Wärmebedarf anpassen. Diese Geräte regulieren ihre Heizleistung flexibel über einen Inverter und passen sich so besser an unterschiedliche Außentemperaturen und Wärmebedarfe an. Trotzdem ist eine exakte Heizlastberechnung unerlässlich, an der sich die Leistung der modulierenden Wärmepumpe orientieren sollte. Nur dann läuft die Anlage gleichmäßig, effizient und kostensparend.
Besonderheiten bei der Dimensionierung bestimmter Wärmepumpenarten
| Luft-Wasser-Wärmepumpe |
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| Sole-Wasser-Wärmepumpe (Erdwärme) |
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| Wasser-Wasser-Wärmepumpe (Grundwasser) |
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Vorgehensweise bei der Dimensionierung von Wärmepumpen
- Heizlastberechnung
Die exakte Ermittlung der Heizlast erfolgt durch einen Fachplaner oder Energieberater gemäß DIN EN 12831. Alternativ kann eine erste Orientierung über den durchschnittlichen Energieverbrauch der letzten Jahre erfolgen. Auch der Warmwasserbedarf muss einbezogen werden. Dieser variiert je nach Bewohnerzahl, Nutzerverhalten und Ausstattung, wie Badewanne, Regendusche oder Sparduschkopf. - Analyse der Gebäudehülle und Sanierungsstand
Wie gut ist das Haus gedämmt? Stehen energetische Sanierungen bevor, etwa Wärmedämmung an Dach, Fassade oder Fenstern? Der energetische Zustand beeinflusst direkt den Wärmebedarf und damit die notwendige Leistung der Wärmepumpe. - Auswahl der passenden Wärmepumpentechnologie
Je nach Gegebenheiten vor Ort und Anforderungen an Effizienz und Investitionskosten wird zwischen Luft-Wasser-, Sole-Wasser- oder Wasser-Wasser-Wärmepumpen gewählt. Auch die Betriebsweise, ob monoenergetisch oder bivalent, spielt dabei eine Rolle. - Betrachtung des Verteilsystems
Sind im Haus Flächenheizungen wie eine Fußbodenheizung, Konvektoren oder klassische Heizkörper installiert? Letztere benötigen höhere Vorlauftemperaturen. Für eine exakte Planung ermitteln Fachleute, welche Temperatur erforderlich ist, um den jeweiligen Raum ausreichend zu versorgen. - Systemintegration und Komponentenplanung
Soll ein Pufferspeicher eingebunden werden? Wird die Warmwasserbereitung in die Wärmepumpe integriert oder getrennt gelöst? Auch Heizflächen und Regelungstechnik müssen aufeinander abgestimmt werden, um einen effizienten Betrieb sicherzustellen. - Berücksichtigung weiterer Faktoren
Zur Sicherheit sollte das System für Ausnahmesituationen wie Spitzenlasten an besonders eisigen Tagen oder Sperrzeiten vom Stromnetzbetreiber ausgelegt sein. Ein maßvoller Leistungsaufschlag als Sicherheitsfaktor vermeidet Komforteinbußen. Werden weitere Wärmeerzeuger eingeplant, gestaltet sich das Gesamtsystem flexibler.
Bosch – Ihr zuverlässiger Partner für Wärmepumpen
Bosch Fachbetriebe profitieren von praktischen Planungstools wie dem Wärmepumpen-Auslegungstool für präzise Dimensionierungen. Diese stellen wir über das Partnerportal unseren Fachkunden zur Verfügung. Die Bosch HomeCom Pro Plattform bietet digitale Unterstützung nach der Inbetriebnahme, sodass Installateure jederzeit auf wichtige Informationen zugreifen können. Ein starkes Netzwerk kompetenter Fachpartner sowie die Bosch Servicewelt mit digitalen Angeboten, Beratung und Fördermittel-Services unterstützen Handwerksbetriebe zusätzlich. Unser Bosch Kundendienst sorgt für reibungslose Inbetriebnahmen und Reparaturen.
Wie groß sollte der Pufferspeicher bei Wärmepumpen ausgelegt sein?
Die Auslegung des Speichersystems ist von vielen Faktoren abhängig. Ein pauschaler Richtwert lässt sich hier nicht benennen. Für die Dimensionierung zählt vor allem der Einsatzzweck:
- Pufferspeicher für Heizung: Die bereits erzeugte Wärme wird im Pufferspeicher zwischengespeichert und verwendet, um die Laufzeiten der Wärmepumpe zu optimieren, die Taktung zu reduzieren und Energie für Abtauvorgänge bereitzustellen. Je nach Systemkonzept kann der Heizungspuffer auch entfallen.
- Pufferspeicher für Warmwasser: Dieser wird immer benötigt, wenn die Wärmepumpe Warmwasser, zum Beispiel zum Duschen, bereitstellt. Für drei bis vier Personen gelten 200 bis 300 Liter als Richtwert. Die genaue Größe hängt vom Komfortanspruch und System, etwa mit PV-Strom-Nutzung, ab und sollte fachgerecht dimensioniert werden.
Referenzbeispiel aus der Praxis mit Bosch Wärmepumpe
Bei dieser Doppelhaushälfte aus dem Jahr 1992 mit vorhandenen Plattenheizkörpern entschieden sich die Installateure für den Einbau einer Luft-Wasser-Wärmepumpe von Bosch mit einer Nennleistung von 11 kW. Das ausgewählte Modell, die Compress 6800i AW von Bosch, überzeugt in der Modernisierung von Bestandsgebäuden durch hohe Effizienz, auch bei höheren Vorlauftemperaturen. Die Wärmepumpe nutzt das natürliche Kältemittel R290. Dank der besonders leisen Außeneinheit und der unkomplizierten elektrischen Installation eignet sie sich ideal für Sanierungsvorhaben. Bosch unterstützte die Planung mit digitalen Tools, die eine nahtlose Integration in die bestehende Gebäudetechnik ermöglichten.
FAQ zur Größe und Leistung von Wärmepumpen
Wie viel Leistung sollte man für die Warmwasserbereitung einberechnen?
Wie groß ist eine Wärmepumpe?
Was ist der Dimensionierungpunkt bei Wärmepumpen?
Was ist bei der Dimensionierung einer Eisspeicherheizung zu beachten?