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Fußbodenheizung und Wärmepumpen
Übersicht
>> Funktionsweise der Fußbodenheizung im Wärmepumpenbetrieb
>> Grundlegende Eigenschaften einer Fußbodenheizung
>> Wahl des Regelungssystems der Fußbodenheizung bei Einsatz einer Wärmepumpe
>> Wahl des Verteilungssystems der Fußbodenheizung bei Einsatz einer Wärmepumpe
>> Wahl des Verlegungsysystems der Fußbodenheizung bei Einsatz einer Wärmepumpe
>> Neueste Beiträge und Fragen zum Thema
Funktionsweise der Fußbodenheizung im Wärmepumpenbetrieb
Vorab gesagt, die Frage nach der Sinnhaftigkeit eines Wärmepumpeneinsatzes ist vollkommen unabhängig von dem Vorhandsein einer Fußbodenheizung, Wandheizung oder allgemein auch Flächenheizung. Leider ist es so, dass fast immer die Fußbodenheizung als KO-Kriterium für die Entscheidung für oder gegen eine Wärmepumpe herangezogen wird. Energieberater, Architekten, Verbraucherzentrale und Viele mehr, raten stets: Eine Wärmepumpe ist nur in einem gut gedämmten Neubau mit Fußbodenheizung sinnvoll. Davon abgesehen, dass eine Erdwärmepumpe mit steigender Leistung und unterproportional zunehmenden Investitionskosten tendenziell in ungedämmten Altbauten die mit Abstand günstigsten Kosten pro kWh Wärme erzeugt, weckt dieser Ratschlag zudem die Assoziation, dass die Wärmepumpe ohne Fußbodenheizung nicht funktioniere.
Richtigerweise müsste es heißen: Eine Wärmepumpe lässt sich optimal mit einer Fußbodenheizung betreiben. Sofern das Verhältnis des Heizkörpervolumens zur Raumgröße einen Betrieb mit niedrigen Vorlauftemperaturen gestattet, so sind die Effizienzverluste so gering, dass weder die Kosten spürbar steigen, noch die Jahresarbeitszahl unter ein umweltunfreundliches Niveau sinkt.
Grundlegende Eigenschaften einer Fußbodenheizung
Eine der wichtigsten Eigenschaften der Fußbodenheizung ist natürlich, dass sie zu den Niedertemperatursystemen zählt und aufgrund ihres hohen Heizwasservolumens mit niedrigeren Vorlauftemperaturen die gleiche Wärmebereitstellung realisiert. Dies kommt insbesondere Wärmepumpen entgegen, deren Effizienz mit sinkender Vorlauftemperatur immer besser wird. Zudem können Fußbodenheizungssysteme zum Kühlen mit Wärmepumpen genutzt werden.
Des Weiteren kommt die Trägheit der Fußbodenheizung der Heizwärmeerzeugung per Wärmepumpe entgegen. Diese Trägheit beruht darauf, dass die Fußbodenheizung nur langsam auf Schwankungen der Raumheizlast reagiert. Grundsätzlich verändert sich immer dann die Heizlast einer Immobilie, wenn sich die Außentemperatur verändert oder Fremdwärmeeinflüsse durch Kamine, Beleuchtung, Sonne etc. auftreten. Aufgrund der großen thermischen Speichermasse des Estrichs kommt es nur langsam zur Anpassung. Diese Anpassung ist der Selbstregeleffekt der Fußbodenheizung. In diesem Fall gibt die Fußbodenheizung immer dann Wärme ab, wenn eine Temperaturdifferenz zwischen Estrich und Raumluft besteht. Bei einer geforderten Raumtemperatur von 20°C und einer Oberflächentemperatur der Fußbodenheizung von 24 °C beträgt die Spreizung 4 K. Die Fußbodenheizung erbringt somit 100% der Heizlast. Steigt die Raumtemperatur durch Fremdeinflüsse auf 22 °C, so halbiert sich die Spreizung von 4 auf 2 K und auch die von der Fußbodenheizung erbrachte Heizleistung reduziert sich auf 50%.
Aus der Trägheit der Fußbodenheizung folgt, dass das einmal erreichte Temperaturniveau dazu verhilft, dass „nur“ noch Schwankungen der Raumheizlast Energie erfordern. Es wird also grundsätzlich weniger Energie verbraucht als es das wesentlich häufigere „Anfahren“ des bedarfsabhängigen Heizens mit Heizkörpern erfordert, bei dem immer wieder zunächst die Heizkörper erhitzt werden müssen.
