Vom Heizgerät zur Luft/Wasser-Wärmepumpe - Planungsdetails zur Umstellung auf einen neuen Wärmeerzeuger

Die Öl- und Gaspreissteigerungen der vergangenen Jahre haben bei zahlreichen Haus- und Wohnungseigentümern den Wunsch nach einer größeren Unabhängigkeit von der Preisentwicklung fossiler Energieträger geweckt. Insbesondere die Wärmepumpe ist dabei in den letzten Jahren zu einem Produkt mit hoher Akzeptanz in der Wärmeerzeugung geworden. Der Grund dafür ist in verschiedenen Aspekten zu suchen. Ein wichtiges Argument ist, dass Luft/Wasser-Wärmepumpen in puncto Effizienz einen entscheidenden Schritt gemacht haben, um die Lücke hinsichtlich der Wirtschaftlichkeit zu den Erdwärme/Wasser-Wärmepumpen zu schließen. War deren Coefficient of Performance (COP) bzw. die Jahresarbeitszahl (JAZ) früher kaum zu schlagen, bilden Luft/Wasser-Wärmepumpen aufgrund neuer Technologien heute eine ernst zu nehmende Alternative. Zwar können diese im Jahresverlauf immer noch nicht den COP von Erd-Wärmepumpen erreichen, aber sie bieten demgegenüber nicht zu leugnende Vorzüge hinsichtlich ihrer einfachen Nachrüstbarkeit im Baubestand. Hierfür müssen keine Bohrungen durchgeführt oder großformatige Erdkollektoren verlegt werden. Dies spiegeln auch die Absatzzahlen wider: So konnten nach Angaben des Bundesverbands Wärmepumpe (BWP) in 2011 erstmals mehr Luft- als Erd-Wärmepumpen abgesetzt werden.
Dem Einsatz von Luft/Wasser-Wärmepumpen sind aber auch teils deutliche Grenzen gesetzt. Hier ist es die Beratungsaufgabe des Fachhandwerkers, mit hoher Sorgfalt zu entscheiden, ob sich eine Wärmepumpe dieser Art für das jeweilige Gebäude im Baubestand eignet und effizient arbeiten kann. Dazu sollten dem Endkunden im eigenen Interesse die Aspekte aufgezeigt werden, die für oder gegen den Einsatz einer Luft/Wasser-Wärmepumpe sprechen. Für die folgenden Planungsdetails werden Luft/Wasser-Wärmepumpen betrachtet, die in eine Außen- und eine Inneneinheit getrennt sind, da diese den größten Marktanteil ausmachen.

Kundenwünsche und -bedarf analysieren

Im ersten Schritt sollten die genauen Wünsche und Planungen des Endkunden hinsichtlich einer energetischen Sanierung seines Gebäudes berücksichtigt werden. Stehen außer der Erneuerung der Heiztechnik noch weitere Umbauten oder Modernisierungen am Gebäude an? Sollen Fens­ter getauscht oder die Fassade gedämmt werden? Sollen eventuell alte Rippen- gegen moderne Flachheizkörper getauscht werden? Ist in naher Zukunft eine Photovoltaik­anlage geplant? Sollen Module zur Solarthermie eingesetzt werden? Oftmals sind es genau diese und weitere Aspekte, die entscheidenden Einfluss auf die Möglichkeiten ausüben, ob sich eine Luft/Wasser-Wärmepumpe für das jeweilige Gebäude eignet.
Darüber hinaus sollten auch die individuellen Vorstellungen zum Wärmebedarf besprochen und bewertet werden. Wird die „gemütliche Transmissionswärme“ bevorzugt – wie sie bei einem Kamin oder hohen Vorlauftemperaturen typisch ist? Wie ist das Verhalten in puncto Warmwasserbedarf? Wird täglich geduscht oder gebadet? Steht bald ein Auszug von Kindern aus dem gemeinsamen Haushalt an? Diese und viele weitere Fragen bestimmen u.a. den genauen Bedarf an Wärme und damit die Eignung und Auslegung einer Wärmepumpe.

Benötigte Vorlauftemperatur

Wenn es heißt, dass sich Luft/Wasser-Wärmepumpen nur für den gut gedämmten Neubau eignen, ist diese Aussage nicht korrekt. Auch die Art der Dämmung oder des Haustyps ist nicht allein entscheidend, obwohl durch eine gute Dämmung eine höhere Effizienz und damit geringere Heizkosten ereicht werden. In erster Linie ist die Höhe der benötigten Vorlauftemperatur in Bezug auf das bestehende Wärmeverteilnetz relevant. So kann es auch im Baubestand mit Radiator-Heizkörpern möglich sein Vorlauftemperaturen einzusetzen, die für Wärmepumpen geeignet sind. Denn oft wurden die Heizkörper früher deutlich überdimensioniert, sodass dann eventuell mit einer geringeren Vorlauftemperatur noch genügend Wärme abgestrahlt werden kann.
Als Faustregel für den wirtschaftlichen Einsatz einer Wärmepumpe gilt eine maximale Vorlauftemperatur von 55°C. Vielfach wird der Fachhandwerker im Baubestand aber auf Installationen treffen, die kaum eine treffsichere Aussage zulassen, welche Vorlauftemperatur tatsächlich benötigt wird. Vielmehr haben sich im Lauf der Jahre Einstellungen und Verhaltensweisen implementiert, die kaum Rückschlüsse auf die erforderliche Vorlauftemperatur ermöglichen. Nicht ungewöhnlich ist beispielsweise die individuelle Verstellung der Heizkurve durch den Hauseigentümer je nach Jahreszeit. Wie kann der Fachhandwerker dann die tatsächlich benötigte Vorlauftemperatur ermitteln?

