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HPready-Check: Ein intelligenter Lernassistent für die Bewertung von Luft-Wärmepumpen im Bestand
Aussagen zur Eignung eines Gebäudes für den Wärmepumpenbetrieb basieren häufig pauschal auf dem Baujahr oder der Gebäudeheizlast. Ausschlaggebend ist jedoch die erforderliche Vorlauftemperatur, die für die Beheizung des Gebäudes notwendig ist. Ist diese zu hoch, arbeitet die Wärmepumpe ineffizient. Die Höhe der Heizlast ist dabei zweitrangig – moderne Wärmepumpen können auch große Leistungsbereiche abdecken. Um die nötige Vorlauftemperatur zu bestimmen, sind die raumweise Heizlast und die Leistungsdaten der vorhandenen Heizflächen erforderlich – eine Analyse, die aufwendig ist und gerade zu Beginn eines Projekts oft fehlt. Zudem liefern gängige Methoden zur Bewertung der Jahresarbeitszahl (JAZ) gerne auch optimistische Werte. Aus diesem Grund habe ich ein vereinfachtes Verfahren und ein darauf abgestimmtes Werkzeug entwickelt, mit dem sich diese Berechnungen schnell, dynamisch und durchgängig durchführen lassen. Jede Änderung – sei es am Gebäude, an der Anlagentechnik oder an den Randbedingungen – wirkt sich unmittelbar auf alle Ergebnisse aus. Manchmal reicht schon der Austausch eines einzelnen Heizkörpers, um das System fit für die Wärmepumpe zu machen.
Markus
7 Schritte zur Auswertung der Wärmepumpentauglichkeit
Das Lernwerkzeug HPready-Check wurde im Auftrag der Chambre des Métiers in Luxemburg für Schulungs- und Ausbildungszwecke entwickelt. Es dient dazu, die im Kurs vermittelten Inhalte zu veranschaulichen. Um den Fokus auf das Verständnis zentraler Zusammenhänge zu legen und nicht unnötig Zeit mit Detailaufmaßen oder komplexen Eingaben zu verlieren, basiert das Tool auf vereinfachten Berechnungsansätzen. Es ist daher nicht zur Planung, Dimensionierung oder Auslegung geeignet oder vorgesehen.
Programmmerkmale
Schnelle Gebäudeanalyse
Mit nur acht Eingaben erstellt das Tool ein geometrisches Modell des Gebäudes, ermittelt automatisch die Hüllflächen und verknüpft diese mit typischen bauphysikalischen Eigenschaften basierend auf dem Baujahr. Innerhalb von fünf Minuten erhält man bereits eine fundierte Abschätzung der Gebäudeheizleistung.
Detaillierte Raumheizlastberechnung
Durch Eingabe der Raumflächen und Solltemperaturen lässt sich die Heizlast für bis zu 20 Räume berechnen. Ein erweiterter Modus bezieht das Aufkommen von Außenwänden, Dach, Boden und Fenstern mit ein, um die Heizlast genauer zu ermitteln.
Heizkörperanalyse und Vorlauftemperatur
Die Integration einer umfangreichen Heizkörperdatenbank ermöglicht die Eingabe von Abmessungen und Typen vorhandener Heizkörper. Das Tool berechnet daraus die erforderliche Vorlauftemperatur für jeden Raum und identifiziert automatisch den "kritischen Raum", der die höchste Vorlauftemperatur benötigt.
Automatisierter hydraulischer Abgleich
Basierend auf den ermittelten Daten erfolgt eine automatische Berechnung der Daten für den hydraulischen Abgleich. Das Tool bestimmt Förderhöhen, Volumenströme und kV-Werte für bis zu drei Heizkreise und schlägt passende Thermostatventile inklusive Einstellwerten vor.
