Auslegungsbeispiel für eine Luft/Wasser-Wärmepumpe

Die Dimensionierung der Wärmepumpe erfolgt mittels außentemperaturabhängigem Gebäudewärmebedarf (vereinfacht als Gerade) im Heizleistungsdiagramm und den Heizleistungskurven der Wärmepumpen. Hierbei wird der außentemperaturabhängige Gebäudewärmebedarf von der gewählten Raumtemperatur (entsprechende Außentemperatur Punkt 1) auf der Abszisse (x-Achse) zur berechneten Wärmeleistung (Punkt 2) bei Normaußentemperatur nach landespezifischen Normen eingetragen.

Gebäudedaten:
Monoenergetische Betriebsweise (Wärmepumpe mit elektrischem Heizstab)
Heizsystem mit maximalen Vorlauftemperaturen von 35 °C
Sperrzeit 2 h (Faktor f aus dieser Tabelle)
Wärmebedarf Heizen		9,0 kW
Wärmebedarf Warmwasserbereitung		1,0 kW
Berechnung:
notwendige Wärmeleistung der Wärmepumpe
= (Wärmebedarf Heizen + Wärmebedarf Warmwasserbereitung) x Faktor f
= (9,0 kW + 1,0 kW) x 1,1 =		11,0 kW

Das Beispiel aus der Abbildung oberhalb mit einem Gesamt-Wärmebedarf des Hauses von 11,0 kW bei einer Normaußentemperatur von 16 °C und einer gewählten Raumtemperatur von +20 °C veranschaulicht die Vorgehensweise. Das Diagramm zeigt die Heizleistungskurven von zwei Wärmepumpen für eine Heizwasser-Vorlauftemperatur von 35 °C. Die Schnittpunkte (Grenztemperatur bzw. Bivalenzpunkte) aus der Gerade des außentemperaturabhängigen Gebäudewärmebedarfs und den Heizleistungskurven der Wärmepumpen liegen bei ca. -5 °C für die WP 1 und ca. -9 °C für die WP 2. Für das gewählte Beispiel ist die WP 1 einzusetzen. Damit eine ganzjährige Beheizung erfolgen kann, ist die Differenz zwischen außentemperaturabhängigem Gebäudewärmebedarf und der Heizleistung der Wärmepumpe bei der entsprechenden Lufteintrittstemperatur durch eine elektrische Zusatzheizung auszugleichen.

Auslegung der elektrischen Zusatzheizung:

	Gesamtwärmebedarf am kältesten Tag
–	Wärmeleistung der Wärmepumpe am kältesten Tag
=	Leistung der Heizstäbe

Beispiel:

11kW	-5,5kW	=5,5kW
Wärmebedarf des Hauses bei -16°C	Wärmeleistung der WP bei -16°C	Leistung der Heizstäbe

Für das gewählte Beispiel ist die WP 1 mit einer elektrischen Leistung der Heizstäbe von 6,0 kW zu dimensionieren.