Fußbodenheizung für die Wärmepumpe nachrüsten
Eine Wärmepumpe arbeitet umso sparsamer, je niedriger die Temperatur ist, auf die sie das Heizwasser bringen muss. Im Bestand steht dem meist die vorhandene Wärmeverteilung im Weg: Heizkörper, die auf hohe Vorlauftemperaturen ausgelegt sind. Eine Fußbodenheizung gibt dieselbe Wärmemenge über eine um ein Vielfaches größere Fläche ab und kommt deshalb mit niedrigeren Systemtemperaturen aus. SG Dienstleistungen rüstet diese Fläche im vorhandenen Estrich nach — deutschlandweit.
Warum arbeitet eine Wärmepumpe bei niedriger Vorlauftemperatur effizienter?
Eine Wärmepumpe hebt Wärme von einem niedrigen Temperaturniveau — Außenluft, Erdreich oder Grundwasser — auf das Niveau des Heizwassers. Je größer dieser Temperaturhub, desto mehr Strom braucht der Verdichter. Die Leistungszahl (COP) beschreibt dieses Verhältnis in einem einzelnen Betriebspunkt, die Jahresarbeitszahl (JAZ) über ein ganzes Heizjahr: Eine JAZ von 4 bedeutet 4 kWh Wärme aus 1 kWh Strom. Ihre physikalische Obergrenze folgt dem Carnot-Zusammenhang und steigt, je kleiner der Abstand zwischen Quell- und Vorlauftemperatur ist. Bei 0 °C Quelltemperatur schrumpft dieser Abstand von 55 auf 35 Kelvin, wenn der Vorlauf von 55 auf 35 °C sinkt — die theoretisch erreichbare Leistungszahl steigt dadurch um rund die Hälfte. In der Praxis rechnet die Anlagentechnik mit etwa 2 bis 3 % weniger Stromverbrauch je Kelvin.
Der Zusammenhang gilt unabhängig von Hersteller und Bauart. Der wirksame Hebel liegt deshalb nicht im Gerät, sondern in der Wärmeverteilung — welche Gradzahl ein Haus erreicht, ist kein Katalogwert, sondern das Ergebnis von Heizlast und Heizfläche. Er wirkt allerdings nur auf den Heizbetrieb: Für die Trinkwarmwasserbereitung muss eine Wärmepumpe unabhängig vom Heizkreis auf ein deutlich höheres Temperaturniveau gehen. Dieser Anteil bleibt von einer niedrigeren Heiz-Vorlauftemperatur unberührt und begrenzt den Gewinn über das Jahr.
Heizkörper oder Flächenheizung — welche Wärmeverteilung passt zur Wärmepumpe?
Beide funktionieren — aber nicht gleich gut. Vorhandene Heizkörper genügen, wenn sie die Heizlast des Raumes bei abgesenkter Vorlauftemperatur noch decken; das ist vor allem in gedämmten Gebäuden und bei großzügig dimensionierten Heizkörpern der Fall. Reicht die Fläche nicht, ist die Flächenheizung im Boden die effizientere Lösung.
Der Grund liegt in zwei Größen, von denen die Leistung einer Heizfläche vor allem abhängt: ihrer Größe und der Temperaturdifferenz zur Raumluft. Ein Heizkörper hat wenige Quadratmeter Oberfläche und muss deshalb rund 30 bis 50 Kelvin über der Raumtemperatur liegen. Eine Fußbodenheizung nutzt die gesamte Bodenfläche und erreicht dieselbe Leistung mit rund 10 bis 15 Kelvin Übertemperatur — genau das ermöglicht die niedrige Vorlauftemperatur. Der Preis dafür ist die Trägheit: Eine Flächenheizung reagiert auf eine geänderte Solltemperatur in Stunden, ein Heizkörper in Minuten. Für den durchgehenden Heizbetrieb einer Wärmepumpe ist das kein Nachteil, für schnelles Aufheizen einzelner Räume schon.