Umfassende Energiebilanz und Effizienzbewertung
HPready-Check erstellt eine detaillierte Energiebilanz des Gebäudes, inklusive Heizwärmebedarf und Energiebedarf für Trinkwassererwärmung. Die Effizienz der Wärmepumpe wird unter Berücksichtigung von Teillastverhalten und ggf. bivalentem Betrieb bewertet. Ergebnisse wie Jahresarbeitszahl (JAZ), Strombedarf und Energiekosten werden übersichtlich dargestellt.
Integration weltweiter Klimadaten
Dank des Moduls WeatherCalC können stündliche Klimadaten für über 1.300 Standorte weltweit importiert werden. Dies ermöglicht eine standortspezifische Bewertung des energetischen Verhaltens von Gebäude und Wärmepumpenbetrieb.
Flexibilität bei der Wärmepumpenauswahl
Das Tool bietet drei vordefinierte Effizienzniveaus basierend auf der Auswertung von über 5.000 Wärmepumpendaten. Alternativ können spezifische Herstellerdaten gemäß EN 14825 über die Keymark-Datenbank importiert werden, um eine individuellere Bewertung zu ermöglichen.
Plausibilitätsprüfung durch Verbrauchsdaten
Ein integriertes Modul erlaubt den Abgleich der berechneten Heizleistung mit realen Verbrauchsdaten (Gas, Strom, Holz, Öl). Die Verbräuche werden automatisch klimabereinigt, um eine realistische Einschätzung der Heizleistung zu ermöglichen.
Dokumentiert
Die Bewertung greift auf physikalisch-technische Modelle zurück. Dabei mussten einige Methoden und Verfahren neu entwickelt werden, um eine durchgängige Berechnung zu erhalten. Alle Berechnungsansätze sind vollständig im Begleitmaterial des Lernwerkzeugs dokumentiert.
Praxisorientiert
Entwickelt für den Einsatz in Schulungs- und Ausbildungsmaßnahmen. Das Tool ist seit 2023 bereits erfolgreich bei der Chambre des Métiers in Luxemburg im Einsatz. Das Werkzeug wurde mehrsprachig entwickelt – aktuell sind Deutsch und Französisch hinterlegt.
Einfach zu bedienen
Es basiert auf Excel und bietet den schnellen Zugriff auf alle Funktionen per Ein-Klick-Navigation.
Mit dem Lernwerkzeug lassen sich mit nur acht Eingaben die Gebäudeheizlast und mit wenigen weiteren Angaben die individuelle Raumheizlast ermitteln. Werden zusätzlich über die integrierte Datenbank vorhandene Heizsysteme wie Fußbodenheizungen oder Heizkörper erfasst, kann für jeden Raum die erforderliche Vorlauftemperatur berechnet werden. Der sogenannte „kritische Raum“ – also jener Raum, der die höchste Vorlauftemperatur benötigt – wird automatisch erkannt. Seine Temperatur definiert die zentrale Vorlauftemperatur für das gesamte Gebäude. Daraus ergeben sich für die übrigen Räume jeweils unterschiedliche Rücklauftemperaturen und Volumenströme. Die Berechnungen zum hydraulischen Abgleich erfolgen automatisiert. Es sind lediglich wenige Eingaben notwendig, um etwa die Pumpenförderhöhe oder den Volumenstrom für bis zu drei Heizkreise zu bestimmen. Mithilfe der integrierten Ventildatenbank lässt sich zudem für jeden Heizkörper der passende Einstellwert des Thermostatventils berechnen. Parallel dazu erstellt das Tool eine Gebäude-Energiebilanz sowie eine Effizienzbewertung der Wärmepumpe auf Basis eines eigens angepassten Stundenverfahrens. Damit lassen sich sowohl die Jahresarbeitszahl (JAZ) als auch der erwartete Stromverbrauch und die potenziellen Stromkosten der Wärmepumpe abschätzen. Als Grundlage dienen Prüfdaten nach EN 14825, die über ein neues Verfahren auch unter variablen Leistungs- und Temperaturrandbedingungen ausgewertet werden können. So lässt sich auch der Einfluss spezifischer Wärmepumpenmodelle analysieren. Für fast jeden Ort weltweit können stündliche Klimadaten importiert werden. Diese Daten werden für die Berechnung entsprechend aufbereitet – beispielsweise durch die Umrechnung der Solarstrahlung auf geneigte Flächen. Dafür genügt die Eingabe von Längen- und Breitengrad, alternativ kann einer von über 1.300 vordefinierten Standorten ausgewählt werden.
