Heizflächenoptimierung

Prüfung und Optimierung der Heizflächen

Der Wunsch nach Unabhängigkeit von fossilen Brennstoffen war noch nie so groß. Viele Anlagenbetreiber suchen nach alternativen Wärmeerzeugern und entscheiden sich letztlich oft für eine Wärmepumpe. Doch besonders in Bestandsimmobilien älteren Baujahrs muss vor der Umstellung geprüft werden, ob das Gebäude die Anforderungen für eine effiziente Betriebsweise einer Wärmepumpe erfüllt. Neben der Ausführung der Gebäudehülle hat die Wärmeverteilung einen enormen Einfluss. Erfolgt die Wärmeabgabe an die einzelnen Räume bereist über eine Fußbodenheizung sind die Voraussetzungen meist optimal. Bei Systemen mit Heizkörpern sollte zunächst geprüft werden, ob die vorhandenen Heizflächen ausreichend groß dimensioniert sind.

Was versteht man unter der Vorlauftemperatur?

Bei der Wärmeverteilung in einem Heizungssystem gibt es zwei Temperaturen, die für die abgegebene Wärmemenge relevant sind und gleichzeitig Einfluss auf die Effizienz des gesamten Systems haben. Hierbei handelt es sich um die Vorlauf- und die Rücklauftemperatur. Oft können diese Temperaturen anhand eines Thermometers im Heizungsraum abgelesen werden. Die Vorlauftemperatur zeigt an, mit welcher Temperatur das Heizungswasser aus dem Wärmeerzeuger austritt und in die Wärmeverteilung eintritt. Die Rücklauftemperatur zeigt an, welche Temperatur das Heizungswasser nach der Wärmeabgabe erreicht hat. Die Spreizung zwischen Vorlauf- und Rücklauftemperatur und der Volumenstrom sind ausschlaggebend für die abgegebene Wärmemenge.
Die benötigte Vorlauftemperatur hängt dabei hauptsächlich von 3 Einflussgrößen ab:

  • Außentemperatur
  • Dämmung der Gebäudehülle
  • Auslegung der Heizflächen

Im Folgenden wird beschrieben welchen Einfluss die Auslegung der Heizflächen hat und welche Optimierungsmöglichkeiten bestehen.

Warum ist die Vorlauftemperatur besonders in Verbindung mit einer Wärmepumpe zu beachten?

Ein zentrales Bauteil in jeder Wärmepumpe ist der Verdichter. Durch die Verdichtung wird das Temperaturniveau im Wärmepumpenprozess auf die benötigte Systemtemperatur angehoben. Je höher die Temperaturdifferenz zwischen Wärmequelle (Erdreich, Außenluft) und der benötigten Vorlauftemperatur, desto größer ist die elektrische Leistungsaufnahme der Wärmepumpe. Sobald die Wärmequelle festgelegt wurde, kann die zugeführte Temperatur nicht mehr beeinflusst werden. Eine Optimierung ist also nur auf der Wärmesenke (Heizungssystem) möglich.
Idealerweise erfolgt die Wärmeverteilung über eine Fußbodenheizung, da großflächige Elemente die benötigte Wärme mit einer sehr geringen Temperatur zur Verfügung stellen können. Bei einer Wärmeabgabe über Heizkörper sollte hingegen geprüft werden, ob die vorhandenen Heizflächen ausreichend groß dimensioniert sind.

Wie erfolgt die Prüfung der Heizflächen?

Zunächst wird die Heizlast des Gebäudes ermittelt. Für eine bedarfsgerechte Auslegung einer Wärmepumpe sollte dieser Schritt grundsätzlich durchgeführt werden. Im Rahmen dieser Berechnung werden auch die einzelnen Raumheizlasten ermittelt. Nun erfolgt das Aufmaß der vorhandenen Heizflächen. Die Normleistungen der Heizkörper werden meist bei den folgenden Temperaturen angegeben: Vorlauftemperatur 75°C und Rücklauftemperatur 65°C. Wenn man nun die berechnete Raumheizlast und die Normleistung des Heizkörpers gegenüberstellt, wird die Leistung des Heizkörpers in den meisten Fällen ausreichen, um die errechnete Heizlast abzudecken. Doch wie verhält sich die Leistung des Heizkörpers, wenn die Vorlauftemperatur reduziert wird? Bei der Prüfung und Optimierung der Heizflächen wird die Vorlauftemperatur bis auf die gewünschte Betriebstemperatur abgesenkt. Dabei wird deutlich in welchen Räumen die vorhandenen Heizkörper ggf. zu klein sind. Gleichzeitig kann ermittelt werden, wie groß ein neuer Heizkörper auszulegen ist.

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Alexander Lückge B.Eng.
Abteilungsleiter Neubau
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Abteilungsleiter Sanierung