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Erst rechnen und dimensionieren, dann heizen

Zu groß dimensionierte Heizungsanlagen sorgen für überhöhte Investitions- wie Betriebskosten. Unterdimensionierte Anlagen bringen nicht die gewünschte Temperatur. Die richtige Anlagengröße zu bestimmen, ist ein komplexes Unterfangen.

Umsteigen von Öl auf Wärmepumpe

Die Heizungsanlage im Eigenheim richtig zu dimensionieren, gehört zu den komplexesten, aber auch lohnendsten Herausforderungen bei der Heizungsplanung. Ziel ist es, die richtige Größe und Leistung der Anlage zu bestimmen, um einerseits über das gesamte Jahr hinweg ein behagliches Wohnklima zu schaffen und andererseits dabei den Energieverbrauch und die Heizkosten so gering wie möglich zu halten.

Plant man eine zu kleine Heizungsanlage, kommt die Raumtemperatur trotz rund um die Uhr laufender Heizung nicht auf das gewünschte Niveau. Die in der Praxis häufiger vorkommende Überdimensionierung führt dazu, dass Effizienz verloren geht, da die Anlaufverluste zu hoch sind und die Heizung nicht optimal ausgenutzt werden kann.

Ins Spiel kommt bei der idealen Dimensionierung eine Vielzahl an Bestimmungsfaktoren. Ausschlaggebend sind unter anderem die Raumgrößen und -höhen, die Anzahl der Personen in Haus oder Wohnung, die Außentemperaturen in der Heizperiode, sowie die Dämmung der Außenwände, Fenster und Türen.

Die Bestimmung der Heizlast

Soll bei der Heizungsanlage eine falsche Dimensionierung vermieden werden, führt kein Weg an einer exakten Berechnung der Heizlast vorbei. Unter dem Terminus Heizlast – die Angabe erfolgt in Kilowatt – wird die Leistung verstanden, die eine Heizung bereitstellen soll, um eine definierte Innentemperatur bei einer definierten minimalen Außentemperatur erzielen und aufrechterhalten zu können.

Anders gesagt: Die Heizquelle soll an kalten Wintertagen stets so viel Wärme nachliefern, wie durch Wände, Ritzen, Türen und Fenster wieder verloren geht.

Zu berücksichtigen ist neben der angestrebten Raumtemperatur auch die notwendige Energiezufuhr für die Warmwasserbereitung.

Stellschrauben zur Senkung des Heizwärmebedarfs

Aus der Heizlastberechnung ergeben sich die erforderliche Leistung eines Heizsystems in Kilowatt (kW). Die Vielzahl an Bestimmungsfaktoren der Heizlast bzw. des Heizwärmebedarfs spiegelt auch wider, an welchen Stellschrauben gedreht werden kann, um die Höhe der Heizlast zu beeinflussen. Um einem Haus möglichst wenig Energie zuführen zu müssen, gilt es zunächst die Wärmeverluste aus dem Gebäude zu minimieren.

Maßgeblich ist dafür eine Bausubstanz, die dafür sorgt, dass Dach, Boden und Außenwände gut gedämmt sind. Als besonders beachtenswerte Schwachstellen gelten Fenster, kann doch durch einen Quadratmeter Fensterfläche bis zu fünfmal mehr Wärme verloren gehen als durch die gleiche Wandfläche. Verantwortlich zeichnen dafür eine schlechte Verglasungsqualität, undichte Fensterrahmen und Rollladenkästen, falsch eingestellte Beschläge oder verschlissene Dichtungsprofile.

Fenster

Gute Fenster senken den Heizwärmebedarf deutlich.

Neben der Qualität der Gebäudehülle sind auch das Verhalten und die Gewohnheiten der Bewohner entscheidende Größen. Zu den wichtigsten Einflussfaktoren auf den Heizwärmebedarf zählt die Festlegung der gewünschten Raumtemperatur. Wer bei größter Kälte im Wohnzimmer beispielsweise statt mit 24 Grad schon mit 22 Grad Celsius Innentemperatur sein Auslangen findet und/oder an den kalten Tagen nicht das ganze Haus beheizen muss, kommt mit einer wesentlich geringeren Wärmeleistung aus. Potenzial liegt auch im Bereich der Wassernutzung, sprich der konsequenten Benutzung des Kaltwasserhahns, wann immer Heißwasser nicht unbedingt benötigt wird.