- Die Bewertung erfolgt Schrittweise und aufeinander aufbauend – je nachdem was man gerne auswerten möchte.
- Mit 8 Eingaben wird ein einfaches Gebäudegeometriemodell erstellt und die Gebäudehüllflächen automatisch ermittelt. Über das Baujahr oder die Wärmeschutzklasse (A …I) werden typische bauphysikalische Eigenschaften (z.B. U-Werte) zugeordnet und die Gebäudeheizlast abgeschätzt – das dauert etwa 5 Minuten.
- Gibt man zusätzlich Raumflächen an, kann daraus automatisch die individuelle Raumheizlast berechnet werden. Dafür sind nur wenige weitere Angaben erforderlich.
- Werden Heizkörperdaten eingegeben, lässt sich die Heizkörperleistung und die erforderliche Vorlauftemperatur für jeden Raum individuell bestimmen.
- Aus der Systemvorlauftemperatur und der resultierenden individuellen Heizkörperbewertung werden die notwendigen Daten für den hydraulischen Abgleich automatisch abgeleitet – dazu zählen Förderhöhe und Volumenstrom der Heizkreispumpen sowie die Einstellwerte der Thermostatventile.
- Mit der integrierten Energiebilanz kann die Effizienz des Gebäudes und der Luft-Wärmepumpe bewertet werden. Das neue Verfahren berücksichtigt dabei auch das Teillastverhalten geregelter Anlagen. Herstellerdaten können individuell einbezogen werden.
- Berechnet werden neben geschätzten Investitionskosten auch die Jahresarbeitszahl (JAZ), der Energiebedarf für Heizung und Trinkwassererwärmung, der Stromverbrauch sowie die potenziellen Energiekosten und die CO2-Emissionen.
- Alle Änderungen werden systemweit in Echtzeit bewertet. So wirkt sich z. B. der Austausch eines Fensters oder Heizkörpers unmittelbar auf den Strombedarf der Luft-Wärmepumpe aus.
Mit nur acht Eingaben wird ein geometrisches Modell des Gebäudes erstellt. Dafür genügt entweder die Angabe von Länge und Breite des Grundrisses oder die ermittelte Grundrissfläche, die sich online in wenigen Sekunden mithilfe von Kartenwerkzeugen messen lässt.
Unter anderem auf Basis von Angaben zum Dach- und Kellergeschoss sowie zur Anbausituation wird ein geometrisches Gebäudemodell erstellt. Die gewählte Konfiguration wird im Programm entsprechend dargestellt, und alle Rechenschritte zum Gebäudegeometriemodell (GGM) sind transparent und im Detail nachvollziehbar.
Zur Bestimmung typischer Bauteildaten (z. B. U-Werte) wurden über 10.000 Einfamilienhäuser in Luxemburg ausgewertet. Liegt ein Energiepass vor, kann die darin angegebene Wärmeschutzklasse direkt verwendet werden. Ist kein Energiepass vorhanden, lässt sich ein passender Baujahresbereich auswählen. Die Bauteilflächen werden auf Basis dieser Auswahl automatisch mit allen relevanten bauphysikalischen und technischen Daten versehen, die für die weiteren Berechnungen erforderlich sind.
Zwei Diagramme veranschaulichen die Flächenverteilung der einzelnen Bauteile sowie deren relative Anteile an der Hüllfläche des Gebäudes. Zusätzlich die Verteilung der Wärmeverluste – differenziert nach Bauteilverlusten (z. B. durch Wände, Fenster und Dach) und Lüftungsverlusten. Dadurch lässt sich auf einen Blick erkennen, welche Bauteile energetisch besonders relevant sind und wo die Optimierungspotenziale liegen.
