Projektierungshandbuch Wärmepumpe 2014/2015

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1 Projektierungshandbuch Wärmepumpe 2014/2015 Intelligent heizen und lüften!

2 Legende Hydraulik 1) Wärmepumpe 2) Fußbodenheizung / Radiatoren 3) Schwingungsentkopplung 4) Geräteunterlage Sylomerstreifen 5) Absperrung mit Entleerung 6) Ausdehnungsgefäß im Lieferumfang 7) Sicherheitsventil 8) Absperrung 9) Heizung Umwälzpumpe (HUP) 10) Rückschlagventil 11) Einzelraumregelung 12) Überströmventil 13) Dampfdichte Isolierung 14) Brauchwarmwasser Umwälzpumpe (BUP) 15) Mischkreis Dreiwegemischer (Entlade) 16) Ausdehnungsgefäß bauseits 17) Temperaturdifferenzregelung (SLP) 18) Heizstab Heizung (ZWE) 19) Mischkreis Vierwegemischer (Lade) 20) Heizstab Brauchwarmwasser (ZWE) 21) Mischkreis Umwälzpumpe (FP1-3) 22) Schwimmbad Umwälzpumpe (SUP) 23) Zubringer Umwälzpumpe (ZUP) 24) Manometer 25) Heizung + Brauchwarmwasser Umwälzpumpe (HUP) 26) Umschaltventil Brauchwarmwasser (BUP) (B = stromlos offen) 27) Heizelement Heizung + Brauchwarmwasser (ZWE) 28) Sole Umwälzpumpe (VBO) 29) Schmutzfänger (max. 1 mm Siebgröße) 30) Auffangbehälter für Solegemisch 31) Mauerdurchführung 32) Zuleitungsrohr 33) Soleverteiler 34) Erdkollektor 35) Erdsonde 36) Grundwasser Brunnenpumpe 37) Wandkonsole 38) Durchflussschalter 39) Saugbrunnen 40) Schluckbrunnen 41) Spülarmatur Heizkreis 42) Zirkulation Umwälzpumpe (ZIP) 43) Sole/Wasser Wärmetauscher (Kühlfunktion) 44) Dreiwegemischer (Kühlfunktion) 45) Kappenventil 46) Füll- und Entleerungsventil 47) Umschaltventil Schwimmbadbereitung (SUP) (B = stromlos offen) 48) Brauchwarmwasserladeumwälzpumpe (BLP) 49) Grundwasserfließrichtung 50) Pufferspeicher Heizung 51) Trennspeicher 52) Gas- oder Ölkessel 53) Holzkessel 54) Brauchwarmwasserspeicher 55) Soledruckwächter 56) Schwimmbadwärmetauscher 57) Erdwärmetauscher 58) Lüftung im Haus 59) Plattenwärmetauscher 60) Umschaltventil Kühlbetrieb (B = stromlos offen) 61) Kühlspeicher 62) Wärmemengenzähler 63) Umschaltventil Solarkreis (B = stromlos offen) 64) Kühl Umwälzpumpe 65) Kompaktverteiler 66) Gebläsekonvektor 67) Solar-Brauchwarmwasserspeicher 68) Solar-Trennspeicher 69) Multifunktionsspeicher 70) Solare Trennstation 71) Hydraulikmodul 72) Pufferspeicher wandhängend 73) Rohrdurchführung 74) Luft-Station 101) Regelung bauseits 102) Taupunktwächter Zubehör optional 103) Raumthermostat im Lieferumfang 104) Lieferumfang Wärmepumpe 105) Kältekreis-Modulbox entnehmbar 106) Spezifisches Glykolgemisch 107) Verbrühschutz / Thermisches Mischventil 108) Solarpumpengruppe 109) Überströmventil muss geschloßen werden 110) Lieferumfang Hydrauliktower 111) Aufnahme für zusätzlichen Heizstab TA/A Außenfühler TBW/B Brauchwarmwasserfühler TB1-3/C Vorlauffühler Mischkreis 1-3 D Fußbodentemperaturbegrenzer TSS/E Fühler für Temperaturdifferenzregelung (Niedrige Temperatur) TSK/E Fühler Externe Energiequelle TRL/G Fühler Externer Rücklauf (Trennspeicher) STA Strangregulierventil TRL/H Fühler Rücklauf (Hydraulikmodul) Wichtiger Hinweis! Diese Hydraulikschemen sind schematische Darstellungen und dienen als Hilfestellung! Sie entbinden nicht von der eigenen durchzuführenden Planung! In ihnen sind Absperrorgane, Entlüftungen und sicherheitstechnische Maßnahmen nicht komplett eingezeichnet! Diese sind nach den gültigen Normen und Vorschriften anlagenspezifisch zu erstellen! Die Rohrdimensionierung ist nach dem nominalen Volumenstrom der Wärmepumpe bzw. der freien Pressung der integrierten Umwälzpumpe durchzuführen!

3 Produktübersicht Wärmepumpen Luft/Wasser-Wärmepumpen zur Außenaufstellung LAD 5 - LAD 9 () LAD 5RX - LAD 7RX (3.1) LA LA 8.1 () LA 9RX (3.2) LA 10.1 () LA 1 () LA 14 () LA 14RX (3.2) LA 16HV () LA 18 () LA 25.1 () LA 31 () Luft/Wasser-Wärmepumpen zur Innenaufstellung HLW 6E/3-8E/3 () HLW 8E/4 () LIC 6E - 12E () LI 10.1 () LI 14 () LI 1 () LI 16HV LI 18 () LI 25.1 () LI 31 () Sole/Wasser-Wärmepumpen zur Innenaufstellung WS 6.1H(K)E - WS 10.1H(K)E (2.2) SIC 6H(K)E - SIC 17(K)E (2.2) SIC 23(K)E - 33(K)E (2.2) SIP 29.1H H (2.2) SIP (2.2) SIP 70H - 100H (2.2) SIP (2.2) Wasser/Wasser-Wärmepumpen zur Innenaufstellung WIC 10HXE - 22HXE (2.3) WIC 28XE - 44XE (2.3) PROJEKTIERUNGSHANDBUCH 2014/2015 1

4 Liebe Leserinnen und Leser, der Wärmepumpe kommt auch in Zukunft eine wachsende Bedeutung für den Wärmemarkt zu, weil sie die Schnittstelle für zwei Energiebereiche ist: Aus Strom und Umweltwärme wird bezahlbare Heizwärme. In den vergangenen Jahren haben wir gemeinsam wir durch exzellente Technik, Sie durch effizienten Einbau ein hohes Qualitätslevel halten und ausbauen können. Mit der 7. Ausgabe des Projektierungshandbuches stellen wir Ihnen die aktuellen Informationen zu den Themen Heizung, Lüftung, Solarwärme und Solarstrom zur Verfügung. Das Projektierungshandbuch 2014/2015 enthält das Novelan-Gesamtprogramm mit allen Entwicklungen und technischen Details, die Sie für Ihre Arbeit brauchen. Neben den Grundlagen sind Tipps für die Kombination von Heizen und Kühlen mit der Wärmepumpe, für die Nutzung von Solarwärme und die Einbindung von Solarstrom in das Heizsystem enthalten. Strom als Wärme speichern ist das Thema der künftigen Entwicklungen. Absatztrends für Wärmepumpen in Deutschland, Österreich und der Schweiz In Deutschland hat sich der Aufwärtstrend mit rd. 4,5 % fortgesetzt. Besonders die Luft/Wasser-Wärmepumpen wuchsen im zweistelligen Bereich. Bauherren und Sanierer schätzen die Möglichkeit mit einer Luft/Wasser-Wärmepumpe einfach und kostengünstig eine regenerative Wärmequelle auf dem eigenen Grundstück zu erschließen. Die Luft/Wasser-Wärmepumpen haben lt. Bundesverband Wärmepumpe (BWP) ihren Marktanteil auf rd. 63 % ausgebaut. Bei den Splitgeräten ist der positive Absatztrend mit rd. 24 % noch ausgeprägter. Bedingt durch die vielerorts immer kompliziertere Genehmigungspraxis ging der Einbau von Sole/Wasser- und Wasser/Wasser-Wärmepumpen um rd. 9 % zurück. Die Brauchwasser-Wärmepumpen haben um 20 % zugenommen. Ein Trend der anhält, weil sich das System in Verbindung mit einer Photovoltaik-Anlage als besonders wirtschaftlich erweist. Man kann in dieser Kombination Strom als Wärme speichern. Auch in Österreich verzeichnet die Heizungswärmepumpe einen Aufwärtstrend von rd. 5,5 %. Allerdings liegt der Anteil an Sole/Wasser- und Wasser/Wasser-Wärmepumpen mit 56 % weit höher als in Deutschland und der Schweiz. Die Schweiz, das Wärmepumpen-Mutterland, meldet einen, wenn auch kleinen Zuwachs von rd. 2 %. Der Anteil der Luft/Wasser-Wärmepumpen liegt bei knapp 62 %. Für die in Neubau und Modernisierung eingebaute Sole/ Wasser-Wärmepumpen wurden rd. 2,5 Mio. Meter Erdwärmesonden eingebracht. Studie der TU München Eine breit ausgelegte Studie der TU München hat ergeben, dass Wärmepumpen im Vergleich zu fossilen Heizsystemen um bis zu 50 % Treibhausgas und fossile Primärenergie einsparen können. Durch den wachsenden Anteil regenerativer Energien aus Strommix wird die Ökobilanz aller heute und künftig installierten Wärmepumpen immer besser. Energiewende auch im Wärmemarkt muss kommen Der Strommarkt und die Kosten beschäftigen die Medien und die daraus entstehenden Diskussionen. Die Folge: der Wärmemarkt wird nur wenig beachtet. Dabei liegt in diesem unseren Bereich ein riesiges Potential. Während im Neubau die Wärmepumpe einen Marktanteil von ca. 35 % erreicht hat, entsteht eine Modernisierungsstau bei rd. 20 Mio. Heizanlagen, die teilweise älter als 20 Jahre sind. Eine gemeinsame Hauswärme-Studie, die Shell und BDH in Auftrag gegeben haben, zeigt, dass die Energiewende nur bewältigt werden kann, wenn die Politik auch den Wärmemarkt in künftige Konzepte einbezieht. Die Energiewende in privaten Haushalten kommt nicht voran. Die Heiztechnik wird immer effizienter, die Heizungen aber immer älter. Nur 20 % aller Heizgeräte entsprechen dem aktuellen Stand der Technik. Durch eine beschleunigte Heizungsmodernisierung und die verstärkte Nutzung erneuerbarer Energien ließen sich die Treibhausgasemissionen im Wohnungssektor bis 2030 um rund 30 % reduzieren. Die Studie geht davon aus, dass sich die Zahl alternativer Heizsysteme, zu denen vorrangig die Wärmepumpe gehört, bis 2030 auf über 6 Mio. Anlagen einpendelt. Die der Solarwärmeanlagen könnte sich bis zu 7 Mio. steigern. EU-Energieeffizienz-Richtlinie Durch die novellierte EnEV, müssen auch die Anforderungen der EU-Energieeffizienz-Richtlinie umgesetzt werden. Die wichtigsten Änderungen: Ab gelten strengere Effizienzvorgaben für Neubauten. Damit werden die bestehenden Vorschriften um 25 % verschärft. Besonders wichtig für die Wärmepumpe: Der Primärenergiefaktor für Strom wird von 2.6 auf 1.8 gesenkt. Die primärenergetische Bewertung wird dadurch für alle Wärmepumpen besser. Zum guten Schluss: Das Projektierungshandbuch 2014/2015 ist auch ein Versprechen von uns an Sie: Wir werden auch in Zukunft Ihr guter Partner für exzellente Technik und Qualität sein. Gemeinsam werden wir in ein zukunftssicheres Heizsystem an unsere gemeinsamen Kunden liefern und installieren. 2 PROJEKTIERUNGSHANDBUCH 2014/2015