Der Selbstregeleffekt der Fußbodenheizung hingegen führt dazu, dass automatisch auf Schwankungen der Raumheizlast reagiert wird. Eine manuelle Regelung entfällt daher, steigert somit den Heizkomfort und spart Energie. Der Selbstregeleffekt funktioniert allerdings nur bei konstanter Wärmezufuhr. Auf der einen Seite führt der konstante Betrieb der Wärmepumpe auf niedrigem Niveau zu weniger Verschleiß und somit höherer Lebensdauer. Auf der anderen Seite wird jedoch eine nutzungsabhängige Regelung notwendig.
Wahl des Regelungssystems der Fußbodenheizung bei Einsatz einer Wärmepumpe
Grundsätzlich sollten laut Energieeinsparverordnung (EnEV) zwei gleichzeitig wirkende Formen der Regelung für die Heizungsanlage berücksichtigt werden:
- Gebäudeweise Regelung der Heizwasser-Temperatur in Abhängigkeit der Außentemperatur
- Raumweise Regelung der Heizwasser-Menge in Abhängigkeit der Raumtemperatur
Die außentemperaturabhängige Regelung soll sicherstellen, dass eine der Immobilie und deren Nutzung entsprechende Heizwasser-Temperatur im gesamten Gebäude zur Verfügung steht. Diese Regelung würde für einen Fußbodenheizungsbetrieb mit einer Wärmepumpe bei richtig ausgelegter und hydraulisch abgeglichener Heizungsanlage vollkommen ausreichen.
Die raumweise Regelung ist eher an den Betrieb von Plattenheizkörpern, Konvektoren oder Röhrenradiatoren angepasst. Der Energiespareffekt tritt hier dadurch auf, dass die Heizwasser-Menge in Abhängigkeit der Raumtemperatur reduziert wird. Bei der Fußbodenheizung tritt dieser Effekt zwar auch ein, leider wirkt diesem wiederum entgegen, dass der Selbstregeleffekt und die damit für einen Wärmepumpenbetrieb verbunden positiven Auswirkung teilweise verloren gehen. Um trotzdem der EnEV und dem optimalen Einsatz der Wärmepumpe zu entsprechen können Bodenfühler- oder Bypass-Systeme eingesetzt werden, die einen höheren Energieeinspareffekt erzielen als Thermostatregelungen. Diese führen nämlich eher dazu, dass der Estrich zu stark auskühlt und dann mehr Energie zum Erreichen des Temperaturniveaus verschwendet wird als es bei konstanter Beheizung der Fall wäre. Dieses Urteil gilt natürlich nur, wenn die Fußbodenheizung eines Raumes nur kurzfristig ganz ausgestellt wird. Bei längeren Auszeiten gilt dieses natürlich nicht.
Wahl des Verteilungssystems der Fußbodenheizung bei Einsatz einer Wärmepumpe
Bei der Verlegung der Fußbodenheizung wird grundsätzlich zwischen zentraler und dezentraler Verteilung unterschieden.
Die zentrale Verteilung besitzt einen Heizkreisverteiler, der meistens im Flur oder in einem Nebenraum positioniert wird und über den alle von der Fußbodenheizung mit Wärme versorgten Räume an die Erdwärmeheizung angeschlossen werden. Dabei wird für jeden Raum innerhalb des Heizkreisverteilers ein Stellventil vorgesehen, das mit dem Raumfühler über eine elektrische Leitung oder einen Funkkontakt verbunden ist.
Die dezentrale Verteilung der Heizkreisverteiler ermöglicht eine individuelle Einzelraumregelung, die für Neubauten gesetzlich vorgeschrieben ist. Die Heizkreisverteiler werden in den Wandflächen verbaut, wobei darauf zu achten ist, dass diese nicht an geräuschsensiblen Wänden montiert werden, da es durch die Bewegungen der Motorventile zu akustischen Problemen kommen kann. Zudem kann es durch die zunehmend engere Verlegung der Zuleitungen vor den Verteilern zu Estrichspannungen und zu höheren Bodentemperaturen kommen. Die Einzelraumregelung ist mit etwas höheren Kosten verbunden, bietet jedoch mehr Komfort.
Aufgrund des Selbstregeleffekts der Fußbodenheizung wäre eigentlich keine Einzelraumregelung erforderlich. Da dies aber gesetzlich gefordert wird, ist als Alternative zur herkömmlichen Einzelraumregelung der Einsatz eines Bypass-Systems zu überlegen, da dieser insbesondere energetische Vorteile aufweist. So unterstützt das Bypass-System den Selbstregeleffekt der Fußbodenheizung, da ein ständiger Heizwasserstrom gewährleistet ist. Dies kommt insbesondere dem Wärmepumpeneinsatz entgegen. Zudem wird kein Strom für Regelventile oder Raumfühler benötigt und unnötige Wärmeverluste in Bereichen mit hoher Rohrleitungsdichte vermieden.