Hydraulischer Abgleich, beste Voraussetzung für Bewertung

Die beste Möglichkeit für die Ermittlung der benötigten Vorlauftemperatur ist der hydraulische Abgleich. Dieser ist bei einem Heizungstausch ohnehin gesetzlich vorgeschrieben. Gleichzeitig bietet er durch die Berechnung der Wärmelast jedes beheizten Raumes im Gebäude und der Aufnahme der vorhandenen Heizflächenleistung eine ideale Basis für die Bestimmung der Vorlauftemperatur. Gute Softwarelösungen stehen im Markt teilweise sogar kostenfrei zur Verfügung. Letztendlich werden sich in vielen Fällen auch hierbei nicht alle Daten zweifelsfrei bestimmen lassen. So können beispielsweise die Angaben zu den Heizleistungen der eingesetzten Radiatoren im Gebäude nicht mehr vorliegen und/oder Angaben zur Ermittlung der Heizlast fehlen. In solchen Fällen muss dann die Näherungsschätzung die tatsächlichen Daten ersetzen. Dementsprechend ist oft viel Erfahrung seitens des Fachhandwerkers gefragt, um eine möglichst genaue Datenbasis zu erhalten.
Damit eine Vorlauftemperatur von höchs­tens 55°C ausreichend ist, können gegebenenfalls einzelne Heizflächen getauscht werden. Oftmals ist seitens der Eigen­tümer hier ohnehin der Wunsch vorhanden, alte mittlerweile unansehnlich gewordene Rippen-Heizkörper gegen moderne Flachkonvektoren zu tauschen. Im Zuge dieses Tausches sollten dann entsprechend für Wärmepumpensysteme ausgelegte Heizkörper bevorzugt werden. Hier bietet der Markt ein breites Spektrum an Alternativen, die teilweise durch Ventilatorunterstützung sogar eine deutlich höhere Wärmeleistung auf kleiner Fläche gewährleisten.

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Aufstellungsort planen und bewerten

Für den Einsatz einer Luft/Wasser-Wärmepumpe müssen auch die unterschiedlichen Voraussetzungen für die Aufstellung des Innen- und Außengerätes beachtet werden. Im Gebäude wird das Innengerät in der Regel deutlich mehr Platzbedarf beanspruchen als das vorher eingesetzte Heizgerät. Darüber hinaus wird auch ein entsprechend ausgelegter Puffer- oder Multi-Warmwasserspeicher weiteren Raum benötigen. War vorab eine Dachheizzentrale statt eines klassischen Heizraums im Keller vorhanden, fallen diese Argumente besonders schwer ins Gewicht und können zum Ausschlusskriterium werden.
Für das Außengerät sind verschiedene Kriterien zu berücksichtigen. Bei jeder Gerätevariante ist vor allen Dingen die „TA Lärm“ zu beachten. Hier bieten Planungsprogramme meist eine ideale Grundlage für die rechtssichere Auswahl des Standortes. In jedem Fall sollte aber auch der direkte Nachbar angesprochen und über die Aufstellung des Außengerätes vorab informiert werden. Eine einfache Faustregel zur Bemessung der möglichen Schallentwicklung ist dabei die Größe des eingesetzten Ventilators im Außengerät. Je größer dieser ist, umso langsamer kann er sich drehen, um Luft zu fördern und um so leiser ist er. Natürlich ist die Schallentwicklung darüber hinaus von einer Vielzahl weiterer Faktoren wie der Bauform des Ventilators und dem Eigengeräusch des Motors abhängig. Am besten sollte der Endkunde hier vorab ein Gerät im Betrieb erleben, um die Schallentwicklung beurteilen zu können.
Abhängig vom jeweiligen Gerätetyp und dem Medium, das zwischen Innen- und Außengerät die Energie transportiert, sollte die Entfernung der Außen- zur Inneneinheit bemessen werden. Die Vorteile liegen hier aufseiten einer Verbindungsleitung, die mit frostschutzsicherer Sole befüllt ist. Diese Geräte können aus physikalischen Gründen keine Energie auf dem Weg von außen nach innen verlieren, da der Wärmepumpenprozess im Innengerät stattfindet. Die Rohrleitungen im Außenbereich, die mit der Sole befüllt sind, benötigen keine Dämmung und können auch oberirdisch verlegt werden. Anders sieht dies bei Verbindungsleitungen aus, die mit Wasser oder Kältemittel befüllt sind. Hier sollte ein möglichst geschützter Standort für das Außengerät in Hausnähe ausgewählt werden, um Wärmeverluste zu minimieren.
Wichtig ist auch die Frage, ob sich im Garten der Nutzer Kinder oder Tiere aufhalten bzw. bewegen. Denn teilweise liegen an den Außengeräten die scharfen Wärmetauscherlamellen frei zugänglich. Auch ein Schutz gegen den Griff einer Kinderhand in den drehenden Ventilator ist nicht immer selbstverständlich. Hier sollte dann darauf geachtet werden, dass das Außengerät in Anlehnung an die Norm DIN EN 1176 für den Spielplatzbau entwickelt worden ist. So kann der ausführende Fachhandwerker den Hauseigentümern ein wichtiges Gefühl der Sicherheit vermitteln.