5 Kapitelübersicht Planung 1.1 Physikalische und technische Grundlagen Wärme- und Leistungsbedarf 13 2 Wärmepumpen Luft/Wasser-Wärmepumpe 31 Typübersicht 43 Luft/Wasser Außenaufstellung 85 Luft/Wasser Innenaufstellung 110 Luft/Wasser Haustechnikzentrale 118 Luft/Wasser Compact 131 Luft/Wasser Standard Sole/Wasser-Wärmepumpe 173 Typübersicht 174 Wärmequelle Erdreich 176 Erdwärmekollektor 179 Erdwärmesonde 188 Passive Kühlung 191 Sole/Wasser Wärmezentrale 193 Sole/Wasser Compact 213 Sole/Wasser Professionell Wasser/Wasser-Wärmepumpe 247 Typübersicht 249 Wärmequelle Grundwasser 250 Wasser/Wasser Compact Kühltechnik 3.1 Kühltechnik Luft/Wasser-Wärmepumpe Reversibel Solarthermie 4.1 Grundlagen thermischer Solarenergie Anlagen und Montage Photovoltaik 5.1 Photovoltaik Projektierungshandbuch 2014/ Lüftung 6.1 Allgemeines Passive Lüftungsgeräte Aktive Lüftungsgeräte Service Anlagentechnik 7.1 Regelung 358 Wärmepumpenregler 360 Elektrischer Anschluss Nutzungsarten der Wärmepumpe 376 Einbindung in das Heizsystem 376 Brauchwarmwasserbereitung 386 Luft-Station 404 Einbindung regenerativer Energie Schwimmbadheizung 423 Einbindung Schwimmbad Wissen 8.1 Praktische Tipps und häufige Fragen Glossar 447 KAPITELÜBERSICHT 3

6 1.1 Wärmepumpen Projektierungshandbuch 2014/ PLANUNG

7 Inhaltsübersicht Kapitel Planung 1.1 Physikalische und technische Grundlagen Funktionsweise von Wärmepumpen 6 Wirkungsgrad und Leistungszahl 7 Energie-Einsparverordnung 2014 (Deutschland) 8 Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz (EEWärmeG) Wärme- und Leistungsbedarf Leistungsbedarf 13 Gesamtleistungsbedarf 13 Heizleistungsbedarf 13 Leistungsbedarf für Brauchwarmwasserbereitung 14 Leistungsbedarf für Sondernutzung 14 Sperrzeiten 14 Vorlauftemperatur des Verteilsystems 15 Auswahl der Wärmequelle 15 Wärmequelle Luft 16 Wärmequelle Erdreich 16 Wärmequelle Wasser 17 Betriebsarten 18 Jahresdauerlinie der Außentemperatur 18 Monovalente Betriebsart 19 Monoenergetische Betriebsweise 19 Bivalente Betriebsart 19 Wärmepumpenauswahl bei monoenergetischem oder bivalentem Betrieb 20 Monoenergetische Auslegungsbeispiele 21 Zusammengefasste Planungshinweise 25 Wasserqualität des Füll- und Ergänzungswassers nach VDI 2035 Teil I und II in Brauchwarmwasserheizungsanlagen 26 Novelan EXAKT 28 PLANUNG 5

8 1.1 Physikalische und technische Grundlagen Funktionsweise von Wärmepumpen In Deutschland wird gut ein Viertel der Endenergie in privaten Haushalten verbraucht. Gut drei Viertel davon werden für die Raumheizung aufgewandt. Grund genug, hier Bemühungen zur Energie einsparung und Minderung der CO 2 -Emissionen anzusetzen. Potenziale können durch Wärmeschutz, z. B. verbesserte Isolation, moderne Fenster und ein sparsames, umweltfreundliches Heizsystem genutzt werden. Energieverbrauch im Privathaus Funktionsweise von Wärmepumpen Wärmepumpen arbeiten nach dem Prinzip eines Kühlschranks: gleiche Technik, nur umgekehrter Nutzen. Der Kühlschrank entzieht Lebensmitteln Wärme. Diese gibt er durch Lamellen an seiner Rückseite an den Raum ab. Die Wärmepumpe entzieht unserer Umwelt aus der Luft, der Erde oder dem Wasser Wärme. Diese gewonnene Wärme wird im Gerät aufbereitet und an das Heizungswasser weitergegeben. Selbst wenn draußen klirrende Kälte herrscht, holt die Wärmepumpe noch so viel Wärme wie sie zum Beheizen eines Hauses benötigt. Sonstige Geräte 4,5 % Warmwasser 11 % Kühlen, Gefrieren 3,0 % Waschen, Kochen, Spülen 2,5 % Licht 1,0 % Wärme ohne Verbrennung so kann die Funktion der Wärmepumpe auf den Punkt gebracht werden. Das Prinzip soll hier näher betrachtet werden, um die Unterschiede zu herkömmlichen Heizkesseln zu verdeutlichen: Die Wärmepumpe benötigt zusätzlich zum Energieanschluss eine Wärmequelle. Die Vorlauftemperaturen sind auf 55 C bzw. 65 C begrenzt, idealerweise 35 C bis 40 C. Niedrig gewählte Vorlauftemperaturen werden durch niedrigere Betriebskosten von der Wärmepumpe belohnt. Heizen 78 % Der größte Teil der Heizenergie, die durch eine Wärmepumpe zur Verfügung steht, wird der Umwelt entzogen. Nur ein Bruchteil muss als Arbeitsenergie zugeführt werden. Die Leistungszahl (der Wirkungsgrad der Wärmepumpe) liegt in der Regel zwischen 3 bis 6. Wärmepumpen bieten damit eine ideale Voraussetzung für energiesparendes und umweltschonendes Heizen. Beispiel des Temperaturflusses bei einer Luft/Wasser-Wärmepumpe Aussenaufstellung Wie funktioniert das? Die Wärmepumpe ist eine thermodynamische Maschine, in der ein Arbeitsmedium einem Kreislauf folgt. Das Arbeitsmedium ändert dabei seinen Aggregatzustand von flüssig zu gasförmig. Der Prozess durchläuft nacheinander folgende Bauteile bzw. Arbeitsschritte: Verdampfer: Dem Prozess wird Umweltenergie zugeführt. Das Arbeitsmedium tritt mit einer niedrigen Temperatur flüssig in den Verdampfer der Wärmepumpe ein. Hier nimmt es aus der Wärmequelle (z. B. Außenluft) Wärme auf, die Temperatur des Arbeitsmediums steigt und verlässt erwärmt (gasförmig) den Verdampfer. Luft 0 C Luft -5 C Verdichter: Dem Prozess wird Arbeitsenergie zugeführt. Das gasförmige Arbeitsmedium wird verdichtet und dabei der Druck erhöht. Wie bei einer Luftpumpe erhöht sich die Temperatur des Arbeitsmediums zusätzlich durch die Druckerhöhung (heißes Gas). Kondensator: Der Prozess gibt Wärme über das heiße Gas an das kältere Heizungswasser ab. Dabei wird das Arbeitsmedium wieder flüssig, es kühlt sich etwa auf die Temperatur des Heizungswassers ab. Antriebsenergie Heizungsrücklauf 28 C Heizungsvorlauf 35 C Expansionsventil: Der Druck des Arbeitsmediums wird reduziert und das Arbeitsmedium wird kälter. Ein solcher Effekt ist auch bei Sprühdosen zu beobachten: Beim Sprühen (Expandieren oder Druckverminderung des Inhalts) werden Sprühdosen deutlich kälter. Das Arbeitsmedium verlässt das Expansionsventil mit einer Temperatur, die unter der Temperatur der Wärmequelle liegt. 6 PLANUNG