Drei Wege der Wärmeverteilung im Vergleich
| Kriterium | Bestandsheizkörper | Größere Niedertemperatur-Heizkörper | Flächenheizung im Boden |
|---|---|---|---|
| Heizfläche | rund 1 bis 3 m² je Raum | rund 3 bis 6 m² je Raum | gesamte Bodenfläche, meist 15 bis 30 m² je Raum |
| Nötige Übertemperatur über der Raumluft | rund 30 bis 50 K | rund 15 bis 25 K | rund 10 bis 15 K |
| Übliche Auslegungs-Vorlauftemperatur | etwa 55 bis 70 °C | etwa 45 bis 55 °C | etwa 30 bis 40 °C |
| Platz und Regelung | unverändert, reagiert in Minuten | braucht Wandfläche, reagiert in Minuten | Wände frei, reagiert in Stunden |
| Voraussetzung | niedrige Heizlast je Raum | freie Wand am richtigen Ort | tragfähiger Bodenaufbau |
Kurz gefasst: Je größer die Heizfläche, desto niedriger die Vorlauftemperatur, die den Raum noch warm bekommt — und desto sparsamer läuft die Wärmepumpe. Die genannten Werte sind branchenübliche Größenordnungen zur Einordnung, keine Auslegung für ein konkretes Gebäude.
Wärmepumpe ohne Fußbodenheizung — geht das?
Ja. Entscheidend ist nicht die Bauart der Heizfläche, sondern ob sie die Heizlast des Raumes bei niedriger Vorlauftemperatur deckt. In gut gedämmten Gebäuden gelingt das oft mit den vorhandenen Heizkörpern, weil die Heizlast nach einer Sanierung unter dem Wert liegt, für den sie einmal ausgelegt wurden. Wo das nicht reicht, sind größere Niedertemperatur- oder Gebläseheizkörper und die Flächenheizung im Boden die häufigsten Wege; seltener kommen Wand- oder Deckenheizungen in Frage.
Beide haben Grenzen: Größere Heizkörper brauchen freie Wandfläche, Gebläsemodelle sind hörbar und benötigen Strom — und beide bleiben bei der Übertemperatur über einer Flächenheizung. Was wirtschaftlicher ist, entscheidet sich raumweise. Ob die vorhandenen Heizkörper genügen, lässt sich an einem kalten Tag ohne Umbau prüfen: die Vorlauftemperatur der bestehenden Heizung schrittweise auf etwa 50 °C absenken, die Thermostate voll öffnen und beobachten, welche Räume ihre Solltemperatur noch halten. Wo sie es tun, trägt die vorhandene Heizfläche auch die Wärmepumpe; wo nicht, ist genau dieser Raum der Kandidat für eine Flächenheizung.
Heizlast, Dämmzustand und beheizbare Fläche
Ob eine Flächenheizung die Räume trägt, ergibt sich aus drei Größen: der raumweisen Heizlast, dem Dämmzustand der Gebäudehülle und der tatsächlich beheizbaren Bodenfläche. Die Heizlast sagt, wie viel Watt ein Raum am kältesten Auslegungstag braucht; die beheizbare Fläche ist die Bodenfläche abzüglich der Bereiche unter Einbauküche, festen Möbeln und Sanitärobjekten. Erst der Vergleich beider Werte beantwortet die Frage — nicht das Baujahr.
Die Flächenleistung ist nach oben begrenzt, und zwar nicht technisch, sondern physiologisch: Der Boden darf nicht beliebig warm werden. DIN EN 1264 setzt für den Aufenthaltsbereich eine maximale Oberflächentemperatur von rund 29 °C an, in Randzonen und im Bad liegen die zulässigen Werte höher. Daraus folgt eine Obergrenze der Wärmeabgabe — im Aufenthaltsbereich in einer Größenordnung von etwa 100 Watt je Quadratmeter bei rund 20 °C Raumtemperatur. Zur Einordnung: Die raumweise Heizlast wird nach DIN EN 12831 berechnet und liegt als Größenordnung in Neubauten bei etwa 30 bis 50 Watt je Quadratmeter, in teilsanierten Gebäuden bei etwa 60 bis 100, in unsanierten Altbauten häufig darüber. Übersteigt die Heizlast eines Raumes das, was seine Fläche liefern kann, fehlt Wärme, egal wie eng die Rohre liegen.
