Wärmepumpe im Einzelhandel - Planung und Installation (Teil 3)

JAZ – ein entscheidender Parameter

Für die Verdichtung des Kältemittels benötigt die Wärmepumpe Strom. Wieviel Strom das Gerät für welche Menge Wärme verbraucht, zeigt die sog. Jahresarbeitszahl (JAZ). Eine JAZ von 4 bedeutet beispielsweise, dass eine Wärmepumpe pro Kilowattstunde Strom im Schnitt vier Kilowattstunden Wärme erzeugt. Je höher die JAZ, desto effizienter und wirtschaftlicher ist die Wärmepumpe. Mit Blick auf Effizienz und Fördermöglichkeiten sollte eine JAZ von mindestens 3,0 erreicht werden. Die JAZ wird von zahlreichen Faktoren beeinflusst, darunter die Art der Energiegewinnung. 

JAZ-Rechner

Zu beachten sind außerdem folgende Aspekte:

• benötigte Raumtemperaturen
• Verfügbarkeiten von Wärmequellen (Ab-/Außenluft, Erdreich, Grundwasser, Abwasser, Eis oder Abwärme)
• Zustand der Gebäudehülle (Wärmepumpen arbeiten umso effizienter, je besser ein Gebäude gedämmt ist.)
• Art der Wärmeabgabe (z. B. Flächenheizung oder Radiatoren. Flächenheizungen sind effizienter. Seitens des Bundesverbands Wärmepumpe heißt es jedoch: „Häufig sind die vorhandenen Heizkörper bereits ausreichend dimensioniert, um mit Vorlauftemperaturen bis 55 Grad Celsius ausreichend Wärme an den Raum abzugeben oder es genügen einfache Maßnahmen, um das zu erreichen. Außerdem gibt es Flächenheizungen zur Nachrüstung für Boden, Wand oder Decke und Heizkörper lassen sich unkompliziert und kostengünstig durch moderne Varianten ersetzen.“)
• Zustand und Einstellung der Lüftungsanlagen. Dirk Sager, Senior Specialist Key Account Management bei DAIKIN, rät, „zu prüfen, ob Luftmengen bestehender Lüftungsanlagen reduziert werden können. Das spart enorme Leistungen bei der Wärmeerzeugung ein. Verbleibender Wärmebedarf kann dann gezielt über Wärmepumpen nachgerüstet werden.“ 
• die erforderliche Vorlauftemperatur (also die Temperatur des Heizwassers). Sie spielt eine entscheidende Rolle und hat mit den o. g. Faktoren zu tun. Je niedriger die Vorlauftemperatur sein muss, desto effizienter kann die Wärmepumpe arbeiten. In schlecht gedämmten Häusern mit herkömmlichen Heizkörpern werden in der Regel Vorlauftemperaturen von etwa 70 Grad Celsius benötigt, gut gedämmte Neubauten mit Fußbodenheizung kommen dagegen mit einer Vorlauftemperatur von etwa 35 Grad Celsius aus. 55 Grad Celsius gelten unter Effizienz- und Wirtschaftlichkeitsgesichtspunkten als maximal akzeptable Vorlauftemperatur für Wärmepumpen.

Mittlerweile gibt es aber auch etliche Hochtemperaturwärmepumpen und die Möglichkeit, hybride Lösungen einzusetzen. Bei diesen zieht die Wärmepumpe an den besonders kalten Tagen einen weiteren Energieerzeuger hinzu (z. B. Gaskessel oder Ölheizung, ggf. können das auch Bestandssysteme sein), um den Wärmebedarf zu decken. Ein wichtiges Kriterium bei der Auslegung von Hybrid-Systemen ist der sog. Bivalenzpunkt. Er gibt die Außentemperatur an, bei der die Wärmepumpe ihre maximale Heizleistung erreicht. Während die Wärmepumpe die geforderte Wärme oberhalb dieses Bivalenzpunktes allein bereitstellen kann, schaltet sich bei weiter absinkender Außentemperatur der zweite Wärmeerzeuger hinzu. Die Auslegung sollte mit einem Fachplaner erfolgen. 

Weitere relevante Aspekte bei der Abwägung:

• die elektrotechnische Einbindung und verfügbare elektrische Anschlussleistung
• die anvisierte Nutzungsdauer der Immobilie
• die Höhe des möglichen Investitionsbudgets
• ggf. Inhalt und Stellenwert der eigenen Nachhaltigkeitsstrategie.

Viessmann Kühlsysteme GmbH

Ergänzende Tipps zu Planung, Auswahl und Umsetzung 

• Es sollte im Vorfeld einer Investitionsentscheidung unbedingt eine gründliche Heizlastermittlung vorgenommen werden. Einen Heizlastrechner finden Sie hier: http://www.waermepumpe.de/heizlastrechner.
• Viele Wärmepumpen können auch zur aktiven oder passiven Gebäudekühlung eingesetzt werden – ein attraktiver Zusatznutzen. „Leider werden Beheizung, Klimatisierung und Kälte häufig noch getrennt realisiert, sodass viel Potenzial verschenkt wird“, macht Jan Wollesen, Channel Manager Retail & Logistics bei Viessmann Deutschland, auf den integralen Ansatz aufmerksam. DAIKIN bietet seit über zehn Jahren mit dem „Conveni-Pack“ eine ganzheitliche Lösung für Beheizung, Klimatisierung und Gewerbekälte mit integrierter Wärmerückgewinnung an. Bis heute sind nach eigenen Angaben deutschlandweit etwa 2.500 Systeme im Lebensmitteleinzelhandel in Betrieb. Dirk Sager, DAIKIN, betont aber zugleich: „Es sollte jede Anwendung individuell betrachtet werden, was durchaus dazu führen kann, mit getrennten Systemen die bessere Wahl zu treffen. Ein Kriterium sind die erforderlichen Leistungen für die einzelnen Bereiche.“ 