9 Physikalische und technische Grundlagen 1.1 Wirkungsgrad und Leistungszahl Der Wirkungsgrad (η) beschreibt das Verhältnis von Nutzleistung zu aufgenommener Leistung. Bei idealen Vorgängen ist der Wirkungsgrad 1. Technische Vorgänge sind immer mit Verlusten verbunden, deswegen sind Wirkungsgrade technischer Apparate immer kleiner als 1 (η < 1). η: Wirkungsgrad Q. : abgegebene Nutzleistung N P el : zugeführte Leistung (elektrisch) Bei Wärmepumpen wird ein Großteil der Energie der Umwelt entzogen. Dieser Teil wird nicht als aufgewandte Energie betrachtet, da sie kostenlos zur Verfügung steht. Der so gebildete Wirkungsgrad wäre größer als 1, dies ist technisch nicht korrekt. Für Wärmepumpen wurde deshalb zur Beschreibung des Verhältnisses von Nutzenergie zu aufgewandter Energie (in diesem Fall die reine Arbeitsenergie) die Leistungszahl ( oder COP) eingeführt. Die Leistungszahl von Wärmepumpen liegt in der Größenordnung ε = 3-6. cop: Leistungszahl (coefficient of performance) Q. : abgegebene Wärmeleistung WP P el : elektrische Leistungsaufnahme (DIN EN 14511) Während die Leistungszahl die Effektivität der Wärmepumpe an einem definierten Arbeitspunkt beschreibt, wird die Effektivität der Gesamtanlage über das Jahr durch die Jahresarbeitszahl beschrieben: : Jahresarbeitszahl W Nutz : Heizarbeit W el : zugeführte Antriebsarbeit Die Jahresarbeitszahl von Novelan Wärmepumpenanlagen kann mit dem Berechnungsprogramm Novelan EXAKT gut berechnet werden. Die vorgelagerte Kette des Transportes und der Wandlung elektrischer und fossiler Energieträger ist mit unterschiedlich großen Verlusten behaftet. Ein korrekter Vergleich zwischen Heizkessel und Wärmepumpe muss diese Verluste berücksichtigen. Der Primärenergienutzungsgrad beschreibt das Verhältnis von Nutzenergie zu eingesetzter Primär energie unter Berücksichtigung der Verluste bei Wandlung und Transport (siehe Grafik Primärenergieverbrauch). Für Heizkessel gilt immer PEN < 100 %, während Wärmepumpen PEN > 100 % erreichen. Die Leistungszahl und die damit verbundene Jahresarbeitszahl, kann bei der Anlagenplanung durch geschickte Wahl der Wärmequelle und des Wärmeverteilsystems beeinflusst werden. Je kleiner die Differenz zwischen Vorlauf- und Wärmequellentemperatur, desto besser ist die Leistungszahl. Die beste Leistungszahl ergibt sich bei hohen Temperaturen der Wärmequelle und niedrigen Vorlauftemperaturen im Wärmeverteilsystem, die vor allem durch Flächenheizungen erreicht werden können. Bei der Planung der Anlage erfolgt eine Abwägung zwischen einer effektiven Betriebsweise der Wärmepumpenanlage und den Investitionskosten bzw. dem Aufwand für die Anlagenerstellung. Öl-Zentralheizung Verluste Heizwärme Sole/Wasser-Wärmepumpe Verluste Heizwärme Regelung und Verteilung Nutzenergie Regelung und Verteilung Nutzenergie Heizkessel Umweltwärme (Erdwärme) Bereitstellung und Transport vom Kunden zu bezahlende Endenergie (Heizöl) Primärenergie (Mineralöl) Stromverteilung Kraftwerk Bereitstellung und Transport vom Kunden zu bezahlende Endenergie (Strom) Primärenergie (Kohle, Kernenergie, Wasserkraft) PLANUNG 7

10 1.1 Physikalische und technische Grundlagen Energie-Einsparverordnung 2014 (Deutschland) Wissenswertes Auszüge aus der EnEV Die Energie-Einsparverordnung: Der größte Teil des Energieverbrauchs in Deutschland wird für die Beheizung von Gebäuden benötigt. Um die Ziele der Europäischen Union und des Deutschen Bundestages zum Klimaschutz und insbesondere zur CO 2 -Minderung zu erreichen, trat zum 1. Februar 2002 die Energie-Einsparverordnung (EnEV) in Kraft. Mit ihrer Einführung wurden neue Mindeststandards an den baulichen Wärmeschutz und die Qualität der Versorgungstechnik von Gebäuden festgelegt. So musste der Heizenergiebedarf von Neubauten etwa 30 % niedriger sein als in der Wärmeschutzverordnung vorgeschrieben. Durch die Zusammenfassung von Vorschriften der Wärmeschutz- und Heizungsanlagenverordnung (WschVO 1995 und HeizAnlV 1998) wurde gleichzeitig eine Vereinfachung im Regelwerk erzielt und eine ganzheitliche Betrachtung des Energiesystems Haus ermöglicht. Mit der Neufassung vom 1. Oktober 2007 wurden die Anforderungen an den verbesserten Stand der Technik angepasst und die Energieausweise auch für Bestandsgebäude notwendig. Was regelt die EnEV? Sie schreibt Energieausweise für Gebäude vor. Energetische Mindestanforderungen für Neubauten, Modernisierung, Umbau, Ausbau und Erweiterungen von bestehenden Gebäuden. Mindestanforderungen für Heizungs-, Kühl- und Raumlufttechnik sowie Warmwasserversorgung. Energetische Inspektion von Klimaanlagen. Für welche Gebäude gilt die EnEV? Für alle beheizten und gekühlten Gebäude bzw. Gebäudeteile. Kleine Gebäude unter 50 m 2 Nutzfläche und nach Landesrecht geschützte Baudenkmäler sind von der Verpflichtung zu Energieausweisen nicht betroffen. Die EnEV 2014 Die Novellierung setzt auf eine weitere Senkung des Gebäude-Primärenergiebedarfs und die Reduzierung der Transmissionsverluste durch die Außenhaut. Und dies möglichst in Kombination mit erneuerbaren Energien. Die Vorgaben der EnEV 2014 entscheiden auch darüber, ob der Bauherr Fördergelder oder KfW-Darlehen erhält. Die EnEV 2014 beinhaltet erstmals wieder drastische Verschärfungen. So müssen seit dem 1. Oktober 2009 Bauherren bzw. Architekten und Planer künftig darauf achten, dass der Jahresprimärenergiebedarf für Heizung, Warmwasser, Lüftung und Kühlung um 30 % niedriger ist als noch in der EnEV 2007 gefordert. Der zulässige Transmissionswärmeverlust muss um 15 % niedriger sein. Für den Altbau hat die EnEV 2014 ebenfalls neue Regelungen geschaffen: Sind größere bauliche Maßnahmen an der Gebäudehülle vorgesehen, muss der energetische Wert der neuen Bauteile ebenfalls um 30 % besser sein als bislang vorgegeben. Alternativ kann man dafür sorgen, dass der Jahresprimärenergiebedarf des gesamten Gebäudes um 30 % sinkt. Die Bedeutung energiesparenden Heizens auch im Altbau ist somit gewachsen. Mindestanforderungen an alle Wärmeverteilungssysteme Bislang wurden nur an Heizkessel Heizöl und Gas anlagentechnische Forderungen gestellt. Mit der EnEV 2014 werden jetzt u. a. auch für Wärmepumpen Mindestanforderungen vorgeschrieben, denn die Mindestanforderung bezieht sich nicht mehr auf den Anlagentyp, sondern auf eine Aufwandszahl. So darf das Produkt aus Erzeugeraufwandszahl e g und Primärenergiefaktor f p nicht größer 1,30 sein. Bestehende Gebäude, die den zulässigen Primärenergiebedarfskennwert um mehr als 40 % unterschreiten, sind von der Anforderung des Nachweises der Aufwandszahl ausgenommen. Erneuerbare Energien Mit der EnEV 2014 wird es zur Pflicht, einen vorgegebenen Anteil der für ein Gebäude benötigten Wärmeenergie durch erneuerbare Energien zu erzeugen oder aber den Wärmedämmstandard des Gebäudes so zu verbessern, dass er mindestens 15 % unterhalb der gesetzlichen Vorgaben liegt. Bei zu errichtenden Wohn- und Nichtwohngebäuden mit einer Nutzfläche größer 50 m 2 ist daher vor Baubeginn zu prüfen, ob der Einsatz erneuerbarer Energieversorgungssysteme aus ökologischer und ökonomischer Sicht möglich ist. Mit dieser Maßnahme soll die EnEV an die Vorgaben des EEWärmeG angeglichen werden. Referenzgebäude auch für Wohnhäuser Mit der EnEV 2014 wird für Wohngebäude die Nachweis- Berechnung eingeführt. Das vereinfachte Verfahren zur Berechnung für Wohngebäude entfällt. Zukünftig darf der Jahres-Primärenergiebedarf den Jahres-Primärenergiebedarf eines entsprechenden Referenzgebäudes nicht überschreiten. Das Referenzgebäude verfügt über die gleichen Eigenschaften gleiche Gebäudenutzfläche, gleiche Ausrichtung etc. wie das geplante Wohnhaus. Es stehen zwei Berechnungsmethoden zur Wahl. Hier gilt jedoch: Bei beiden muss sowohl für das geplante Haus als auch für das Referenzwohnhaus das selbe Berechnungsverfahren verwendet werden. Berechnungsverfahren 1 Es wird gemäß Vornorm DIN V (Energetische Bewertung von Gebäuden) gerechnet in der EnEV 2014 wird hier auf die Ausgabe Februar 2007 verwiesen. 8 PLANUNG

