Wärmepumpe: Warum eine Fußbodenheizung nicht sein muss
Für die Wärmeabgabe wird in Verbindung mit einer Wärmepumpe häufig eine Fußbodenheizung empfohlen. Steht eine Kernsanierung des Gebäudes an, kann die Nachrüstung einer Fußbodenheizung durchaus sinnvoll sein. Grundsätzlich ist die nachträgliche Einbringung einer Fußbodenheizung in ein Bestandgebäude mit hohem Installationsaufwand und hohen Kosten verbunden. Der vorhandene Fußboden muss entfernt werden.
Zu den höheren Anschaffungs- und Montagekosten gegenüber anderen Heizsystemen ist auch die Trägheit des Systems ein Nachteil, d. h. es arbeitet mit Zeitverzögerung. Zudem hat eine Fußbodenheizung sehr eingeschränkte Kühlmöglichkeiten bzw. nicht sehr behagliche, was in Zeiten immer wärmerer Sommermonate ebenfalls nachteilig sein kann.
Fußbodenheizung muss nicht sein
Allerdings ist die Ansicht, dass eine Wärmepumpe im Einfamilienhaus nur mit einer Fußbodenheizung funktioniere, mit der Entwicklung der Niedertemperaturheizkörper zum Mythos geworden. Die auch Wärmepumpenheizkörper genannten Geräte sind eine komfortable Lösung für das Einfamilienhaus – im Neubau und im Bestand.
Die ventilatorunterstützten Heizkörper erreichen auch mit niedrigen Systemtemperaturen eine hohe Leistung und sorgen für eine höhere Effizienz der Wärmepumpe. Zudem können viele Wärmepumpenheizkörper neben der Heizfunktion auch kühlen. Die modernen Wärmepumpenheizkörper sind in der Regel so konzipiert, dass die Ventilatoren im Komfortbetrieb kaum hörbar sind.
Dies trifft insbesondere zu, wenn Querstromventilatoren in den Heizkörpern zum Einsatz kommen. Gegenüber Axialventilatoren hat der Querstromventilator deutliche Vorteile dort, wo ein gleichmäßiger, breiter Luftstrom erzeugt wird. Durch die relativ geringen Luftgeschwindigkeiten ergibt sich zudem ein leises Laufverhalten. Axialventilatoren dagegen müssen schon per se lauter sein, da mehrere gleich laute Schallquellen im Heizkörper verbaut sind, die sich addieren.
Eine Wärmepumpe lässt sich auch mit Heizkörpern betreiben, denn bei den Vorlauftemperaturen reichen bei einigen Heizkörpern schon 50 °C aus. Somit wäre der Betrieb einer Wärmepumpe mit derartigen Heizkörpern im Bestandsbau zwar möglich, allerdings sind Wärmepumpen am effektivsten bei Vorlauf-/Rücklauftemperaturen von beispielsweise 35 / 30 °C.
Selbst wenn man sich mit einem Temperaturbereich von 45 / 40 °C begnügt, zeigt das folgende Rechenbeispiel, welche Dimensionen ein neuer Plattenheizkörper annehmen müsste. Ein Typ 22 Heizkörper mit 1000 mm Breite und 600 mm Höhe erbringt bei den Systemtemperaturen 75 / 55 °C 1429 W Heizleistung. Verringert man die Systemtemperaturen auf 45 / 40 °C müsste ein neuer Plattenheizkörper mit 600 mm Höhe nun 2800 mm breit sein, um 1541 W zu erbringen. Der Austausch alter Heizkörper gegen größere Heizkörper ist jedoch selten möglich, weil z. B. der erforderliche Platz nicht vorhanden ist oder die Leistungszahl (COP) zu gering ausfällt.
Auf die Heizkörper kommt es an
Das Einsparpotential bei Austausch alter Gas- oder Ölheizgeräte gegen eine Wärmepumpe und moderne Wärmepumpenheizkörper im Einfamilienhaus wird im Folgenden mit einer Beispielrechnung dargestellt. Zum Einsatz kommt dabei der Wärmepumpenheizkörper PowerKon LT von Kampmann. Er ist mit einem besonders leisen strömungsoptimierten Querstromventilator und einem energiesparenden EC-Motor ausgestattet. An der Luftansaugöffnung befindet sich ein ISO Coarse-Permanentluftfilter.
In drei Baulängen von 780, 1030 sowie 1220 mm und einheitlich 618 mm Höhe erbringt der PowerKon LT bei Systemtemperaturen von 35 / 30 °C 545, 850 bzw. 1068 W Heizleistung im besonders leisen Automatikbetrieb. Der Schalldruckpegel liegt dann bei lediglich 30 dB(A). Bei manueller Bedienung ist der Betrieb bis rund 1330 W möglich. Bei höheren Systemtemperaturen von 45 / 40 °C leistet der PowerKon LT bis 2000 W im Automatikbetrieb. Ein Großteil der Innenbauteile besteht aus EPP (expandiertes Polypropylen), was das Gerät leicht macht. Es ermöglicht außerdem eine exakte Luftführung mit hoher Dichtigkeit und damit Effizienz.