Optional: Die Berechnung und Zuweisung typischer Bauteildaten erfolgt automatisch. Alle Werte können jedoch jederzeit individuell angepasst werden, um beispielsweise den Einfluss eines Fensteraustauschs auf das energetische Verhalten oder die erforderliche Vorlauftemperatur zu bewerten.
Mit diesen Daten wird die Heizlastberechnung auf Gebäudeebene durchgeführt, basierend auf einem vereinfachten Verfahren. Die Ergebnisse der Berechnung sind jederzeit einsehbar, weitere Eingaben sind dafür nicht erforderlich. Optional können jedoch Parameter wie das Vorhandensein einer Wohnraumlüftung, die gemessene Luftdichtheit des Gebäudes sowie die Auslegungstemperatur für die Heizlastberechnung angepasst werden. Als Ergebnis wird die thermische Leistung aufgrund von Transmissions- und Lüftungsverlusten für das Gesamtgebäude ausgegeben.
Zur Bewertung der Raumheizlast können bis zu 20 Räume erfasst werden. Neben der Fläche lässt sich auch die gewünschte Raumtemperatur angeben, die direkten Einfluss auf die Raumheizlast hat. Auf dieser Basis kann die zuvor berechnete Gebäudeheizlast vereinfacht flächenbezogen auf die einzelnen Räume verteilt werden. Dabei erhalten jedoch auch alle Räume die gleiche spezifische Heizlast – was ungenau ist, da die Lage eines Raumes im Gebäude einen erheblichen Einfluss auf seine tatsächliche Heizlast hat.
Im erweiterten Modus kann die Flächenzuweisung präzisiert werden: Anhand der Anzahl vorhandener Außenwände, des Kontakts mit Dach oder Boden sowie der Fensterflächen wird die Gebäudehüllfläche mithilfe eines eigens entwickelten Algorithmus spezifisch auf die Räume verteilt. Dafür sind nur wenige Klicks erforderlich – ein manuelles Aufmaß ist nicht notwendig, kann aber durchgeführt werden.
Als Ergebnis werden die Hüllflächenanteile je Raum ausgewiesen und daraus die individuelle Raumheizlast berechnet.
Die Heizlast wird raumweise ermittelt und entweder tabellarisch oder grafisch dargestellt. Damit ist die Grundlage geschaffen um weitere Berechnungen durchführen zu können – wie die erforderliche Vorlauftemperatur, den hydraulischen Abgleich usw.
Aufnahme vorhandener Heizkörper: Ohne die Ermittlung der Heizkörperleistung kann keine weitere fundierte Bewertung durchgeführt werden. Dazu sind die Abmessungen und der Typ jedes Heizkörpers zu erfassen. Für die virtuelle Begehung steht ein entsprechendes Aufnahmeblatt bereit. Im Programm selbst ist eine Heizkörperdatenbank integriert – die Daten können dort direkt eingegeben werden.
Über eine einheitliche Eingabemaske lassen sich schnell für jeden Raum die Heizkörperdaten eingeben. Dabei steht eine große Bandbreite neuer und alter Modelle zur Verfügung sowie Badheizkörper. Die normierten Heizkörperdaten wurden alle auf die Ansichtsfläche umgerechnet – so entfällt das Zählen einzelner Glieder bei alten Heizkörpern. Man benötigt nur Länge, Breite und den Typ.
Im Detailbereich können die eingegebenen Daten eingesehen werden und man erhält schnelle eine Raumübersicht.
Es werden sowohl die Raumheizlast als auch die unter Berücksichtigung der Heizkörperdaten erforderliche Vorlauftemperatur berechnet. Der sogenannte kritische Raum ist derjenige, der die höchste Vorlauftemperatur benötigt, um ausreichend beheizt zu werden. Im Diagramm wird er als orangefarbener Balken hervorgehoben. So lässt sich auf einen Blick erkennen, in welchem Raum ein Heizkörpertausch sinnvoll wäre und wie groß der Temperaturunterschied zu den übrigen Räumen ist.