11 Physikalische und technische Grundlagen 1.1 Energie-Einsparverordnung 2014 (Deutschland) Berechnungsverfahren 2 Hier erfolgt die Berechnung nach DIN 4108 (Wärmeschutz und Energieeinsparung in Gebäuden), Teil 6 (Berechnung des Jahresheizwärme- und des Jahresheizenergiebedarfs) in Verbindung mit der DIN V 4701 (Energetische Bewertung heiz- und raumlufttechnischer Anlagen), Teil 10 (Heizung, Trinkwassererwärmung, Lüftung). Bilanzierungsverfahren für Wohngebäude Die EnEV 2014 vereinheitlicht die Bilanzierungsverfahren für Wohn- und Nichtwohngebäude: Die Bilanzierung wird nur noch mit dem Monatsbilanzierungsverfahren durchgeführt. Das bisherige vereinfachte Verfahren für Wohngebäude Heizperiodenbilanzverfahren entfällt. Zukünftig dürfen Jahres-Primärenergiebedarf und Transmissionswärmeverlust für Neubauten und bestehende Gebäude alternativ nach dem Monatsbilanzierungsverfahren gemäß DIN EN 832 in Verbindung mit der DIN und dem Verfahren gemäß DIN V berechnet werden. Für die Berechnung nach DIN V wird das Wohngebäude immer als Einzonenmodell eingestuft. Anforderungen an Wohngebäude: Anlage 1 (zu den 3 und 9) EnEV 2014 Energiebedarf der Kühlung Wird die Raumluft gekühlt, sind der nach DIN V oder der nach DIN V : , geändert durch A1: , berechnete Jahres-Primärenergiebedarf und die Angabe für den Endenergiebedarf (elektrische Energie) im Energieausweis nach 18 nach Maßgabe der zur Kühlung eingesetzten Technik je m 2 gekühlter Gebäudenutzfläche wie folgt zu erhöhen: bei Einsatz fest installierter Raumklimageräte (Split-, Multisplit- oder Kompaktgeräte) der Energieeffizienzklassen A, B oder C nach der Richtlinie 2002/31/EG der Kommission zur Durchführung der Richtlinie 92/75/ EWG des Rates betreffend die Energieetikettierung für Raumklimageräte vom 22. März 2002 (ABl. L 86 vom , S. 26) sowie bei Kühlung mittels Wohnungslüftungsanlagen mit reversibler Wärmepumpe der Jahres-Primärenergiebedarf um 16,2 kwh/(m 2 a) und der Endenergiebedarf um 6 kwh/(m 2 a), bei Einsatz von Kühlflächen im Raum in Verbindung mit Kaltwasserkreisen und elektrischer Kälteerzeugung, z. B. über reversible Wärmepumpe, der Jahres-Primärenergiebedarf um 10,8 kwh/(m 2 a) und der Endenergiebedarf um 4 kwh/(m 2 a), bei Deckung des Energiebedarfs für Kühlung aus erneuerbaren Wärmesenken (wie Erdsonden, Erdkollektoren, Zisternen) der Jahres-Primärenergiebedarf um 2,7 kwh/(m 2 a) und der Endenergiebedarf um 1 kwh/(m 2 a), bei Einsatz von Geräten, die hier nicht aufgeführt sind, der Jahres-Primärenergiebedarf um 18,9 kwh/(m 2 a) und der Endenergiebedarf um 7 kwh/(m 2 a). Private Nachweise Wie in der EnEV 2009 ist die Aufnahme privater Nachweispflichten, um den Vollzug der Verordnung zu stärken ( 26 a). Private Nachweise sind dann erforderlich, wenn an oder in bestehenden Gebäuden Änderungen an Außenbauteilen vorgenommen werden, oberste Geschossdecken oder darüber befindliche Dächer gedämmt werden, Heizkessel und sonstige Wärmeerzeugersysteme erstmalig eingebaut oder erneuert werden, Wärmeverteilungs- und Warmwasserleitungen gedämmt, Klimaanlagen und sonstige raumlufttechnische Anlagen eingebaut oder erneuert werden. Die privaten Nachweise sind in Form einer Unternehmererklärung zu erbringen, in der vom Unternehmer schriftlich bescheinigt wird, dass die geänderten oder eingebauten Bau- oder Anlagenteile den Anforderungen der EnEV 2014 entsprechen. Die Unternehmererklärung ist dem Bauherrn oder Eigentümer unverzüglich nach Abschluss der Arbeiten zu übergeben. Dieser und dessen Rechtsnachfolger müssen die Erklärung mindestens fünf Jahre aufbewahren. Werden die Arbeiten in Eigenleistung erbracht und die nach Landesrecht zuständige Behörde verlangt die Vorlage einer solchen Erklärung (Eigentümererklärung), genügt es, wenn der Eigentümer Art und Zeitpunkt des Abschlusses der durchgeführten Arbeiten angibt. Wann müssen Energieausweise ausgestellt werden? Wenn Gebäude oder Gebäudeteile (Wohnungen, Nutzeinheiten) neu gebaut, verkauft, verpachtet, vermietet oder geleast werden. Auf Nachfrage sind potenziellen Käufern oder Mietern Energieausweis und Modernisierungsempfehlungen vorzulegen. Bei Modernisierungen, An- oder Ausbauten muss nur dann ein Energieausweis ausgestellt werden, wenn im Zuge der Modernisierung eine ingenieurmäßige Berechnung des Energiebedarfs des gesamten Gebäudes erfolgt, die eine kostengünstige Ausstellung des Ausweises ermöglicht. In öffentlichen Gebäuden (Rathäusern, Schulen, Krankenhäusern etc.) mit mehr als 1000 m 2 Nutzfläche und regelmäßigem Publikumsverkehr muss ein Energieausweis ausgehängt werden. Ein Energieausweis ist im Regelfall 10 Jahre gültig. Findet in einem Gebäude kein Nutzerwechsel statt und ergeben sich auch keine anderen Gründe, die zur Ausstellung verpflichten, besteht kein gesetzlicher Zwang, einen Energieausweis auszustellen. Die Ausstellung von freiwilligen Energieausweisen z. B. zur Vorbereitung einer energetischen Modernisierung ist jedoch möglich. PLANUNG 9

12 1.1 Physikalische und technische Grundlagen Energie-Einsparverordnung 2014 (Deutschland) Wer darf einen Energieausweis ausstellen? Personen mit berufsqualifizierendem Hochschulabschluss. Dies sind Dipl. Ing. (FH) und Dipl. Ing. sowie Bachelor und Master gemäß Bologna-Protokoll sowie die zur Ausübung des Berufs berechtigenden Staatsexamina. Personen mit berufsqualifizierendem Hochschulabschluss oder mit erfolgreich abgelegtem Staatsexamen. Der Personenkreis mit berufsqualifizierendem Hochschulabschluss sowie Absolventen der Fachrichtung Physik. Personen, die nach Abschluss eines Lehrgangs zum Energieberater des Handwerks, der vor dem begonnen hat, zum Ausstellen von Energieausweisen für Wohngebäude berechtigt. Hochschulabsolventen, die eine Fortbildung, die sich lediglich auf die Inhalte für den Bereich Wohngebäude laut Anlage 11 der EnEV beschränkt. Aufgrund der Vielzahl Berechtigter Aussteller ist es empfehlenswert, sich von der jeweiligen Person schriftlich bestätigen zu lassen, dass sie ausstellungsberechtigt ist. Wer hat Anspruch auf einen Energieausweis? Eigentümer oder Käufer eines Neubaus erhalten den Energieausweis von ihrem Architekten oder Bauträger. Potenzielle Mieter oder Käufer sollten sich den Energieausweis z. B. vor Vertragsverhandlungen vom Gebäudeeigentümer vorlegen lassen. Sie müssen hier aber u. U. selbst aktiv werden. Nach EnEV muss der Eigentümer den Energieausweis spätestens auf Verlangen zugänglich machen. Wie sieht ein Energieausweis aus? Der Energieausweis enthält auf vier Seiten die wesentlichen Gebäudedaten, das Energielabel sowie leicht verständliche Vergleichswerte und Modernisierungsempfehlungen. Im bedarfsbasierten Energieausweis wurden folgenden Punkten ergänzt: Angaben zu eingesetzten Erneuerbaren Energien und zu eingesetzter Lüftung (erste Formularseite) Mehrfachnennungen bei Baujahr der Anlagentechnik Angaben zum Berechnungsverfahren Einhaltung sommerlicher Wärmeschutz Nutzung von Vereinfachungen Angaben zur Erfüllung der Ersatzmaßnahme nach 7 Nr. 2 oder nach 7 Nr. 2 i. V. m. 8 EEWärmeG bei Neubau von Wohn- und Nichtwohngebäuden Einflussfaktoren bei der Berechnung des Energiebedarfes solare Gewinne Erdwärme Lüftungsverluste interne Gewinne Warmwasseranlage Lüftungsanlage Heizungsanlage Wie wird der Energiebedarf berechnet? Für Neubauten, Modernisierungen sowie An- oder Ausbauten in deren Verlauf eine ingenieurmäßige Berechnung des Energiebedarfs des gesamten Gebäudes erfolgt, müssen Energieausweise auf der Grundlage des berechneten Energiebedarfs ausgestellt werden. Für Bestandsgebäude können Energieausweise sowohl auf der Grundlage des ingenieurmäßig berechneten Energiebedarfs als auch auf der Grundlage des gemessenen Energieverbrauchs erstellt werden. Eine Ausnahme gilt für Wohngebäude mit weniger als fünf Wohnungen, für die ein Bauantrag vor dem gestellt wurde. Hier sollen nur Bedarfsausweise zulässig sein, es sei denn, beim Bau selbst oder durch spätere Modernisierung wird mindestens das Wärmeschutzniveau der 1. Wärmeschutzverordnung von 1977 erreicht. Energieausweise werden in der Regel für das gesamte Gebäude und nicht für einzelne Gebäudeteile oder Wohnungen erstellt. Primärenergetische Bewertung von Strom Der Primärenergiefaktor berücksichtigt die Verluste, die von der Gewinnung des im Gebäude eingesetzten Energieträgers von seiner Quelle über die Aufbereitung und den Transport bis zum Gebäude anfallen. Er wird für alle Energieträger in der EnEV definiert und ist allgemein gültig. In der EnEV 2007 wurde dieser Faktor für Strom um 10 % von zuvor 3,0 auf 2,7 gesenkt. Seitdem wird wie bei allen anderen Energieträgern nur der nicht erneuerbare Anteil berücksichtigt. In der EnEV 2014 wird der Wert nun auf 2,4 gesetzt, weil der Anteil erneuerbar erzeugten Stroms (Windkraft- und Photovoltaikanlagen) gewachsen ist. Die energetische Bewertung von Wohngebäuden wird durch die Senkung des Primärenergiefaktors für Strom gegenüber der bestehenden EnEV verbessert. Transmissionsverluste Primärenergie (Quelle: Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung) Die Nichteinhaltung der EnEV gilt als Ordnungswidrigkeit! Weitere Informationen zur EnEV: PLANUNG