Wärmepumpenanlage ersetzt fossile Heizung
Zwar kann der Umstieg von einer Gas- oder Ölheizung auf ein Wärmepumpensystem auch mit den gleichbleibenden Systemtemperaturen der Altanlage erfolgen, denn moderne Hochtemperatur-Wärmepumpen können Vorlauftemperaturen von 65 °C oder teilweise auch mehr liefern, nur ist das nicht effizient. Je höher die Vorlauftemperatur ist, desto höher sind die Betriebskosten. Diese hängen von der Jahresarbeitszahl (JAZ) ab, die sich mit steigender Vorlauftemperatur verringert.
Nimmt man z. B. ein Einfamilienhaus, Jahrgang 1985, mit Gasheizung und einem jährlichen Heizungswärmebedarf von 25 000 kWh ergeben sich Betriebskosten von 3000 Euro pro Jahr (Preise jeweils nach Preisbremse für Gas 0,12 Euro/kWh und für Strom 0,40 Euro/kWh). Wird dieses Gebäude nach Umstieg auf eine Wärmepumpe über die herkömmlichen Heizkörper mit einer Vorlauftemperatur von 65 °C beheizt wird, ist die JAZ 3,2, der Energieverbrauch liegt bei 7575 kWh/a und die Betriebskosten belaufen sich auf 3030 Euro pro Jahr.
Wärmepumpenheizkörper als Kostenbremse
Setzt man dagegen vergrößerte Heizkörper mit einer Vorlauftemperatur von 50 °C ein, erhöht sich die JAZ auf 4,0, der Energieverbrauch sinkt auf 6250 kWh/a und die Betriebskosten verringern sich auf 2500 Euro pro Jahr. Am effizientesten arbeitet die Wärmepumpe mit Wärmepumpenheizkörpern zusammen, die lediglich eine Vorlauftemperatur von 35 °C benötigen. In diesem Fall liegt die JAZ bei 4,7, der Energiebedarf bei 5260 kWh/a und die Betriebskosten bei 2105 Euro pro Jahr. Es bietet sich an, die Heizkörper in diesem Beispielhaus gegen Wärmepumpenheizkörper PowerKon LT auszutauschen.
Wägt man die Kosten im Vergleich zu herkömmlichen Heizkörpern bzw. Fußbodenheizung ab, ist die Fußbodenheizung die teuerste Lösung. Der herkömmliche Heizkörper hat das Problem seiner Größe, die meistens räumlich nicht passt. Zudem ist es fraglich, ob ein großdimensionierter Plattenheizkörper noch einen Preisvorteil aufweist. Außerdem wird im Rahmen der Umstellung mit einer Wärmepumpe der Wärmepumpenheizkörper ebenfalls gefördert oder auch nur der Wärmepumpenheizkörper als Einzelmaßnahme ohne Austausch des Wärmeerzeugers.
Ein weiteres Argument zum Wechsel von einer Öl- oder Gastherme hin zu einer Wärmepumpe ist die Möglichkeit zur trockenen oder feuchten Kühlung des PowerKon LT. Der Wärmepumpenheizkörper realisiert z. B. über 1000 W feuchter Kühlleistung im Automatikbetrieb, bzw. über 2000 W bei der manuellen Regelung, bei Systemtemperaturen von 7 / 12 °C. Die Regelung des PowerKon LT erfolgt über das Touch-Display des Herstellers. Sofern der Kühlbetrieb nicht genutzt wird, ist auch eine einfache Variante mit Thermostatkopf im Programm. Der Einsatz bauseitiger Thermostatköpfe, die z. B. auch per App steuerbar sind, ist ebenfalls möglich.
Fazit
Mit dem PowerKon LT hat Kampmann einen Wärmepumpenheizkörper geschaffen, der sich gegen den alten Heizkörper einfach austauschen und an das vorhandene Leitungsnetz, in das dann die Wärmepumpe Heizwasser einspeist, anschließen lässt. Damit werden vereinzelte fragwürdige Tendenzen vermieden, Wärmepumpen mit herkömmlichen Heizkörpern und hohen Systemtemperaturen zu betreiben.
Mit dem PowerKon LT ist das Wärmepumpensystem im Bereich von 35 – 45 °C Vorlauftemperatur ausreichend und arbeitet um 35 bzw. 25 Prozent effizienter als im Betrieb mit 55 °C. Folglich sind die Heizkosten geringer. Zudem werden Stemmarbeiten oder Rohrverlegungen wie bei Fußbodenheizungen vermieden. Auch der bauliche Aufwand der Stromversorgung hält sich in der Regel in Grenzen.
Durch eine optisch moderne und flache Bauweise (Bautiefe 141 mm) integriert sich der Wärmepumpenheizkörper gut in den Raum. Da sich die Luftansaugöffnung an der Unterseite des Produktes befindet, ist die Sichtseite des Wärmepumpenheizkörpers schlicht und ästhetisch. Hinzu kommt der Komfortgewinn durch die Kühlfunktion, die je nach Leitungsnetz als trockene oder feuchte Kühlung möglich ist.
Der Autor Stefan Reisch ist Managing Director Sales bei der Kampmann GmbH & Co. KG, Lingen (Ems).