Der kritische Raum wird automatisch ermittelt. Da seine Vorlauftemperatur mindestens erreicht werden muss, entspricht sie der erforderlichen Vorlauftemperatur für das gesamte Gebäude. Dieser Wert wird übernommen, kann bei Bedarf jedoch manuell angepasst werden. Für alle übrigen Räume wird mithilfe einer transzendenten Gleichung berechnet, wie sie mit dieser Systemvorlauftemperatur versorgt werden können und welche Spreizung bzw. Rücklauftemperatur sich bei jedem Heizkörper einstellt. Befindet sich z.B. ein selten genutzter Raum im Gebäude, der eine besonders hohe Vorlauftemperatur benötigt, kann dort ein zusätzliches Heizsystem sinnvoll sein. Dessen Leistung kann berücksichtigt werden, wodurch alle anderen Heizkörper automatisch neu bewertet werden. Zusätzlich wird die Neigung der Heizkurve ausgegeben – eine hilfreiche Voreinstellung für die Regelung.
Die – teils transzendenten – Gleichungen1),2) werden simultan gelöst. Ausgegeben werden unter anderem die Heizkörperleistung unter individuellen Randbedingungen, die resultierende Spreizung bzw. Rücklauftemperatur sowie der erforderliche Volumen- oder Massenstrom.
Optional: Ist der Rohrdurchmesser der Anbindeleitung bekannt, lässt sich bei Bedarf schnell prüfen, ob dieser für den berechneten Volumenstrom ausreichend ist. Neben der Strömungsgeschwindigkeit wird durch Lösung der Colebrook-White-Gleichung sowohl die Rohrreibungszahl λtur und der Druckverlust berechnet.
In der weiteren Ausgabe dann für jeden der 4 möglichen Heizkörper in einem Raum der erforderliche Volumenstrom und der Leistungsanteil. Damit liegen weitere Ergebnisse für den hydraulischen Abgleich vor.
1) M. Lichtmeß, Berechnung der Vorlauf- und Rücklauftemperatur für Heizkörper mit variablem Leistungs- und Massenstromverhältnis, Herleitung Berechnungsverfahren, Ayl, 2024
2) M. Lichtmeß, Methodik zur vereinfachten Bewertung der Beheizbarkeit von bestehenden Wohngebäuden mit einer Wärmepumpe und Umsetzung in einem Lernwerkzeug - Erweiterung um den hydraulischen Abgleich, Ayl, 2024
Nun liegen nahezu alle relevanten Daten vor, um die Berechnungen für den hydraulischen Abgleich durchzuführen. Im Tool sind bis zu drei Heizkreise vorgesehen. Die Räume müssen den jeweiligen Heizkreisen zugewiesen werden – in der Praxis ist meist nur ein Heizkreis vorhanden, entsprechend kann dieser Schritt entfallen. Die maximalen Rohrlängen werden automatisch aus der Gebäudegeometrie abgeleitet. Alle weiteren Berechnungsparameter sind pauschal vorbelegt, können jedoch jederzeit angepasst werden (gelbe Felder). Auf dieser Basis werden die erforderliche Förderhöhe der Pumpe sowie der notwendige Volumenstrom berechnet. Ebenso wird der Einsatz von Differenzdruckreglern (DDR) geprüft. So lässt sich feststellen, ob die vorhandene Pumpe ausreichend ist – und falls nicht, welche Kenndaten eine geeignete Pumpe erfüllen muss.
Die Lage des Raums im Gebäude – insbesondere der Abstand zum Heizungsraum – wird genutzt, um die angesetzten Leitungslängen und Druckverluste differenziert zu erfassen. Auf dieser Grundlage werden der erforderliche Volumenstrom, der Druckverlust über das Thermostatventil sowie der entsprechende kV-Wert berechnet.