13 Physikalische und technische Grundlagen 1.1 Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz (EEWärmeG) Einleitung Wenn wir heute ein Gebäude errichten, greift nicht nur die EnEV 2014 sondern es muss auch das EEWärmeG beachtet werden. Das novellierte EEWärmeG tritt am 1. Mai 2011 in Kraft und löst somit das EEWärmeG 2009 ab. Im konkreten Fall bedeutet das, dass erneuerbare Energiequellen für die Beheizung und Kühlung von Gebäuden eingesetzt werden müssen. So kann Beispielsweise Sonnenenergie über Solarkollektoren, Erdsonden und Umweltwärme für Wärmepumpen zur Erfüllung des Gesetzes genutzt werden. Alternativ kann über anerkannte Ersatzmaßnahmen die Effizienz des Gebäudes gesteigert werden. Warum gibt es ein Wärmegesetz? Das Wärmegesetz war im Wesentlichen aus zwei Gründen nötig. Zum einen hat der Europäische Rat am 8. und 9. März 2007 beschlossen, den Anteil erneuerbarer Energien am gesamten Energieverbrauch der Europäischen Union auf mindestens 20 Prozent zu erhöhen. Dieser Beschluss verpflichtet alle Mitgliedstaaten- auch die Bundesrepublik. Um dieses Ziel zu verwirklichen, müssen in allen Bereichen, in denen Energie verbraucht wird, vermehrt erneuerbare Energien genutzt werden. Dies gilt für die Strom- und Kraftstoffversorgung, aber auch für den Bereich der Wärme und Kälte. Welche Ziele verfolgt das Wärmegesetz? Vorrangiges Ziel des Wärmegesetzes ist es, den Anteil erneuerbarer Energien am Wärmebedarf in Deutschland deutlich zu erhöhen. Der Gesetzesentwurf gibt mit 14 Prozent bis 2020 eine greifbare Zielmarke vor. Dieser Ausbau der Erneuerbaren soll den Ausstoß Klima schädlicher Treibhausgase verringern. In erster Linie dient der Gesetzesentwurf also dem Klimaschutz. Was beinhaltet das Wärmegesetz? Das Wärmegesetz basiert auf zwei Säulen, die mit fordern und fördern umschrieben werden können. Zunächst verpflichtet das Gesetz jeden Eigentümer eines neuen Gebäudes, seinen Wärme- und Kälteenergiebedarf anteilig mit erneuerbaren Energien zu decken. Um diese Nutzungspflicht zu erfüllen, können die unterschiedlichsten Energiequellen wie Bioenergie, Solarthermie, Geothermie oder Umweltwärme zum Einsatz kommen. Um nicht nur zu fordern, sondern den Gebäudeeigentümern bei der Nutzung erneuerbarer Energien auch finanziell entgegen zu kommen, sieht das Wärmegesetz weiterhin Fördermöglichkeiten vor. Belohnt wird jeder, der freiwillig, also ohne verpflichtet zu sein, erneuerbare Energien nutzt. Fördergelder können auch beantragt werden, wer über die Nutzungspflicht hinausgehend erneuerbare Energien oder innovative Technologien einsetzt (siehe MAP). Wann tritt das Gesetz in Kraft? Das Wärmegesetz trat am 1. Januar 2009 in Kraft und wurde mit der novellierten Fassung vom 12. April 2011 mit Gültigkeit zum 1. Mai 2014 abgelöst. Wer wird durch das Wärmegesetz verpflichtet? Das Wärmegesetz gilt für alle Eigentümer von neuen Gebäuden Unabhängig davon, ob das Gebäude oder darin befindliche Wohnungen vermietet werden oder nicht und bei bestehenden öffentlichen Gebäuden die umfassend saniert werden und die öffentliche Hand Eigentümer ist. Welche Gebäude werden von dem Gesetz erfasst? Erneuerbare Energien müssen nur die Eigentümer neu errichteter Gebäude nutzen. Das gilt unabhängig davon, ob es sich um ein Wohngebäude oder ein Nichtwohngebäude handelt. Auch vermietete Immobilien unterliegen der Pflicht. Ein Gebäude ist ein neues Gebäude im Sinne des EEWärmeG, wenn es nach dem fertig gestellt wird. Neu ist, dass mit der neuen Novelle nun auch bestehende Gebäude der öffentlichen Hand berücksichtigt sind, die umfassend saniert werden. Ein bestehendes Gebäude ist dann umfassend saniert, wenn innerhalb von 2 Jahren der Heizkessel ausgetauscht wird oder seine Heizungsanlage auf einen anderen fossilen Energieträger umgebaut wurde und die Gebäudehülle um mehr als ein Fünftel energetisch verbessert wurde. Wann gilt die Nutzungspflicht? Alle Bauanträge die zwischen dem 1. Januar 2014 und dem 30. April 2011 liegen werden nach dem EEWärmeG von 2009 abgehandelt. Anträge die zwischen dem 1. Mai 2011 und dem 31. Oktober eingereicht werden, müssen im Bedarfsfall nach dem EEWärmeG 2011 mit den entsprechenden Länder-spezifischen Nachweisen* eingereicht werden. Ab dem 1. November 2011 greift das EEWärmeG aus In welchem Umfang müssen erneuerbare Energien genutzt werden? Jeder Gebäudeeigentümer muss nur anteilig erneuerbare Energien nutzen. Diese Mindestanteile richten sich nach der eingesetzten Energiequelle. Eine Übersicht finden Sie hier: Solarthermie 0,04 m² Aperturfläche/m² Nutzfläche für kleine Wohngebäude (1- und 2 Familienhäuser) und 0,03 m² Aperturfläche/m² Nutzfläche bei großen Wohngebäuden (mind. 3 Wohnungen) Erneuerbare Wärme & Kälte bei Geothermie & Umweltwärme 50 % Bei grundlegend sanierten öffentlichen Gebäuden, bei Nutzung von Geothermie oder Umweltwärme oder Solarenergie 15% Können unterschiedliche Maßnahmen kombiniert werden? Ja. Das Wärmegesetz ermöglicht dem Verpflichteten einen breiten Handlungsspielraum. Jeder verpflichtete Gebäudeeigentümer kann verschiedene erneuerbare Energien und deren Nutzungstechnologien miteinander kombinieren. Gibt es Ersatzmaßnahmen? Nicht jeder Eigentümer kann erneuerbare Energie nutzen. Und nicht immer ist der Einsatz erneuerbarer Energien sinnvoll. Deshalb können anstelle erneuerbarer Energien PLANUNG 11

