Eine optimale Partnerschaft

02.11.2022 | Veröffentlicht in Ausgabe 15-2022

Wärmepumpen, hier eine Luft-Wasser-Ausführung, werden künftig als Wärmeerzeuger bestimmend – mit einer ebenso effizienten Wärmeverteilung über Flächentemperiersysteme. - © Bild: Viega — © Bild: Viega

Wärmepumpen, hier eine Luft-Wasser-Ausführung, werden künftig als Wärmeerzeuger bestimmend – mit einer ebenso effizienten Wärmeverteilung über Flächentemperiersysteme.

Wärmepumpe und Flächenheizung ▪ Weil sie besonders effizient und mit niedrigen Vorlauftemperaturen arbeiten, sind Flächenheizsysteme ideal für die Kombination mit Wärmepumpen. Zudem sorgen sie für eine sehr gleichmäßige Temperierung der Räume. Sie sind also für den Nutzer komfortabel und gleichzeitig energiesparend. Und dank praxisgerechter Systeme ist diese Variante der Wärmeverteilung im Neubau wie im Bestand wirtschaftlich zu installieren. →Peter Buchner und Patricia Endlich

Inhalt

Spätestens mit der aktuellen Gaskrise wurde deutlich, dass in Zukunft wohl immer weniger konventionelle Wärmeerzeuger auf Basis fossiler Brennstoffe installiert werden. Stattdessen sind regenerative Systeme, vor allem Wärmepumpen, gefragt: Sowohl im Neubau als auch im Gebäudebestand ist die Nachfrage im Jahr 2022 quasi explodiert. Der Einsatz dieser nachhaltigen Wärmeerzeuger hat direkte Auswirkungen auf die Art der Wärmeverteilung.

Flächentemperiersysteme wie das System „Fonterra Reno“ mit nur 18 mm dicken Systemplatten aus Gipsfasermaterial eignen sich besonders gut für die Sanierung.

Unkonventionelle Lösung, um bei Sanierungen den Kaltluftabfall am Fenster durch zusätzliche Heizkreise an der Wand abzufangen (System „Fonterra Side 12 Clip“).

Flächenheizsysteme für Neubau und Sanierung

Wärmepumpen arbeiten bei niedrigeren Heizungsvorlauftemperaturen wesentlich effizienter als bei den früher beispielsweise für Radiatoren üblichen höheren Systemtemperaturen. Deutlich wird das beim Blick auf den sogenannten COP-Wert (Coefficient of Performance) einer Wärmepumpe. Der COP-Wert gibt die theoretische Leistung unter Prüfstandbedingungen an: Der COP-Wert A2/W35 für eine Luft/Wasser-Wärmepumpe geht dabei von einer Lufttemperatur von 2 °C und einer Vorlauftemperatur von 35 °C aus. Je nach Anlagentyp liegt er dann zwischen 3,8 und 4,4. Werden die Betriebsbedingungen aber beispielsweise auf A2/W50, also 50 °C Vorlauftemperatur, verändert, sinkt der COP-Wert bereits auf 2,7. Es muss also erheblich mehr elektrische Antriebsenergie aufgewandt werden, um die gleiche Nutzwärme zu erzeugen.

Die Konsequenz im Zusammenhang mit der Wärmeverteilung ist aber generell: Je geringer die benötigten Vorlauftemperaturen für die Wärmeverteilung sind, umso nachhaltiger und kostengünstiger arbeitet die Wärmepumpe – eine „Steilvorlage“ für Flächentemperiersysteme, die üblicherweise mit einer Temperaturspreizung von 35/30 °C oder weniger betrieben werden.

Das Angebot an Flächentemperiersystemen für die Installation im Neubau wie im Bestand ist entsprechend breit gefächert. Neben Tacker- und Noppenplattensystemen umfasst beispielsweise das Angebot von Viega sehr flach aufbauende Sanierungslösungen, wie „Fonterra Base Flat 12“ als dünnschichtiges Estrichsystem ab 35 mm Aufbauhöhe oder „Fonterra Reno“ als Trockensystem ab bereits 21 mm Aufbauhöhe. Nicht zu vergessen sind in diesem Zusammenhang spezielle Wandheizsysteme, wie „Fonterra Side Clip 12“. Vor allem bei der Erneuerung von Wärmeverteilsystemen in Bestandsgebäuden können sie als zusätzliche Wärmeübertragerflächen die Raumheizlast teilweise oder komplett decken, falls die Fußbodenfläche nicht ausreicht oder aus bestimmten Gründen nicht genutzt werden kann.

Erleichtert wird die Auslegung dieser Flächenheizsysteme durch eine entsprechende Softwareunterstützung. Viega hat z. B. mit „Viptool Building“ als Bestandteil von „Viptool Engineering“ ein eigenständiges Modul entwickelt, bei dem die Datensätze für die unterschiedlichen „Fonterra“-Systeme bereits hinterlegt sind.