Damit lassen sich passende Thermostatventile auswählen und die entsprechenden Einstellwerte bestimmen. Dafür steht eine integrierte Datenbank gängiger Thermostatventile zur Verfügung. Die Auswahl wird auf Plausibilität geprüft, und es wird automatisch ein passender Einstellwert vorgeschlagen, der zum jeweiligen Heizkörper und Thermostatventil passt.
Im Werkzeug ist eine Gebäude-Energiebilanz integriert, mit der automatisch der Heizwärmebedarf des Gebäudes bestimmt wird. Dieser Wert ist notwendig, um die Effizienz einer Luft-Wärmepumpe bewerten zu können. Ausgegeben werden die monatlichen und jährlichen Energiebilanzen sowohl als absolute als auch als spezifische Kenngrößen. Analog zu allen anderen Berechnungen passen sich auch diese Ergebnisse bei Änderungen am Gebäude automatisch an. So kann beispielsweise der Austausch von Fenstern nicht nur die Heizlast, sondern auch den Energiebedarf des Gebäudes beeinflussen und entsprechend bewertet werden.
Neben dem Heizwärmebedarf ist auch der Energiebedarf für die Trinkwassererwärmung zu berücksichtigen. Die Anzahl der im Haus lebenden Personen sowie der tägliche Warmwasserverbrauch beeinflussen dabei sowohl die erforderliche Leistung als auch den Energiebedarf. Bei bivalentem Betrieb lässt sich der Bivalenzpunkt definieren, wodurch die Leistung der Wärmepumpe und die mindestens erforderliche Leistung des Heizstabs bewertet werden können. Die Ergebnisse werden in einem Diagramm dargestellt: Die Balken zeigen die jeweiligen tunden im Jahr an, in denen sich die Temperatur im angegebenen Bereich befindet – aufgeteilt in Stunden mit und ohne Heizwärmebedarf. Diese Darstellung ist wichtig für die Analyse der JAZ.
Die zuvor berechneten Temperaturen werden für die weitere Berechnung übernommen, und aus den Daten des Heizungssystems wird der Verlauf der Vorlauftemperaturen über das gesamte Jahr ermittelt. Die Ergebnisse dieser komplexen Berechnung werden hier vereinfacht und übersichtlich zusammengefasst dargestellt. Dazu gehören der Verlauf der Leistungszahl für Heizen und Trinkwassererwärmung über das Jahr, die Jahresdauerlinie der Leistungsanforderung sowie die Energiebilanzen: Wärmebedarf, Jahresarbeitszahl, Strombedarf und Energiekosten – jeweils getrennt für Wärmepumpe und Heizstab.
Das Gesamtergebnis wird in einer zentralen Grafik dargestellt, die alle wesentlichen Informationen übersichtlich zusammenfasst. Zu sehen sind der Leistungsverlauf und der Strombedarf im Jahresverlauf, jeweils getrennt für Wärmepumpe und Heizstab. Außerdem werden verschiedene Leistungsbereiche gezeigt, ab wann die Wärmepumpe in den Taktbetrieb wechselt, die Vorlauftemperatur, die Jahresarbeitszahl (JAZ) sowie die möglichen Stromkosten. Zudem können die CO2-Emissionen im Vergleich zu einem konventionellen Heizsystem dargestellt werden.
Zudem stehen zahlreiche weitere grafische und tabellarische Auswertungen zur Verfügung. So lässt sich beispielsweise der Verlauf des Gütegrads über das Jahr bewerten – das ist insbesondere bei geregelten Wärmepumpen interessant, da diese im Teillastbereich effizienter arbeiten als unter Volllast. Einer möglichen bivalenten Auslegung sollte hier besondere Aufmerksamkeit geschenkt werden, da dadurch der Volllastanteil steigen kann. Eine Wärmepumpe sollte über den gesamten Jahreszeitraum möglichst viel Wärmeenergie im optimalen Betriebspunkt bereitstellen.