Wahl des Verlegungsysystems der Fußbodenheizung bei Einsatz einer Wärmepumpe
Die Verlegung der Fußbodenheizung kann in unterschiedlichen Arten erfolgen:
- Nassverlegung
- Trockenverlegung
- Mäander
- Spirale
Bei der Nassverlegung werden die Rohre über Noppenmatten oder Trägerroste fixiert und direkt mit Estrich übergossen. Die direkte Berührung zwischen Rohr und Estrich garantiert einen guten Wärmeübergang zum Fußboden. Da sich die Rohre temperaturabhängig ausdehnen, müssen an den Rohrbögen im Estrich so genannte Polsterungen installiert werden und in größeren Räumen Dehnungsfugen vorgesehen werden, da nicht nur das Rohr, sondern auch der Heizestrich selbst elastisch reagiert. Zudem nehmen Dämmstreifen die seitliche Ausdehnung auf.
Bei der Trockenverlegung werden die verlegten Rohrschleifen mit Trockenbauplatten aus Glasfaser oder Holzspan abgedeckt. Zwar können sich die Rohre ungehindert ausdehnen, jedoch wird aufgrund des schlechteren Wärmeübergangs eine höhere Vorlauftemperatur notwendig. Die Trockenverlegung ist bei Einsatz einer Wärmepumpe nicht optimal.
Sowohl bei der Nass- als auch Trockenverlegung können Leitbleche aus Aluminium eingebracht werden, die den Wärmeübergang und die gleichmäßige Wärmeverteilung im Fußboden erhöhen. Dies kann wiederum zur Absenkung der Vorlauftemperatur und somit optimalem Wärmepumpenbetrieb genutzt werden.
Die Rohrführung in den einzelnen Heizkreisen selbst kann schlangenförmig (Mäander) oder spiralförmig erfolgen. Die spiralförmige Verlegung ist dadurch charakterisiert, dass Vor- und Rücklaufrohre parallel nebeneinander liegen. Grundsätzlich ist es wichtig ist, dass die gleichmäßige Beheizung des Fußbodens gewährleistet ist, um niedrige Vorlauftemperaturen zu nutzen. Zudem ist eine Wärmedämmung unterhalb der Rohrschlangen energetisch sinnvoll, da die Heizrohre ihre Wärme in alle Richtungen abgeben.
Hier finden Sie weitere Informationen zu Wärmepumpen im Neubau
>> Kontrollierte Lüftung und Wärmepumpen
Neueste Beiträge und Fragen zum Thema
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Wir möchten ein Ferienhaus EFH/KfW55 freistehend 152qm auf der Insel Usedom bauen. Das Haus ist für max 6 Personen vorgesehen. Es soll eine FBH, eine aktive Belüftung mit Wärmerückgewinnung und eine Sole-Wasser-Wärmepumpe installiert werden.
Hier meine Fragen: Weil Kupferrohr auf der Insel Usedom wegen der Wasser- qualität nicht möglich ist (Aussage Baufirma), welches Rohrmaterial für die FBH ist das Beste( Gefahr Ver- schlackung, Luftdichtigkeit)? Welche Rohrabstände und welche Stärke des Rohres der FBH sind am Besten (Vorlauftemperatur)? Es ist eine Innentemperaturregelung vorgesehen. Ist bei der Wärmepumpe eine Außentemperaturregelung nicht vorzuziehen? Welche maximale Länge sollten die einzelnen Heizkreisläufe haben ( Heizkreis-Pumpenleistungen)?
Bei der Verlegung einer Fußbodenheizung in Kombination mit einer Wärmepumpe sollten Sie darauf achten, dass grundsätzlich eine niedrigere Vorlauftemperatur bei gleicher Heizleistung erreicht werden kann, wenn die Heizschlangen der Fußbodenheizung enger verlegt werden. Durch die niedrigere Vorlauftemperatur steigern Sie die Effizienz der Wärmepumpe. Allerdings sollte raumindividuell entschieden werden. So wird bei einer engeren Verlegung der Fußbodenheizung der Raum nicht so schnell auskühlen, wenn die Temperatur runtergeregelt wird. Dies ist z. B. bei der Verlegung im Schlafzimmer zu beachten, in dem man häufig eine etwas schnellere Temperaturreaktion erwartet.