Im unsanierten Bestand wird es genau hier eng: Ungedämmte Fassade, alte Fenster und große Glasflächen treiben die Heizlast über das, was der Boden hergibt. Das ist kein Ausschlusskriterium fürs Gebäude, sondern eine Frage je Raum — wo die Fläche reicht, trägt sie; wo nicht, bleibt ein ergänzender Heizkörper.
Einzelne Räume zuerst: Teilnachrüstung und Mischbetrieb
Eine Fußbodenheizung muss nicht im ganzen Gebäude auf einmal entstehen. Möglich ist auch die raumweise Nachrüstung. Sinnvoll ist dann der Raum, der heute die höchste Vorlauftemperatur erzwingt — meist der am schlechtesten gedämmte oder der mit den kleinsten Heizkörpern. Er begrenzt das Niveau der gesamten Anlage; wird er umgestellt, sinkt die Systemtemperatur für alle Räume. Solange nicht alle Räume umgestellt sind, arbeiten Flächenheizung und Heizkörper im selben Netz; das funktioniert mit getrennten Heizkreisen und einer Regelung, die beide Temperaturniveaus bedient.
Eine Einschränkung: Solange ein einzelner Heizkörperraum hohe Temperaturen braucht, muss die Wärmepumpe dieses Niveau erzeugen — der Effizienzgewinn fällt entsprechend kleiner aus, auch wenn die Flächenheizkreise selbst kühler gefahren werden. Technisch gelöst wird der Mischbetrieb über getrennte Heizkreisverteiler, eine Beimischschaltung für den Flächenheizkreis und gegebenenfalls eine Rücklauftemperaturbegrenzung; die Auslegung übernimmt der Heizungsbauer.
Reihenfolge beim Heizungstausch — und wer welches Gewerk übernimmt
Sinnvoll ist diese Reihenfolge: raumweise Heizlast ermitteln, daraus die Wärmeverteilung festlegen, die Heizflächen im Boden herstellen und die Wärmepumpe auf die dann erreichbare Vorlauftemperatur auslegen. Wird der Wärmeerzeuger zuerst beschafft und die Wärmeverteilung danach vergrößert, wurde die Wärmepumpe auf Bedingungen ausgelegt, die danach nicht mehr gelten — meist auf eine höhere Vorlauftemperatur als nötig. SG Dienstleistungen stellt die Heizfläche im Boden her — Fräsen, Rohrverlegung, Versiegelung und die Anbindung der Heizkreise am Verteiler. Welche Arbeiten am Wärmeerzeuger und an der Regelung dazukommen und wer sie übernimmt, wird vor Beginn festgelegt.
Die Schnittstelle zwischen den Gewerken gehört vor Beginn geklärt, nicht auf der Baustelle.
Was auf der Detailseite steht
Zur Ausführung im Boden nur so viel: Schmale Kanäle werden in den vorhandenen Estrich gefräst, die Heizrohre eingelegt und die Fugen bündig verschlossen — die Aufbauhöhe bleibt bei 0 mm. Ablauf und Material stehen unter Ablauf des Einfräsens Schritt für Schritt, die Anforderungen an den Untergrund — tragfähig, rissfrei und ausreichend dick, das prüfen wir vorher — unter Voraussetzungen an den Estrich. Die Preisfaktoren sind unter Kosten und Preisfaktoren beim Einfräsen aufgeschlüsselt. Je nach Projekt folgt anschließend ein Bodenausgleich mit Ausgleichsmasse.
Fußbodenheizung und Wärmepumpe.
Was Eigentümer vor einem Heizungstausch am häufigsten wissen wollen.