14 1.1 Physikalische und technische Grundlagen Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz (EEWärmeG) andere Maßnahmen ergriffen werden, die ähnlich Klima schonend sind (Ersatzmaßnahmen), folgende Ersatzmaßnahmen erkennt das EEWärmeG unter bestimmten Bedingungen für Neubauten und grundlegend sanierten Gebäuden der öffentlichen Hand an: die Nutzung von Abwärme die Nutzung von Wärme aus Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen die verbesserte Dämmung des Gebäudes, die deutlich über die derzeit gültige EnEV hinausgeht den Anschluss an ein Netz der Nah- oder Fernwärmeversorgung Zu was verpflichtet das Wärmegesetz? Ein Gebäudeeigentümer, dessen Gebäude unter den Anwendungsbereich des Gesetzes fällt, muss seinen Energiebedarf (Wärme & Kälte) anteilig mit erneuerbaren Energien oder durch anerkannte Ersatzmaßnahmen decken. Wärme & Kälteenergiebedarf beschreibt in der Regel die Energie, die man zum Heizen, zur Erwärmung des Nutzwassers und zur Kühlung benötigt. Wer beispielsweise Erdwärme oder Umweltwärme nutzt, muss seinen Energiebedarf (Wärme & Kälte) zu mindestens 50 Prozent daraus decken. Das Gesetz stellt aber bestimmte ökologische und technische Anforderungen, z. B. bestimmte Jahresarbeitszahlen beim Einsatz von Wärmepumpen. Unten stehende Tabelle zeigt die Jahresarbeitszahlen, die erreicht werden müssen. Jahresarbeitszahl nach VDI 4650 Blatt 1 ( ) Bereitung Wärmepumpe JAZ bei Neubauten JAZ bei grundlegend sanierten öffentlichen Gebäuden Nur Heizung Sole/Wasser 4 3,8 Heizung und Brauchwarmwasser Brauchwarmwasser Wasser/Wasser Luft/Wasser Sole/Wasser Wasser/Wasser Luft/Wasser 4 3,5 3,8 3,8 3,3 3,8 3,3 3,6 3,6 3,1 Berechnung der Jahresarbeitszahlen Für die Berechnung der Jahresarbeitszahl wird die VDI 4650 Blatt 1 ( ) hergenommen. Diese VDI-Richtlinie enthält jetzt auch Formalismen zur Berücksichtigung der Brauchwarmwasserbereitung sowie die Möglichkeit zusätzliche Energieerzeuger (monoenergetisch bzw. bivalent) zu berücksichtigen. Da die VDI-Richtlinie nicht zwischen unterschiedlichen Speicherkonzepten zur Brauchwarmwasserbereitung unterscheidet, sich jedoch der Brauchwarmwasserverbrauch an der Nutzfläche orientiert und die Abhängigkeit der Leistungsabgabe der Wärmepumpe von Quellen- und Heizwassertemperatur nicht berücksichtigt wird, ist eine Übereinstimmung zwischen berechneten und gemessenen Werten nicht unbedingt zu erwarten. Bei den Berechnungen nach VDI 4650 handelt es sich in Analogie zur EnEV nicht um eine Prognose zur tatsächlichen Jahresarbeitszahl, sondern um ein Kriterium zum Anlagenvergleich. Die Jahresarbeitszahl ist abhängig von: Leistungszahl der Wärmepumpe gemessen nach DIN EN bzw. DIN EN 255 Temperatur der Wärmequelle im Auslegungspunkt Verlauf der Wärmequellentemperatur über die Heizperiode Temperaturdifferenz zwischen Ein- und Austritt der Wärmequelle Temperatur des Heizungsvorlaufs im Auslegungspunkt (Wärmesenke) Verlauf der Heizungsvorlauftemperatur über die Heizperiode Temperaturdifferenz zwischen Vor- und Rücklauf der Heizung im Auslegungspunkt Temperaturdifferenz zwischen Ein- und Austritt der Wärmequelle bei der Messung Temperaturdifferenz zwischen Vor- und Rücklauf der Heizung bei der Messung Im Jahr eingesetzte elektrische Energie für die Wärmequellenpumpe bei den Wärmequellen Grundwasser und Erdreich Temperatur des Brauchwarmwasserspeichers im Auslegungspunkt (Wärmesenke) Anteil der Brauchwarmwasserbereitung am gesamten Jahreswärmebedarf. Neben dem Nachweis der Effizienz der Anlage wird vom EEWärmeG auch die Forderung nach einer Wärmemengenerfassung (nachfolgend WME genannt) gestellt. Die WME ist bei Luft/Wasser-Wärmepumpen vorgeschrieben. Bei Sole/ Wasser- und Wasser/Wasser-Wärmepumpen ist eine WME erst ab einer Vorlauftemperatur >35 C vorgeschrieben. Die WME muss die gesamte Wärmeenergieabgabe an das Gebäude erfassen. Bei Wärmepumpen mit Wärmemengenerfassung erfolgt die Auswertung über den Regler. Dieser zeigt die Kilowattstunde (kwh) thermische Energie an, die in das Heizsystem abgegeben wurde. Geforderte Prüfzeichen Nachdem im Marktanreizprogramm nur Wärmepumpen förderfähig sind, die das EHPA Gütesiegel tragen, so wurden jetzt auch, um den Qualitätsanspruch hoch zuhalten, in der Novelle bestimmte Prüfzeichen für Wärmepumpen gefordert. Bewilligungs- bzw. förderfähig sind nur Wärmepumpen, die eines der folgenden Prüfzeichen nachweisen können: gemeinschaftliches Umweltzeichen Euroblume Umweltzeichen Blauer Engel Prüfzeichen European Quality Label for Heat Pumps (Gütesiegel) 16a Installateure für Erneuerbare Energien Über den 16a Installateure für Erneuerbare Energien des EEWärmeG vom 12. April 2011 besteht für die Handwerkskammern die Möglichkeit, gemäß den Vorschriften der Handwerksordnung und der EU Richtlinie 2009/28/EG, Fortbildungsprüfungsregeln für die Installateure für Erneuerbare Energien zu erlassen. Es wird dazu führen, dass durch die Möglichkeit der Handwerkskammern, Fortbildungsmaßnahmen anzubieten und Lehrinhalte zu gestalten, dass der Installateur über die neuen Techniken so geschult wird, dass dieser bei Planung und Ausführung Kompetenz erlangt. 12 PLANUNG

15 Wärme- und Leistungsbedarf Leistungsbedarf 1.2 Die genaue Dimensionierung ist bei Wärmepumpenanlagen besonders wichtig. Durch zu kleine Wärmepumpen ergeben sich Komfortverluste und erhöhte Heizkosten. Zu groß gewählte Geräte sind oft mit unverhältnismäßig hohen Anlagenkosten verbunden. Über- und Unterdimensionierungen sind deshalb unbedingt zu vermeiden! Für die bedarfsgerechte Auslegung der Wärmepumpenanlage sind folgende Daten erforderlich: Gesamtleistungsbedarf - Heizleistungsbedarf des Gebäudes - Leistungsbedarf für Brauchwarmwasserbereitung - Leistungsbedarf für Sondernutzung Eventuelle Sperrzeiten des Energieversorgers (EVU) Vorlauftemperatur des Verteilsystems Auswahl der Wärmequelle Betriebsart der Wärmepumpe Gesamtleistungsbedarf = Q WP Der Gesamtleistungsbedarf entsteht durch die Gebäudenutzung und die Verbrauchsgewohnheiten der Bewohner. Er setzt sich zusammen aus den erforderlichen Leistungen zur Deckung des Heizwärmebedarfs, des Brauchwarmwasserbedarfs und des Bedarfs aus Sondernutzungen, wie zum Beispiel Schwimmbaderwärmung (siehe Kapitel 5.3). Heizleistungsbedarf + Leistungsbedarf für Brauchwarmwasserbereitung + Leistungsbedarf für Sondernutzung = Gesamtleistungsbedarf Der Gesamtleistungsbedarf muss durch die Heizungsanlage abgedeckt werden. Darüber hinaus wird die erforderliche Wärmepumpenleistung durch zusätzliche Faktoren, wie die Betriebsart und Sperrzeiten des EVU, bestimmt. Heizleistungsbedarf = Q G (Gebäudeheizlast) Die genaue Berechnung des Heizleistungsbedarfs bzw. des zu beheizenden Hauses erfolgt nach SIA 384/2-Schweiz bzw. nach der EU-Norm EN Für Neubauten ist diese Berechnung nach der EnEV vorgeschrieben. Bei bestehenden Gebäuden kann zur Vorauswahl überschlägig auf den Energie verbrauch der letzten Jahre zurückgegriffen werden oder weniger genau eine Abschätzung anhand des Baujahres erfolgen. Die Ermittlung aus dem Energieverbrauch hat den Vorteil, dass von der Norm abweichende Verbrauchsgewohnheiten berücksichtigt werden. Auf keinen Fall sollte die Leistungsangabe eines vorhandenen Heizkessels übernommen werden, da diese in der Regel überdimensioniert sind. Die Ermittlung des maximalen Heizleistungsbedarfs aus den Verbrauchswerten erfolgt durch Teilung des Verbrauchs mit einem vom Energieträger abhängigen Divisor. Zum Beispiel beträgt bei einem Ölverbrauch von 3500 l/a der maximale Heizleistungsbedarf: Deutschland: 3500 l/a : 250 l/(a kw) = 14 kw Schweiz: 3500 l/a : 300 l/(a kw) = 11,7 kw Energieträger Praxiswerte Deutschland 1) Divisor Praxiswerte Schweiz 2) Divisor Erdgas (m 3 ) 230 m 3 /(a kw) 280 m 3 /(a kw) Heizöl (l) 250 l/(a kw) 300 l/(a kw) Flüssiggas (l) 335 l/(a kw) *) 400 l/(a kw) *) Divisor gilt für normalen Brauchwarmwasserverbrauch, Ein- und Zweifamilienhäuser 1) gültig für 1900 Vollbenutzungsstunden und einen Kesseljahresnutzungsgrad von 75 %. 2) gültig für 1800 Vollbenutzungsstunden und einen Kesseljahresnutzungsgrad von 70 %. *) temperaturabhängig Wird der Heizleistungsbedarf nach den Verbrauchswerten ermittelt, sollte der Mittelwert des Energieverbrauchs der letzten 3 bis 5 Jahre zu Grunde gelegt werden, um statistische Ausreißer zu eliminieren. Bitte beachten Sie, dass bei erhöhtem Brauchwarmwasserbedarf (z. B. im Sportheim) der Leistungsbedarf nicht aus dem Verbrauch ermittelt werden kann. Ist im Einfamilienhaus (ca. 4 Personen) auch die Brauchwarmwasserbereitung mit in den Verbrauchswerten enthalten, so können bei anschließender dezentraler Brauchwarmwasserbereitung ca. 15 % vom Verbrauch abgezogen werden. Liegen die Verbrauchswerte nicht vor, kann der maximale Heizleistungsbedarf näherungsweise aus der beheizten Fläche ermittelt werden. Hierfür stehen folgende Richtwerte zur Verfügung: Richtwert Deutschland: Gebäude spezifischer Heizleistungsbedarf Neubau nach EnEV W/m 2 nach Wärmeschutzverordnung W/m 2 Baujahr ab etwa 1980 normale Wärmedämmung W/m 2 älteres Mauerwerk ohne besondere Wärmedämmung 120 W/m 2 Zum Beispiel beträgt der maximale Heizleistungsbedarf eines nach der Wärmeschutzverordnung '95 errichteten Gebäudes mit einer beheizten Fläche von 150 m 2 : 150 m 2 x 55 W/m 2 = W (8,25 kw) Richtwert Schweiz: Gebäude spezifischer Heizleistungsbedarf Wohnhäuser Baujahr vor W/m 2 gut wärmegedämmte Wohnhäuser W/m 2 Minergie Niedrigstenergiehäuser 25 W/m 2 Zum Beispiel beträgt der maximale Heizleistungsbedarf eines gut wärmegedämmten Wohnhauses 150 m 2 x 35 W/m 2 = W (5,25 kw) PLANUNG 13