Zur Bewertung verschiedener Luft-Wärmepumpen sind im Werkzeug drei Effizienzniveaus hinterlegt, die auf der Auswertung von über 5.000 Wärmepumpendaten basieren. Zur Auswahl stehen „Durchschnitt“, die „25 %-Besten“ sowie die „5 %-Besten“. Alternativ können auch individuelle Herstellerdaten nach EN 14825 eingegeben werden. Diese lassen sich einfach und für fast alle am europäischen Markt verfügbaren Wärmepumpen aus der Keymark-Datenbank importieren. Dabei werden die Prüfpunktdaten mit einem neu entwickelten Verfahren und durch sequenzielle Interpolation in ein Wärmepumpen-Kennfeld transformiert (siehe Dokumentation).
Zur Plausibilitätsprüfung der Ergebnisse kann ein Abgleich mit gemessenen Verbräuchen sinnvoll sein. Im Werkzeug steht dafür ein Modul zur Verfügung, mit dem sich aus den Jahresverbräuchen (Gas, Strom, Holz, Öl usw.) die Heizleistung abschätzen lässt. Das Ergebnis ist vergleichsweise ungenau – besonders bei energieeffizienten Gebäuden wird die maximale Heizlast oft deutlich unterschätzt, da die Verbrauchsdaten neben dem Nutzungsverhalten auch die anrechenbaren solaren und internen Gewinne enthalten. Daher ist das Ergebnis immer auch mit etwas "Vorsicht" zu interpretieren.
Die gemessenen Verbräuche werden automatisch klimabereinigt, um daraus die Heizleistung basierend auf einem durchschnittlichen Jahr abzuschätzen. Die dafür benötigten Temperaturrandbedingungen können entweder aus der Gebäudebilanz übernommen oder aus Klimadaten berechnet werden. Die so ermittelte geschätzte Heizleistung wird anschließend mit der im Werkzeug berechneten gegenübergestellt.
Die wichtigsten Kenndaten des HPready-Checks auf einen Blick. Die kompakte Übersicht stellt zentrale Ergebnisse wie die energetische Bewertung, die Einordnung der Jahresarbeitszahl und relevante Gebäudedaten auf einer Seite dar. Ideal, um sich schnell ein fundiertes Bild zu verschaffen.
JAZmin für CO₂– und Kostenneutralität
Mit diesem Tool kann die minimal erforderliche Jahresarbeitszahl (JAZ) berechnet werden, ab der eine Wärmepumpe im Vergleich zu einer konventionellen Heizung (z. B. Gas oder Öl) gleich hohe CO₂-Emissionen und Energiekosten verursacht. So lässt sich abschätzen, ab welcher Effizienz die Wärmepumpe ökologisch und wirtschaftlich mindestens gleichwertig ist. Dies unterstützt die Orientierung bei der Bewertung von Modernisierungsmaßnahmen im Hinblick auf Umwelt- und Kosteneffizienz. Die Berechnung berücksichtigt individuelle Energiepreise und Emissionsfaktoren.
Mit diesem Tool kann die minimal erforderliche Jahresarbeitszahl (JAZ) berechnet werden, ab der eine Wärmepumpe im Vergleich zu einer konventionellen Heizung (z. B. Gas oder Öl) gleich hohe CO₂-Emissionen und Energiekosten verursacht. So lässt sich abschätzen, ab welcher Effizienz die Wärmepumpe ökologisch und wirtschaftlich mindestens gleichwertig ist. Dies unterstützt die Orientierung bei der Bewertung von Modernisierungsmaßnahmen im Hinblick auf Umwelt- und Kosteneffizienz. Die Berechnung berücksichtigt individuelle Energiepreise und Emissionsfaktoren.
Druckverlust Rohrleitungen
Bei der Umrüstung auf eine Wärmepumpe in Gebäuden mit knapp dimensioniertem Rohrnetz und großer Temperaturspreizung – etwa bei Brennwertsystemen mit Kunststoffverbundrohren um 1990 – sollte das Rohrnetz überprüft werden. Da für einen effizienten Betrieb der Wärmepumpe niedrigere Vorlauftemperaturen angestrebt werden, steigt bei gleicher Leistung der Volumenstrom und damit der Druckverlust.