Falls der integrale Ansatz in Frage kommt: Grundsätzlich sind zwei unterschiedliche Formen der Kühlung mit Wärmepumpe zu unterscheiden – die aktive und die passive. Für die passive Kühlung können nur die erd- und grundwassergekoppelten Systeme genutzt werden. Hier wird überschüssige Wärme mithilfe einer Umwälzpumpe aus dem Gebäude in den kühleren Untergrund abgeführt. Im Fall der aktiven Kühlung ist es erforderlich, dass der Kältekreis der Wärmepumpe umkehrbar ist. Die Art der Wärmequelle ist hier nicht von Bedeutung.

• Eine gute Leistungsregelung erhöht die Effizienz und die Lebensdauer der Wärmepumpe. Die Leistungsregelung ist die Fähigkeit einer Wärmepumpe, ihre Leistung an den tatsächlichen Wärmebedarf anzupassen. „Eine moderne Technik für die Leistungsregelung ist die Invertertechnik, die die Drehzahl des Verdichters stufenlos regelt. Dadurch kann die Wärmepumpe immer mit dem optimalen Betriebspunkt arbeiten“, erklärt Jan Wollesen von Viessmann.
• Es gibt Wärmepumpen mit integriertem Speicher als auch modulare Systeme mit separatem Speicher. Doch Achtung: Integrierte Trinkwasserspeicher wirken der Effizienz der Wärmepumpen entgegen. Die vermeintlich vorteilhaftere, modulare Lösung erklären wir in Teil 4 der Serie unter Punkt Wärmepumpen in kleinen Einzelhandelsimmobilien.
• Empfehlenswert ist auch der Einsatz natürlicher Kältemittel, wie zum Beispiel Propan (R290), die keine negativen Auswirkungen auf das Klima haben. Ein wichtiges Kriterium für die Umweltfreundlichkeit eines Kältemittels ist das Treibhauspotenzial (GWP), das angibt, wie stark ein Kältemittel zum Treibhausgaseffekt beiträgt. Je niedriger der GWP-Wert, desto klimafreundlicher ist das Kältemittel. 
• Angebote sollten akribisch geprüft werden. Energieberaterin Carolina Kreuz stellt fest, dass nicht alle installierten Wärmepumpen am Markt derzeit wirklich effizient laufen und erklärt: „Effiziente Umsetzungen sind sehr vom Know-how des Handwerkers abhängig.“ Somit gilt es, wirkliche Experten ans Werk zu lassen. Die o. g. Hinweise geben wichtige Anhaltspunkte, um die eingeholten Angebote zu prüfen.
• Seit dem 1.1.2024 ist bei der Installation von Wärmepumpen die Neure­ge­lung gemäß § 14a Ener­gie­wirt­schafts­ge­setz (EnWG) der Bundes­netz­agentur zu beachten. Die Rege­lung sieht vor, dass Netz­an­schlüsse für Verbrauchs­ein­rich­tungen verein­facht / beschleu­nigt werden und die Nutzer gleich­zeitig von redu­zierten Netz­ent­gelten profi­tieren. Im Gegenzug müssen Betreiber die netz­ori­en­tierte Steue­rung der steu­er­baren Verbrauchs­ein­rich­tungen bei hoher Netz­be­las­tung akzep­tieren. 
• Viele Stromversorger bieten einen speziellen, günstigen Wärmepumpentarif an, der genutzt werden sollte (falls die Stromversorgung nicht über die eigene PV-Anlage erfolgt). Dafür ist allerdings eine getrennte Messung mit einem eigenen Stromzähler notwendig.
• Ein hydraulischer Abgleich nach Verfahren B ist bei allen Heizungsanlagen empfehlenswert. Durch die korrekte Voreinstellung der Heizkörper-Thermostatventile erhalten alle Heizkörper der Gesamtanlage genau die Wärmemenge, die sie benötigen (lesen Sie hierzu auch unseren Leitfaden zum hydraulischen Abgleich.
• Das Heizungswasser sollte, so Carolina Kreuz, nach VDI-Richtlinie 2035 „Vermeidung von Schäden in Heizungsanlagen“ entmineralisiert werden, damit keine Korrosion entsteht. „Das ist auch wichtig in Bezug auf die Gewährleistung des Herstellers.“ Bedeutet: Indem spezielle Filterpatronen zwischengeschaltet werden, erfolgt die Heizungswasserbefüllung abgestimmt auf den Härtegrad des Wassers vor Ort.
• Laut Carolina Kreuz sei es ein Irrglaube, dass Wärmepumpen keine Wartung erfordern. „Wartung und Pflege der hydraulischen Anlagen bleiben weiterhin wichtig.“

Vertiefende Informationen: https://www.waermepumpe.de/waermepumpe/gewerbeobjekte-industrieanlagen/