16 Wärme- und Leistungsbedarf 1.2 Leistungsbedarf Leistungsbedarf für Brauchwarmwasserbereitung Q WW Der Warmwasserverbrauch ist stark von den individuellen Gewohnheiten abhängig. Um den heutigen Komfortansprüchen zu genügen, sollte der Verbrauch mit 80 bis 100 l Wasser bei einer Temperatur von 45 C angesetzt werden. Das entspricht einem Energiebedarf von 4 kwh pro Tag und Person oder einem mittleren Leistungsbedarf von 0,17 kw/person. Die Leistung muss auf den Spitzenbedarf ausgelegt werden. Um genügend Reserven zu haben, sollte die Heizleistung für die Brauchwarmwassererwärmung im Ein- und Zweifamilienhaus mit 0,25 kw/person berücksichtigt werden. Die genaue Auslegung der Brauchwarmwassererwärmung wird im Kapitel 4.2 Nutzungsarten der Wärmepumpe dargestellt. Zirkulationsleitungen sollten nach Möglichkeit nicht verwendet werden. Sie erhöhen anlagenseitig den Wärmebedarf für die Brauchwarmwasserbereitung um bis zu 50 %. Wenn Zirkulationsleitungen unentbehrlich (Rohrleitungsinhalt > 3 Liter) sein sollten, ist die Zirkulationspumpe über eine Schaltuhr so zu steuern, dass sie nur in Bedarfsspitzenzeiten freigegeben wird. Ist der Brauchwarmwasserbedarf bereits im Heizwärmebedarf berücksichtigt, da dieser über den Energieverbrauch einschließlich der Brauchwarmwasserbereitung errechnet wurde, ist bei der Ermittlung des Gesamtleistungsbedarfs die Addition des Leistungsbedarfs für die Brauchwarmwasserbereitung nicht notwendig. Diese entfällt ebenso, wenn die Brauchwarmwasserbereitung in die Nachtstunden verlegt wird und die Heizung in dieser Zeit abgesenkt ist nur sinnvoll bei Sole- und Wasser/Wasser-Wärmepumpen. Dies kann an der Wärmepumpenregelung eingestellt werden. Leistungs bedarf für Sondernutzung Q In manchen Fällen wird zusätzlich ein Schwimmbad mit Heizenergie versorgt. Ob dieser Wärmebedarf in den Gesamtwärmebedarf eingeht, bestimmen Bauart und Betriebsweise des Schwimmbades (siehe 3.1 Nutzungsarten der Wärmepumpe). Wird das Schwimmbad ausschließlich außerhalb der Heizsaison beheizt, muss der Leistungsbedarf nicht zusätzlich berücksichtigt werden. Die ganzjährige Beheizung eines Hallenbades geht immer in den Leistungsbedarf der Gesamtanlage ein. Hierbei muss sowohl der Leistungsbedarf für die Raumheizung als auch für die Beckenwassererwärmung berücksichtigt werden. Der Wärmebedarf für die Raumheizung, Lüftung und Ent- und Befeuchtungsanlage ist auf jeden Fall durch eine Wärmebedarfsberechnung zu ermitteln und dem Gesamtleistungsbedarf hinzuzufügen. S Sperrzeiten Z Der günstige Wärmepumpentarif der EVU ist meistens mit Sperrzeiten verbunden, in denen die Wärmepumpenanlage nicht mit Heizstrom versorgt wird. Die Stromzufuhr kann maximal 3 x 2 Stunden innerhalb 24 Stunden unterbrochen werden. Zwischen zwei Unterbrechungszeiten muss die Freigabezeit allerdings mindestens so lange sein wie die vorangegangene Sperrzeit. Diese Unterbrechungszeiten werden mittels eines Faktors zur Ermittlung des Leistungsbedarfes berücksichtigt. In der Praxis können in einem Neubau mit Fußbodenheizung, durch die hohe Speichermasse des Boden aufbaus, kleinere Faktoren verwendet werden. Der erforderliche Zuschlagfaktor Z wird einfach ermittelt durch: Beispiel: 3 x 2 h Sperrzeit = 6 h Z = Z = 1,33 24 h 24 h - 6 h Für gängige Sperrzeiten beträgt der Faktor: Sperrzeit Z rechnerisch Neubau mit FBH 1 x 2 Stunden 1,10 1,05 2 x 2 Stunden 1,20 1,10 3 x 2 Stunden 1,33 1,15 Im Allgemeinen genügt bei massiv gebauten Häusern, insbesondere mit Fußbodenheizung, das vorhandene Wärmespeichervermögen, um auch 2-stündige Sperrzeiten ohne Komforteinbußen zu überbrücken. Die Leistungserhöhung der Wärmepumpe ist jedoch wegen der erforderlichen Wiederaufheizung der Speichermasse notwendig. Die Praxis zeigt, dass nie alle Räume beheizt werden und die nach SIA 384/2-Schweiz bzw. der EU-Norm EN heranzuziehende minimale Außentemperatur nur selten erreicht bzw. unterschritten wird. Die Auslegung der Wärmepumpenanlage erfolgt auf Gesamtleistungsbedarf x Z. Q WP = (Q G + Q WW + Q S ) x Z Q = Gesamtleistungsbedarf WP Q = Heizleistungsbedarf (Gebäudewärmebedarf ) G Q = Leistungsbedarf für Brauchwarmwasserbereitung WW Q = Leistungsbedarf für Sondernutzung S 14 PLANUNG

17 Wärme- und Leistungsbedarf Auswahl der Wärmequelle 1.2 Vorlauftemperatur des Verteilsystems Das Wärmeverteilsystem von Wärmepumpenanlagen sollte auf jeden Fall so ausgelegt werden, dass der benötigte Wärmebedarf bei möglichst geringen Vorlauftemperaturen gedeckt werden kann. Jedes Grad weniger bei der Vorlauftemperatur ergibt eine Einsparung von bis zu 2,5 % im Energieverbrauch der Wärmepumpenanlage. Für Vorlauftemperaturen über 55 C muss eine spezielle, für diesen Temperaturbereich geeignete Wärmepumpe (H-Serie bis 65 C) eingesetzt werden oder die Wärmepumpe durch ein zweites Heizsystem unterstützt werden. Im Gebäudebestand kann im bivalenten Betrieb der vorhandene Heizkessel zur Unterstützung bei niedrigen Außentemperaturen eingesetzt werden. Alternativ kann die Wärmepumpe monoenergetisch, durch elektrische Heizstäbe, unterstützt werden Vorlauftemperatur ( C) A B C D E maximale Wärmepumpen- Vorlauftemperatur Außentemperatur t A Kurve A: Vorlauftemperatur 90 C nur bivalenter Betrieb, mit Trennspeicher möglich Kurve B: Vorlauftemperatur 75 C nur bivalenter Betrieb, mit Trennspeicher möglich Kurve C: Vorlauftemperatur 60 C monoenergetischer Betrieb nur mit Luft/Wasser-Wärmepumpen H-Ausführung möglich monovalenter Betrieb mit Sole/Wasser-Wärmepumpe H-Ausführung möglich Kurve D und E: Die Vorlauftemperatur ist kleiner als 55 C, somit ist ein monoenergetischer Betrieb mit den Luft/Wasser-Wärmepumpen oder ein monovalenter Betrieb mit den Sole-Wasser- und Wasser/Wasser-Wärmepumpen möglich Niedertemperatur-Heizsysteme, vor allem Fußbodenund Wandheizungen, eignen sich besonders gut. Diese Flächenheizsysteme erlauben in der Regel eine maximale Vorlauftemperatur von kleiner als 35 C und einen effektiven Betrieb von Wärmepumpen anlagen. Wird eine Wärmepumpe in ein bestehendes Gebäude eingebaut, ist die Umrüstung auf ein Flächenheizsystem in der Regel nicht möglich. In solchen Fällen sollte eine Vorlauftemperatur von etwa 55 C (65 C) nicht überschritten werden. Die Vorlauftemperatur kann durch Verringerung des Wärmebedarfs gesenkt werden. Folgende Maßnahmen eignen sich im Gebäudebestand: Austausch von Fenstern Reduzierung der Lüftungsverluste Dämmung von Geschossdecken, Dachstuhl und Fassade Durch den geringeren Wärmebedarf und eine verbesserte Jahresarbeitszahl der Wärmepumpe ergeben sich Vorteile im Energieverbrauch. In der Regel kann eine kleinere und günstigere Wärmepumpe eingebaut werden. Der Austausch der Heizkörper, um durch Vergrößerung der Heizfläche die Vorlauftemperatur zu senken, sollte erst als Letztes in Betracht gezogen werden. Kriterien zur Auswahl der Wärmequelle Der besondere Vorteil der Wärmepumpe ist die Nutzung der kostenlos zur Verfügung stehenden Umweltwärme. Es stehen die Wärmequellen Erdreich, Wasser und Umgebungsluft zur Verfügung. Abgeleitet von der Wärmequelle und dem Wärmeträger der Heizungsseite erfolgt die Bezeichnung der Wärmepumpe: Sole/Wasser-Wärmepumpe Luft/Wasser-Wärmepumpe Luft/Luft-Wärmepumpe Wasser/Wasser-Wärmepumpe Die einzelnen Wärmequellen haben unterschiedliche Eigenschaften. Sie sind nicht überall gleich gut einzusetzen und zu erschließen. Von Fall zu Fall unterscheiden sich die Anforderungen und die räumlichen Gegebenheiten, deshalb existiert keine für alle Einsatzzwecke beste Lösung. Im Einzelfall erfolgt eine Abwägung der Vor- und Nachteile. Für die Auswahl der Wärmequelle sollten die nachstehenden Kriterien berücksichtigt werden: ausreichende Verfügbarkeit möglichst hohe Speicherfähigkeit möglichst hohes Temperaturniveau ausreichende Regeneration kostengünstige Erschließung PLANUNG 15