Bei der Umrüstung auf eine Wärmepumpe in Gebäuden mit knapp dimensioniertem Rohrnetz und großer Temperaturspreizung – etwa bei Brennwertsystemen mit Kunststoffverbundrohren um 1990 – sollte das Rohrnetz überprüft werden. Da für einen effizienten Betrieb der Wärmepumpe niedrigere Vorlauftemperaturen angestrebt werden, steigt bei gleicher Leistung der Volumenstrom und damit der Druckverlust.
Ebenso lässt sich prüfen, wie sich die Druckverluste verändern, wenn das Gebäude beispielsweise energetisch modernisiert wird. Dabei reduziert sich in der Regel auch der Volumenstrom und damit der Druckverlust. Eine Toolbox ermöglicht eine schnelle Abschätzung des Druckverlusts auf Basis der Colebrook-White-Gleichung.
Handrechenverfahren
In der Dokumentation sind Tabellen und Grafiken enthalten, mit denen sich der Einfluss auch händisch per Diagrammverfahren bewerten lässt. Das nebenstehende Diagramm zeigt beispielhaft, wie sich eine kleinere Spreizung (von 20 K auf 10 K) auf den resultierenden Druckverlust in der Hauptleitung auswirkt, wenn die Leistung mit hier 14 kW unverändert bleibt.
Vergleichbare Diagramme und Tabellen stehen für viele andere Bereiche zur Verfügung. So gibt es beispielsweise ein Diagramm zur Umrechnung der Heizkörperleistung bei anderen Leistungs- und/oder Temperaturrandbedingungen. Damit lassen sich viele einzelne Parameter auch ohne eine ausführliche Berechnung bewerten.
In der Dokumentation sind Tabellen und Grafiken enthalten, mit denen sich der Einfluss auch händisch per Diagrammverfahren bewerten lässt. Das nebenstehende Diagramm zeigt beispielhaft, wie sich eine kleinere Spreizung (von 20 K auf 10 K) auf den resultierenden Druckverlust in der Hauptleitung auswirkt, wenn die Leistung mit hier 14 kW unverändert bleibt.
Vergleichbare Diagramme und Tabellen stehen für viele andere Bereiche zur Verfügung. So gibt es beispielsweise ein Diagramm zur Umrechnung der Heizkörperleistung bei anderen Leistungs- und/oder Temperaturrandbedingungen. Damit lassen sich viele einzelne Parameter auch ohne eine ausführliche Berechnung bewerten.
Druckverlust Wärmemengenzähler
Falls ein Wärmemengenzähler vorhanden ist, sollte sein Druckverlust nicht unterschätzt werden. Wird der Nenndurchfluss (Qp) fälschlicherweise mit dem tatsächlichen Auslegungsvolumenstrom gleichgesetzt, können – je nach Gerät – Druckverluste von bis zu 25 kPa auftreten. Wird der Zähler hingegen auf etwa 50–60 % von Qp ausgelegt, sinkt der Druckverlust deutlich – bei ausreichender Messgenauigkeit. In der Toolbox lässt sich der Druckverlust vereinfacht abschätzen.
Falls ein Wärmemengenzähler vorhanden ist, sollte sein Druckverlust nicht unterschätzt werden. Wird der Nenndurchfluss (Qp) fälschlicherweise mit dem tatsächlichen Auslegungsvolumenstrom gleichgesetzt, können – je nach Gerät – Druckverluste von bis zu 25 kPa auftreten. Wird der Zähler hingegen auf etwa 50–60 % von Qp ausgelegt, sinkt der Druckverlust deutlich – bei ausreichender Messgenauigkeit. In der Toolbox lässt sich der Druckverlust vereinfacht abschätzen.
Weitere Informationen zum Lernwerkzeug HPready-Check
- Kurse bei der Handwerkskammer (LU)
- Studie Dokumentation der Methodik (2025)
- Präsentation Workshop zu HPready-Check (2025)
- Aufnahmeblatt für Begehung