Im Niedrigenergiehäusern kommt es bisweilen zu „gefühlten“ Beschwerden, dass die Fußbodenheizung nicht funktioniert, weil der Heizkreis aufgrund erreichter Raumtemperaturen nicht mehr durchströmt wird. Abhilfe bietet in der Einzelraumregelung „Fonterra Smart Control“ eine spezielle Funktion, um an warmen Tagen eine komfortable Bodentemperatur zu erhalten.

Mit der „zweiten Installationsebene“ wird eine Überhitzung des Transferraums verhindert, weil die Anbindeleitungen gut abgeschirmt auf dem Estrich in einer eigenen Dämmschicht geführt werden. Und weil nach oben nur noch die bedarfsgerecht ausgelegte Flächenheizung des Flures abstrahlt.

Gleichmäßig temperieren ohne Kälteeffekt

Dass die Wärme von Flächentemperiersystemen als besonders angenehm empfunden wird, hat einen einfachen Grund: Im Gegensatz zur Konvektionswärme eines Heizkörpers handelt es sich überwiegend um Strahlungswärme, die nicht erst die Luft, sondern unmittelbar die Körper im Raum erwärmt.

Im Sommer zahlt sich die Installation einer Flächenheizung ebenfalls aus, wenn der Raum über das „Fonterra“-System temperiert werden soll: In Verbindung mit einer Wärmepumpe mit Kühlfunktion und der automatischen Umschaltmöglichkeit der Regelung „Fonterra Smart Control“ ist über das „passive“ oder „stille“ Kühlen eine Temperaturreduzierung um etwa 3 bis 4 K möglich. Die Oberflächentemperatur des Bodens sollte jedoch nicht unter 19 °C absinken, damit man sich auch barfuß noch jederzeit wohlfühlt.

Eine wichtige Rolle spielt die Oberflächentemperatur des Bodens in der Übergangszeit, insbesondere in gut gedämmten Niedrigenergie- oder Passivhäusern. Die externen Wärmeeinträge, beispielsweise durch Fenster, reichen dann bisweilen schon für die am Raumthermostat eingestellte Wunschtemperatur aus – und der Heizkreis im Raum wird folgerichtig nicht mehr durchströmt. Allerdings haben die Nutzer in solchen Situationen schnell das Gefühl, dass die Fußbodenheizung in diesem Raum „nicht funktioniert“. Tatsächlich ist es jedoch eine Frage der Regelung: Im Gegensatz zu konventionellen Regelungen sorgt „Fonterra Smart Control“ über die Zusatzfunktion „Temperaturerhalt Boden“ selbst bei fehlender Wärmeanforderung durch den Raumthermostat immer für eine Minimal-Durchströmung der Heizkreise. Dies verhindert wirkungsvoll den gefühlten „Kälteeffekt“.

Überhitzung im Transferraum vermeiden

Genau gegenteilig ist die Herausforderung, die sich bei der Planung von Flächentemperiersystemen in den sogenannten Transferräumen stellt. Transferräume sind in aller Regel die Flure einer Wohnung, durch die vom Verteiler aus sämtliche Anbindeleitungen für die Heizkreise in den einzelnen Räumen laufen. Das Ergebnis: Obwohl der Flur an sich vielleicht gar nicht separat beheizt wird, liegt der Wärmeeintrag deutlich über Komfortniveau.

Eine funktionssichere Lösung, diese Überhitzung der Transferräume zu vermeiden, bietet z. B. Viega mit speziellen Zusatzkomponenten für das Flächentemperiersystem „Fonterra“. Dadurch können die Zuleitungen durch den Transferraum in die einzelnen Räume hohlraumfrei in einer 35 mm starken „Fonterra Tacker-Platte“ verlegt werden. Durch die Dämmwirkung der Platte und des für die schnelle Montage geschlitzten Dämmschlauches sinkt die unkontrollierte Wärmeabgabe der Zuleitungen an den Transferraum um bis zu 85 %. Auf der Dämmebene kann dann ein weiterer, eigenständiger Heizkreis für den Transferraum installiert werden, sodass auch dieser Raum anschließend vollständig regelbar ist.

Fazit

Flächentemperiersysteme sind durch ihre niedrigen Vorlauftemperaturen die energetisch effizienteste Variante der Wärmeverteilung. Durch die optionale Möglichkeit zum kombinierten Heizen und Kühlen können sie zudem sommertags über entsprechend ausgestattete Wärmepumpen in den Räumen für angenehm abgesenkte Temperaturen sorgen.

Umso wichtiger ist es, die Flächentemperiersysteme passgenau auf die Komfortansprüche der Nutzer und die baulichen Gegebenheiten auszulegen. Hilfreich sind hier breit aufgestellte Flächentemperier-Systemprogramme, die Wärmelösungen nicht nur für den Boden, sondern auch für Decke und Wand bieten.

In Verbindung mit einem „intelligenten“ Regelsystem, das spezielle Heizprofile und Sonderfunktionen wie den „Temperaturerhalt Boden“ bietet oder für einen automatischen hydraulischen Abgleich sorgt, lassen sich damit auch herausfordernde Installationsbedingungen einfach und wirtschaftlich bewältigen.