Bedeutung des Wärmespeichers

Sind die entscheidenden Faktoren einmal ermittelt, geht es darum, die Bauteile der Heizung daran anzupassen. Wesentlich ist hier neben der Heizkörperberechnung die Auslegung des Pufferspeichers (bei Heizanlagen die einen Brennstoff verbrennen).

Damit eine Heizungsanlage wirtschaftlich arbeiten kann, muss die erzeugte Wärme auch gespeichert werden können. Ansonsten wäre eine Heizanlage mit einem Lagerfeuer vergleichbar, das nur dann Wärme produziert, wenn das Holz brennt. Die zentrale Funktion des Speichers – in den meisten Fällen ein Wassertank – besteht also darin, Wärme einzufangen und möglichst verlustfrei zur Verfügung zu halten.

Je exakter die Dimensionierung des Pufferspeichers erfolgt, desto effektiver lässt sich die Heizungswärme nutzen. Neben technischen Werten sind dabei auch "weiche" Faktoren wie Bade-, Koch- und Waschgewohnheiten oder individuelles Kälte- und Wärmeempfinden zu beachten. Die richtige Dimensionierung des Pufferspeichers hat beispielsweise Einfluss auf die benötigte Nennleistung, den Bedarf durch äußere Bedingungen und die Auswahl der Heizungsgeräte. Eine hohe Speicherkapazität verringert Betriebszeit und Grundkosten.

Die Dimensionierung einer Wärmepumpe

Fällt beim Heizungssystem die Wahl auf eine Wärmepumpe, sind es nach Ermittlung der Heizlast vor allem die Vorlauftemperatur und die Betriebsweise, die berücksichtigt werden müssen. Bei zu hohen Vorlauftemperaturen (55 Grad und mehr) müssen Wärmepumpen beständig mehr Leistung bringen und somit größer dimensioniert werden.

Bessere Leistungszahlen erreichen Wärmepumpen bei Vorlauftemperaturen rund um die 40 Grad, die bei großflächigen Fußboden- und Wandheizungen Standard sind. In Sachen Betriebsweise und Anlagendimensionierung ist zwischen monovalentem, monoenergetischem und bivalentem Betrieb zu unterscheiden.

  • Monovalent steht für eine Betriebsform, bei der die Wärmepumpe alleine die komplette Heizlast des Hauses deckt. Möglich ist dies zumeist bei energieeffizienten Neubauten mit Fußbodenheizungen. Nachdem hier der Energiebedarf relativ niedrig ist, kann trotz Monovalenz eine mittelgroße Wärmepumpe ausreichen.

  • Der monoenergetische Betrieb bedeutet, dass die Wärme durch zwei Wärmeerzeuger bereitgestellt wird, die beide auf Strombasis laufen. Neben der Wärmepumpe kann dies etwa ein integrierter Heizstab sein, der an besonders kalten Tagen die Pumpe unterstützt. Dadurch kann die Wärmepumpe kleiner dimensioniert werden.

  • Eine bedeutend kleinere Dimensionierung der Wärmepumpenanlage ist im bivalenten Betrieb möglich, bei dem die Wärmepumpe im Verbund mit einem zweiten Heizsystem arbeitet, das nicht auf Strom als Energiequelle zurückgreift (z. B. eine Gastherme). In diesem Fall läuft die Wärmepumpe nur in ihrem optimalen Leistungsbereich, da bei Erreichen des so genannten Bivalenzpunktes das zweite Heizsystem einspringt

Fazit

Nur ein richtig dimensioniertes Heizsystem ist auch ein effizientes Heizsystem. Daher führt kein Weg an einer exakten Berechnung der Heizlast vorbei. Es gibt zahlreiche Stellschrauben, um die Höhe der Heizlast zu beeinflussen. Basis für eine genau an die individuelle Wohnsituation angepasste Dimensionierung der Heizungsanlage ist jedenfalls eine Berechnung der so genannten Norm-Heizlast durch Experten gemäß ÖNORM EN 12831.

Die Experten der Kelag beraten Sie dabei gerne: 0463 525 5051 (Montag bis Freitag von 8:00 – 16:00 Uhr).

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