Wärmebedarf
Bei Wärmepumpenanlagen ist eine genaue Dimensionierung des Wärmebedarfs besonders wichtig, da zu groß gewählte Geräte oft mit unverhältnismäßig hohen Anlagenkosten verbunden sind. Überdimensionierungen sind deshalb unbedingt zu vermeiden! Der Wärmebedarf setzt sich aus dem Wärmebedarf des Gebäudes dem Wärmebedarf für Sondernutzungen und dem Wärmebedarf für die Warmwasserbereitung zusammen.

 

Wärmebedarf von Wohngebäuden berechnen

Wärmebedarf Gebäude
Die genaue Berechnung des Norm- Gebäudewärmebedarf QN erfolgt wie bei allen Heizungssystemen nach DIN 4701.
Für eine Grobabschätzung genügt es, den Wärmebedarf überschlägig zu ermitteln:

Überschlägige Ermittlung über den bisherigen jährlichen Heizenergieverbrauch
Da bei bereits gebauten und bewohnten Häusern der bisherige Öl- oder
Erdgasverbrauch bekannt ist, können daraus am besten Rückschlüsse auf den Gebäudewärmebedarf gezogen werden.

jährlicher Ölverbrauch (in Liter) dividiert durch 250 ergibt den Wärmebedarf (in kW)
Beispiel:
Ölverbrauch im Jahr ca. 3500 l
Überschlägiger Wärmebedarf 14 kW
3500(l/a) : 250(l/a*kW) = 14(kW)

jährlicher Erdgasverbrauch (in Kubikmeter) dividiert durch 250 ergibt den Wärmebedarf (in kW)
Beispiel:
Erdgasverbrauch im Jahr ca. 3500 m3
Überschlägiger Wärmebedarf 14 kW
3500(m3/a) : 250(m3/a*kW) = 14(kW)
Bei angeschlossener Warmwasserbereitung vom
Öl- bzw. Gasverbrauch 15% abziehen.



 

Überschlägige Ermittlung über die zu beheizende Fläche
Ist der bisherige Energieverbrauch nicht bekannt, dient die beheizte Fläche als Berechnungsgrundlage.

Die beheizte Fläche (in Quadratmeter) wird mit folgendem spezifischen Wärmebedarf multipliziert :

45 - 60 W/m2 Neubau nach Wärmeschutz- EnEV 2002
50 - 60 W/m2 Neubau nach Wärmeschutzverordnung 1995
70 – 90 W/m2 Gebäude vor 1995 errichtet  normale Wärmedämmung
120 W/m2 Altbau, ohne besondere Wärmedämmung

Beispiel:
Neubau mit guter Wärmedämmung (60W/m2),
Fläche 150m2
Überschlägiger Wärmebedarf 9 kW
 
 
1.1.2 Wärmebedarf Warmwasserbereitung
Für den üblichen Wohnhausneubau wird von einem maximalen Warmwasserbedarf von ca. 50 Liter pro Person und Tag bei ca. 45 oC ausgegangen. Dies entspricht einem zusätzlichen Wärmebedarf von etwa 0,25 kW pro Person.

Anwendung

Wassermenge in Liter bei 45 C

Spez. Nutzwärme Wh/ Tag pro Person

Vollbad

100-130

4000-5200

Duschbad

25-45

1000-1800

Händewaschen

2-5

60-180

Damenkopfwäsche

9-13

350-500

Herrenkopfwäsche

5-9

180-350

Morgen/Abendreinigung

5-10

180-400

Spülwasser 4 Personen

30

1200

 

Beispiel:
4 Personen - 1* Vollbad, 1* Duschbad, 8* Morgen-
/Abendreinigung, 1* Spülwasser
ca. 200 ltr. (45oC) Wasser mit ca. 8.000 Wh/Tag
Zuschlag von 1.000 W bei 8 h Aufheizzeit
Eine Addition des Wärmebedarfs für Warmwasser kann entfallen, wenn die Warmwasserbereitung in die Nachtstunden verlegt werden kann und die
Heizung in dieser Zeit abgesenkt ist. Dies kann z.B. mit einem separatem Schaltkanal
an der Wärmepumpenregelung eingestellt werden. Zirkulationsleitungen sollten nach Möglichkeit nicht verwendet werden und erhöhen anlagenseitig den Wärmebedarf für die WW-Bereitung um bis zu 50% Wenn Zirkulationsleitungen unentbehrlich sein
sollten, ist die Zirkulationspumpe über eine Schaltuhr so zu steuern, dass sie nur in Bedarfsspitzenzeiten freigegeben wird.

Quelle: Siemens Planungs- und Projektierungshandbuch für Wärmepumpen

Wärmebedarf Sondernutzung.