18 NOVELAN Wärme- und Leistungsbedarf 1.2 Auswahl der Wärmequelle Wärmequelle Luft In der Regel dient Außenluft bei Luft/Wasser-Wärmepumpen als Wärmequelle. Bei Gewerbe- und Industrieanlagen besteht auch die Möglichkeit, Raum- bzw. Abluft zu nutzen. Der Einsatz von Raum- bzw. Abluft sollte jedoch bereits bei der Vorplanung mit unseren Technikern im Werk abgestimmt werden. Die Nutzung von Raumluft als Wärmequelle ist sinnvoll bei Gewerbebetrieben mit großen Mengen temperierter Abluft oder wenn eine Abkühlung der Räume erforderlich ist. Nicht zulässig ist die Nutzung von amoniakhaltiger oder chemisch belasteter Luft (z. B. Stallabluft). Einen Sonderfall bildet die kontrollierte Wohnraumlüftung mit Wärmerückgewinnung. In die Lüftungsgeräte sind oft Luft/Luft-Wärmepumpen eingebaut. Betrachtet wird hier der Regelfall: die Nutzung der Außenluft durch eine Luft/ Wasser-Wärmepumpe. Die geringen, gut kalkulierbaren Erschließungskosten sind ein großer Vorteil der Wärmequelle Luft. Die Nutzung der Luft bedarf keiner Genehmigung. Luft/Wasser-Wärmepumpen können im Haus oder außerhalb des Hauses aufgestellt werden. Die Innenaufstellung erfordert Luftkanäle für die Zu- und Abfuhr der Außenluft. Die Außenaufstellung benötigt weniger Raum; hier sind die Aufstellungshinweise zu beachten (zur Vermeidung von Belästigungen durch Schallemissionen). Luft/Wasser-Wärmepumpen bieten eine kostengünstige Alternative zu anderen Wärmequellen. Der Betrieb ist meistens monoenergetisch mit einem Auslegungspunkt (Bivalenzpunkt) zwischen - 2 und - 7 C. Hierbei deckt die Wärmepumpe dann ca % des gesamten jährlichen Energiebedarfes. Wärmequelle Erdreich Erdreich speichert Umweltwärme saisonal, also über einen längeren Zeitraum. Dies führt zu einer über das Jahr relativ gleichmäßig hohen Temperatur der Wärmequelle und damit zu einer guten Leistungszahl. Die Nutzung der im Erdboden gespeicherten Wärme erfolgt über Erdwärmekollektoren oder Erdwärmesonden. Dabei wird die Wärme von einem Hilfskreis (Solekreis) aufgenommen, der seinerseits die Wärme an das Arbeitsmittel der Wärmepumpe abgibt. Erdwärmekollektoren Die Ergiebigkeit wird im Wesentlichen durch die Beschaffenheit und den Wassergehalt des Erdbodens bestimmt. Feste, feuchte Böden sind bessere Wärmequellen als trockene und sandige. Das Erdreich regeneriert sich vor allem durch eindringende Niederschläge. Die Oberfläche darf deswegen nicht bebaut oder versiegelt sein. Horizontal verlegte Erdwärmekollektoren haben einen höheren Flächenbedarf. Die vom Erdwärmekollektor benötigte Fläche beträgt etwa das 1,5- bis 2,5-fache der beheizten Wohnfläche. Diese Fläche muss unbebaut und unversiegelt so zur Verfügung stehen, dass in etwa 1,2-1,5 m Tiefe der Erdwärmekollektor verlegt werden kann. In Neubaugebieten lässt sich während der Bauphase ein Erdwärmekollektor oft sehr einfach errichten, indem das Erdreich auf der benötigten Fläche abgeschoben und nach Verlegung des Kollektors wieder aufgefüllt wird. Der Kollektor kann auch in Gräben verlegt werden, dies hat den Vorteil, dass nicht so große Erdbewegungen anfallen. Ist beides nicht machbar, besteht die Möglichkeit, Erdwärmesonden vertikal einzubringen. 16 PLANUNG

19 Wärme- und Leistungsbedarf Auswahl der Wärmequelle 1.2 Erdwärmesonden Vertikal eingebrachte Erdwärmesonden haben einen deutlich geringeren Flächenbedarf. Da Erdwärmesonden durch geeignete Bohrunternehmen erstellt werden müssen, verursachen sie in der Regel höhere Erschließungskosten als Erdwärmekollektoren. Während Erdwärmekollektoren lediglich beim Wasserwirtschaftsamt angezeigt werden müssen, unterliegen Erdwärmesonden der Genehmigungspflicht. Bei der Erdwärmesonde muss die Planung und Ausführung auf jeden Fall durch einen zertifizierten (Gütesiegel) Brunnen- und Sondenbauer erfolgen. Wärmequelle Wasser Sowohl Oberflächenwasser als auch Grundwasser können als Wärmequelle genutzt werden. Oberflächenwasser eignet sich nur in Ausnahmefällen. Es besteht Verschmutzungsgefahr (Algen, Schwebestoffe), und die Gefahr, dass die Temperatur im Jahresverlauf schwankend ist (Schneeschmelze). In der Regel wird Grundwasser als Wärmequelle für Wasser/ Wasser-Wärmepumpen genutzt. Grundwasser hat im Jahresverlauf eine konstante Temperatur, die mit etwa 10 C relativ hoch ist. Damit ergibt sich eine hohe Leistungszahl. Die Wärmepumpenanlage kann monovalent betrieben werden. Zu berücksichtigen sind höhere Erschließungskosten, da für die Nutzung des Grundwassers Schluck- und Förderbrunnen gebohrt werden müssen. Grundsätzlich besteht hierfür eine Genehmigungspflicht bei der Wasserbehörde. Die Wärmequelle Erdreich bietet im Jahresverlauf nahezu konstante Temperaturen. Für die Wärmepumpen-Anlage ergibt sich hieraus eine hohe Leistungszahl und ein geringer Energieverbrauch. Sole/Wasser-Wärmepumpen werden in der Regel mono valent betrieben. Vor der Entscheidung für Grundwasser als Wärmequelle muss geprüft werden, ob in geeigneter Tiefe Grundwasser in ausreichender Menge und Qualität vorliegt. Die Analyse des Wassers und der Bau der Brunnen müssen auf jeden Fall durch einen erfahrenen Brunnenbauer erfolgen. Übersicht Wärmequellenauswahl Sole Luft Wasser Kollektor Sonde Außenluft Grundwasser Verfügbarkeit o + ++ o Speicherfähigkeit Temperaturniveau + + o ++ Auslegungstemperatur 0 C 0 C 3 C / - 5 C 1) 10 C Regeneration Erschließungskosten / ++ 2) Genehmigungspflicht anzeigen ja nein ja 1) 3 C bei bivalentem und - 5 C bei monoenergetischem Betrieb 2) abhängig von der Grundwassertiefe Zeichen: ++ sehr hoch, + hoch, o mittel, - niedrig, -- sehr niedrig PLANUNG 17

20 Wärme- und Leistungsbedarf 1.2 Betriebsarten Betriebsarten Ist der Wärmebedarf ermittelt, muss noch geklärt werden, wie die Anlage betrieben werden soll, um ein technisch und betriebswirtschaftlich optimales Ergebnis zu erreichen. Folgende Betriebsarten sind möglich: monovalent nur Wärmepumpe bivalent Wärmepumpe u. Brennstoffkessel monoenergetisch WP und elektrische Zusatzheizung Die Entscheidung für die richtige Betriebsart hängt gleichzeitig von der möglichen Wärmequelle ab Erdreich, Wasser oder Luft. Egal welches Heizsystem eingesetzt wird, dem Kunden sollte zunächst immer zu einem Optimum an Wärmedämmung geraten werden. Je besser gedämmt wird, um so niedriger sind die Betriebskosten. Speziell für die Wärmepumpe bedeutet dies, dass kleinere Geräte gewählt werden können, was wiederum die Investitionskosten verringert. Niedertemperatur-Heizsysteme, vor allem Fußboden- und Wandheizungen, eignen sich besonders gut, um Wärmepumpenanlagen zu betreiben. Es sollte eine Vorlauftemperatur von C angestrebt werden. Jahresdauerlinie der Außentemperatur Die geordnete Jahresdauerlinie der Außentemperatur zeigt, an wieviel Tagen im Jahr die Außentemperatur einen bestimmten Wert unterschreitet. Der Verlauf der Jahresdauerlinie ist von den örtlichen klimatischen Verhältnissen abhängig. In der Jahresdauerlinie für München ist zu sehen, dass an 300 Tagen im Jahr die Temperatur unter 15 C liegt. Es kann aber auch abgelesen werden, dass an nur etwa 20 Tagen die Temperatur unter - 5 C liegt; in der Jahresdauerlinie von Zürich ist zu sehen, dass an nur 10 Tagen im Jahr die Temperatur unter - 5 C liegt, und an 125 Tagen unter + 5 C. Wärmepumpen, die für eine Bivalenztemperatur von - 5 C ausgelegt wurden, benötigen nur an wenigen Tagen ein paralleles Heizsystem (z. B. Elektroheizstab) zur Unterstützung der Wärmepumpe. Im Planungsprogramm Novelan EXAKT sind bereits die Klimadaten ausgewählter Städte hinterlegt und werden zur Berechnung der Leistungszahlen und Deckungsgrade herangezogen. Bei den gezeigten Grafiken der Jahresdauerlinie ist zu beachten, dass die gemessenen Stunden, an denen die Temperatur unter einem bestimmten Wert lag, addiert und in Tagen dargestellt wurden. In der Praxis zeigt sich, dass über 24 Stunden meist Temperaturschwankungen von mehreren Kelvin auftreten. Jahresdauerlinie der Außentemperatur München Zürich Außentemperatur in C Außentemperatur in C ca. 20 Tage ca. 10 Tage Tage pro Jahr Tage pro Jahr 18 PLANUNG