Hallo liebes Stoltenberg-Team, wir wollen ein KfW 70 Fertighaus mit Erdwärmepumpe, Fußbodenheizung und kontrollierter Wohnraumlüftung errichten lassen. Nun fragen wir uns, ob der vom Verkäufer angebotene integrierte Warmwasser-Edelstahl-Speicher mit 175 Liter Fassungsvermögen für unser 142qm Haus ausreichend sein wird. Herzlichen Dank im Voraus für Ihre Antwort.
Die Dimensionierung des Warmwasserspeichers richtet sich nach der Anzahl der Bewohner des Hauses und dem Heizsystem. Wird Warmwasser zB über eine Wärmepumpe erzeugt, so ist der Warmwasserspeicher „etwas“ größer auszulegen, um zu vermeiden, dass die Wärmepumpe zu oft anspringt, um das Warmwasser zu heizen. Bewohnen Sie ihr Haus mit 4 bis 5 Personen, so ist auch unter vorgenannter Empfehlung die jetzt veranschlagte Größe von 175 Liter als durchaus ausreichend anzusehen.
Hallo Stoltenberg-Team, wir wollen einen KfW 85 Neubau mit FBH in allen Räumen, Luft-Wasser-Wärmepumpe und kontrollierter Be- und Entlüftungsanlage bauen lassen. D.h. wir verzichten KOMPLETT auf Heizkörper. Zum Wohlfühlen behalten wir uns die Option eines Kaminofens vor. Wir haben nun ein Angebot vorliegen, worin eine Inverter-WP (Splitanlage) mit 2 Pufferspeichern angeboten wird. Für Brauchwasser soll ein 500 Liter Speicher her, für Warmwasser 300 Liter. Der Installateur hatte alle Infos vorliegen (155 qm Wohnfläche, 4 Personen Haushalt, freistehendes EFH, Zweistromtarif und Sperrzeiten haben unsere Stadtwerke nicht). Mir kommt der WW-Speicher nach Studium Ihrer Homepage sehr suspekt vor und zweifele an der Fachkompetenz des anbietenden Installateurs. Ist mein Zweifel begründet?
Vielen Dank für Ihre Frage. In der Tat ist es so, dass in Ihrem Fall ein 500 Liter Pufferspeicher zumindest in dieser Größe nicht zwingend notwendig ist. Vielmehr kann man hierzu leider nicht sagen. Ansonsten hört sich Ihre Anlage schlüssig an.
Hallo, wir Wohnen seit 10 Jahren in einer Mietwohnung mit Fußbodenheizung und hatten eigentlich auch nie einen Zweifel an der jährlichen Heizkostenabrechnung, doch dieses Jahr hat es uns fast aus den Socken gehauen - eine Nachzahlung von 450,- €. Das scheint uns nicht ganz richtig zu sein, zumal wir genauso Heizen wie die Jahre davor. Die Fußbodenheizung läßt sich nur auf oder zu drehen und alle Regler zum auf und zu Drehen befinden sich im Flur in einem Schrank. Unsere Frage ist, muß nicht jedes Zimmer einen Temperaturregler haben an dem auch eine Skala ist, an der man die gewünschte Wärme regulieren kann??
Wir vermuten, dass die Nachzahlung zu einem wesentlichen Teil aus Preiserhöhungen resultiert, die Sie vermutlich akzeptieren müssen. Vielleicht sollten Sie bezüglich der formellen Grundlage einer solchen Nachzahlung die örtliche Verbraucherberatungsstelle aufsuchen.
Aus technischer Sicht könnten die Heizkosten durch Raumthermostate „etwas“ verringert werden, indem Sie nicht genutzte Räume dann nicht beheizen. Falls Sie über keine Raumthermostate verfügen, so ist die Nachrüstung auch keine Pflicht für den Vermieter, da es hier einen gewissen Bestandsschutz für bestehende Anlage gibt, die ein gewisses Alter erreicht haben. Im Neubau sind Raumthermostate hingegen Pflicht.
Bei einer Nachrüstung können Kabel von jedem Raumthermostat zur Verteilung gelegt oder per Funk geregelt werden. Da wir keine Experten auf dem Gebiet sind, empfehlen wir Ihnen sich weitergehend zu informieren und natürlich auch Ihren Vermieter zu befragen, was dieser zu unternehmen gedenkt, um zukünftig nicht weiter die Heizkostenabrechnung erhöhen zu müssen.
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