In manchen Fällen wird neben dem Gebäude auch noch ein Schwimmbad mit Heizenergie versorgt. Ob dieser Wärmebedarf in den Gesamtwärmebedarf eingeht, bestimmt Bauart und Betriebsweise des Schwimmbades .
Bei einem Freibad hängt dies von den Nutzungsgewohnheiten ab und ob die Beheizung ausschließlich im Sommer (heizfreie Zeit) erfolgt. In diesem Fall braucht der Wärmebedarf nicht zusätzlich berücksichtigt werden. Die ganzjährige Beheizung eines Hallenbades geht immer in den Wärmebedarf der Gesamtanlage ein. Hierbei muss sowohl der Wärmebedarf für die Raumheizung als auch für die Beckenwassererwärmung berücksichtigt werden.

Wärmebedarf Beckenwassererwärmung
Für die überschlägige Ermittlung des Wärmebedarfs zur Deckung der Wärmeverluste, kann bei abgedeckten Beckenoberflächen mit 120 – 150 W pro Quadratmeter Wasserfläche gerechnet werden. Die Berücksichtigung dieses Wärmebedarfs kann entfallen, wenn die Warmwasserbereitung in die Nachtstunden verlegt werden kann und die Heizung in dieser Zeit abgesenkt ist.

Wärmebedarf Raumheizung/-lüftung
Der Wärmebedarf für die Raumheizung, Lüftung und Ent- und Befeuchtungsanlage ist auf jeden Fall mittels einer Wärmebedarfsberechnung zu ermitteln und dem Gesamtwärmebedarf hinzuzufügen

Gesamtwärmebedarf
Der gesamte Wärmebedarf setzt sich zusammen aus:
Wärmebedarf Gebäude (exakt/überschlägig) +
Wärmebedarf Warmwasserbereitung +
Wärmebedarf Sondernutzung
Dieser Gesamtwärmebedarf muß bei monovalenten Wärmepumpenanlagen von der Wärmepumpe mindestens erbracht werden. Um die entsprechende Wärmepumpenleistung auslegen zu können, müssen jedoch noch eventuell vorliegende Sperrzeiten des Energieversorgungsunternehmens (EVU) berücksichtigt werden. Quelle: Siemens Planungs- und Projektierungshandbuch für Wärmepumpen.

 

Sperrzeiten beachten.

 

Um die erforderliche Heizleistung der Wärmepumpe zu bemessen, sind gegebenenfalls Zuschläge für Sperrzeiten der EVU zu berücksichtigen. Während der Sperrzeit steht die Wärmepumpe zur Beheizung des Hauses nicht zur Verfügung. Die Stromzufuhr kann maximal 3 x 2 Stunden innerhalb 24 Stunden unterbrochen werden. Bei Sondervertragskunden sind eventuell spezifische Regelungen zu berücksichtigen.
Zwischen zwei Unterbrechungszeiten muss die Freigabezeit allerdings mindestens so lange sein wie die vorangegangene Sperrzeit. Wird ein eventuell vorhandener zweiter Wärmeerzeuger während der Sperrzeit eingeschaltet, kann ein Zuschlag zum Wärmebedarf entfallen.

Als Zuschlagsfaktoren (ZF) sind zu verwenden:
Sperrzeit ZF
1 x 2 Stunden 1,10
2 x 2 Stunden 1,20
3 x 2 Stunden 1,33
Der Gesamtwärmebedarf ist somit mit dem Zuschlagsfaktor ZF zu mulziplizieren.

Beispiel:
Berechn. Gesamtwärmebedarf pro Stunde von 9 kW
Sperrzeit 3 x 2 Stunden
ZF = 1,33
Qh = 9kW x 1,33 = 12 kW

Praktische Empfehlung bei Sperrzeiten
Die Praxis zeigt, dass nie alle Räume beheizt werden und die laut Auslegung nach DIN 4701 heranzuziehende minimale Aussentemperatur nur selten erreicht bzw. unterschritten wird Darüber hinaus werden Sperrzeiten der EVU nur bei Bedarf geschaltet und somit ist eine Überdimensionierung in der Regel nicht erforderlich.
Erkundigen Sie sich am besten bei Ihrem zuständigen EVU über Sperrzeiten. Da die Wärmepumpen nur in bestimmten Leistungsabstufungen erhältlich sind, sollte eine Wärmepumpe gewählt werden, die vom Leistungswert 10-15% größer als nach DIN 4701 berechnet ist.

Beispiel: Gesamtwärmebedarf pro Stunde von 9 kW
Wärmebedarf wegen Sperrzeit von 12 kW verfügbare Heizleistungen ...9,1 kW; 11,4 kW ; 14,4 kW;...
Auswahl der 11,4 kW Wärmepumpe Quelle: Siemens Planungs- und Projektierungshandbuch für Wärmepumpen