REMKO WKF 85 - Handbuch (Seite 31)

Betriebsart der Wärmepumpe
Wärmepumpen können in verschiedenen Betriebs-
arten arbeiten.
Monovalent
Die Wärmepumpe ist das ganze Jahr über allein-
iger Wärmeerzeuger des Gebäudes. Diese
Betriebsart ist besonders für Heizungsanlagen mit
niedrigen Vorlauftemperaturen geeignet und wird
hauptsächlich in Verbindung mit Sole/Wasser- und
Wasser/Wasser-Wärmepumpen angewandt.
Monoenergetisch
Die Wärmepumpe hat zur Spitzenlastabdeckung
eine E-Heizung. Die Wärmpumpe deckt den Groß-
teil der benötigten Heizleistung ab. Nur an wenigen
Tagen im Jahr, bei sehr kalten Außentempera-
turen, schaltet sich bei Bedarf eine Elektro-Zusatz-
heizung ein und unterstützt die Wärmepumpe.
Bivalent alternativ
Die Wärmepumpe liefert bis zu einer festgelegten
Außentemperatur die gesamte Heizwärme. Sinkt
die Außentemperatur unter diesen Wert, schaltet
sich ein zweiter Wärmeerzeuger zu während sich
die Wärmepumpe ausschaltet. Hierbei wird unter-
schieden zwischen alternativem Betrieb mit Öl-
oder Gasheizung und regenerativem Betrieb mit
Solarenergie oder Holzheizung. Diese Betriebsart
ist für alle Heizungsverteilsysteme möglich.
Auslegung
Für die Auslegung und Dimensionierung einer Hei-
zungsanlage ist eine genaue Berechnung der
Heizlast des Gebäudes nach EN 12831 erforder-
lich. Überschlägig kann der Wärmebedarf an Hand
des Baujahres und des Gebäudetyps ermittelt
werden. Die Tabelle Ä auf Seite 32 gibt die
ungefähre spezifische Heizlast für einige Gebäu-
detypen an. Multipliziert mit der zu beheizenden
Fläche ergibt sich die benötigte Leistung der Hei-
zungsanlage.
Bei einer genauen Berechnung müssen verschie-
dene Dinge bestimmt werden. Der Transmissions-
wärmebedarf, der Lüftungswärmebedarf und ein
Zuschlag für die Brauchwasserbereitung ergeben
in der Summe die Heizleistung, den die Heizungs-
anlage maximal bereitstellen muss.
Für die Bestimmung des Transmissionswärmebe-
darfs werden die Flächen von Fußboden, Außen-
wänden, Fenstern, Türen und Dach benötigt.
Ebenfalls erforderlich sind Angaben über die ver-
wendeten Baumaterialen, die unterschiedlichen
Wärmedurchgangskoeffizienten (den so
genannten U-Wert). Erforderlich ist auch die
Raumtemperatur und die Normaußentemperatur,
die niedrigste Außentemperatur, die im Durch-
schnitt in einem Jahr erreicht wird. Die Gleichung
zur Bestimmung des Transmissionswärmebedarfs
ist Q=A x U x (t
R
-t
A
) und muss für alle Raumum-
schließungsflächen einzeln berechnet werden.
Der Lüftungswärmebedarf berücksichtigt, wie oft
die aufgewärmte Raumluft gegen kalte Außenluft
ausgetauscht wird. Es werden neben der Raum-
und der Normaußentemperatur auch das Raumvo-
lumen V, die Luftwechselzahl n und die spezifische
Wärmekapazität c von Luft benötigt. Die Gleichung
lautet: Q=V x n x c (t
R
-t
A
) Ein überschlägiger
Zuschlag für die Brauchwasserbereitung pro
Person beträgt gemäß VDI 2067: 0,2 kW.
Auslegungsbeispiel
Für ein Auslegungsbeispiel wurde ein Wohnhaus
mit 150 m² Wohnfläche und einem Wärmebedarf
von ca. 80 W/m² gewählt. Es wohnen fünf Per-
sonen in dem Haus. Die Heizlast beträgt 11,5 kW.
Mit einem Trinkwasserzuschlag von 0,2 kW/Person
ergibt sich eine benötigte Heizleistung von 12,5
kW. Je nach Energieversorger muss dann noch
ein Aufschlag gemacht werden, um eventuelle
Sperrzeiten zu berücksichtigen. Die Dimensionie-
rung und Ermittelung des Bivalenzpunktes der
Wärmepumpe erfolgt zeichnerisch im vorlauftem-
peraturspezifischen Heizleistungsdiagramm der
Wärmepumpe (im Beispiel 35 °C für eine Fußbo-
denheizung). Es werden zunächst die Heizlast bei
Normaußentemperatur (ortsabhängige tiefste Tem-
peratur des Jahres) und die Heizgrenze markiert.
In das Heizleistungsdiagramm (Abb. 33) mit der
Heizleistungskurve wird der außentemperaturab-
hängige Wärmebedarf vereinfacht als gerade Ver-
bindungslinie zwischen Heizlast und Heizbeginn
eingetragen. Der Schnittpunkt der Geraden mit der
Nenn-Heizleistungskurve wird auf die x-Achse
gelotet und dort die Temperatur des Bivalenz-
punktes abgelesen (im Beispiel bei ca. -3°C). Die
Mindestleistung des 2. Wärmeerzeugers ist die Dif-
ferenz von Heizlast und der maximalen Heizleis-
tung der Wärmepumpe an diesen Tagen (im Bei-
spiel beträgt die benötigte Leistung zur
Spitzenlastabdeckung ca. 3 kW).
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