Warmwasserbedarf ermitteln

Bei der Frage der künftigen Warmwasserbereitung sollte und muss die Situation vor der Sanierung aufgenommen werden. Handelte es sich um eine zentrale Warmwasserversorgung, die durch den bestehenden Wärmeerzeuger geleistet wurde – sei es mit oder ohne Speicheranbindung – kann diese übernommen und in die neue Heizanlage eingebunden werden. Ob hierbei bereits eine Zirkulationsleitung zum Einsatz kam oder nicht, ist nicht entscheidend. In diesem Fall müssen die Wärmeverluste der Zirkulation in die Auslegung der Heizleistung der Wärmepumpe einbezogen werden.
Auch die gegebenenfalls vorhandene dezentrale Warmwasserbereitung über elektrische Durchlauferhitzer kann eventuell in der bestehenden Form weiter genutzt werden. Denn in dieser Aufstellung entlas­ten die Durchlauferhitzer die Wärmepumpe von der Aufgabenstellung, Warmwasser – mit hohen Temperaturen – bereitstellen zu müssen. Ein Nachteil nach dem derzeitigen Stand der Dinge ist jedoch die Tatsache, dass der Endkunde dann keine Förderung für das neue Heizsystem mehr erhält. Darüber hinaus kann es auch sinnvoll sein, die hydraulischen Durchlauferhitzer entsprechend ihrem Zustand gegen elektronische auszutauschen, die nicht nur einen höheren Komfort, sondern auch einen geringeren Wasser- und Stromverbrauch zur Folge haben.

Energieversorgung

Beim Ersatz eines Wärmeerzeugers mit fossilen Brennstoffen durch eine Wärmepumpe ändert sich das Bild der Energieversorgung im Gebäude nachhaltig. War bislang ein Gasgerät eingesetzt, können Gasanschluss und Gaszähler entsprechend demontiert und gemäß der gesetzlichen Bestimmungen versiegelt werden. Sorgte stattdessen bisher ein Öl-Wärmeerzeuger für die Beheizung des Hauses, kann gegebenenfalls der Öltank und dessen Leitungen fachgerecht demontiert und entsorgt werden. Eventuell stellt der Raum, in dem bislang der Öltank aufgestellt war, den notwendigen Platz für den Pufferspeicher der Wärmepumpe zur Verfügung. Nicht mehr genutzt werden muss auch der bestehende Schornstein. Eventuell dient dieser aber zur Leitungsführung von Solar- oder Photovoltaik-Modulen vom Dach zum Heizraum bzw. der Elektroverteilung.
Relevant ist darüber hinaus die Stromversorgung der Wärmepumpe. Hier ist frühzeitig darauf zu achten, dass parallel zu den Verbindungsleitungen von Innen- zu Außengerät eine Versorgungsleitung gelegt wird. Insbesondere die Frage, ob ein Haushaltsstromanschluss oder eine Drehstromversorgung erforderlich ist, sollte darüber hinaus frühzeitig in Bezug auf die Leitungsführung und die Absicherung in der Elektroverteilung beachtet werden. Gegebenenfalls ist hier auch die Kooperation mit einem örtlichen Elektro-Fachhandwerker erforderlich, falls die entsprechende Befähigung im Unternehmen nicht vorhanden ist.

Fazit

Der Wechsel von einem Wärmeerzeuger, der mit fossilen Energieträgern betrieben wurde, hin zu einer Luft/Wasser-Wärmepumpe ist prinzipiell nur an wenige Bedingungen geknüpft. Diese sind jedoch insbesondere in der Vorabplanung und Analyse des Objektes genauestens zu beachten, um eine langfristig wirtschaftliche Heizungsanlage zu erstellen. Grobe „Daumenschätzungen“ sollten somit nicht durchgeführt werden. In die Objektanalyse sind dabei auch das Umfeld und die Randbedingungen einzubeziehen, die Auswirkungen auf die Wärmepumpe haben könnten. Ausgehend von diesen Daten, einem hydraulischen Abgleich und der Fixierung der tatsächlich benötigten Vorlauftemperatur sind dann nur noch wenige Gegebenheiten zu beachten.

Bilder: Vaillant
www.vaillant.de