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Technische Regel [AKTUELL]

VDI 4650 Blatt 1:2024-02

Berechnung der Jahresarbeitszahl von Wärmepumpenanlagen - Elektrowärmepumpen zur Raumheizung und Trinkwassererwärmung

Englischer Titel
Calculation of the seasonal coefficient of performance of heat pumps - Electric heat pumps for space heating and domestic hot water
Ausgabedatum
2024-02
Originalsprachen
Deutsch, Englisch
Seiten
64

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Kurzreferat
Diese Richtlinie befasst sich mit Elektrowärmepumpen, insbesondere zur Versorgung von Wohngebäuden mit Wärme für Raumheizung und Trinkwarmwasserbereitung. Um den technischen Fortschritt (z.B. andere Kältemittel, andere Verdichtertechnologien, Leistungsregelung) für die Berechnung der Jahresarbeitszahl besser abzubilden, wurden auf Basis der Ergebnisse der Feldmonitoringprojekte des Fraunhofer ISE wichtige Erkenntnisse aus der Praxis in die Berechnungen übernommen. Die Richtlinie behandelt zusätzlich Themen wie Hocheffizienzpumpen, leistungsgeregelte Wärmepumpen, Trinkwassererwärmung (geändertes Berechnungsverfahren), Solarunterstützung, Kühlung, primärenergetische Bewertung sowie Anpassungen aufgrund geänderter europäischer Normen.
Über dieses Produkt

Vereinfachtes Verfahren zur prognostischen Ermittlung der Jahresarbeitszahl – Grundlagen, Berechnung, Beispiele

Die Energiewende ist eine gesellschaftliche Notwendigkeit, Wärmepumpen sind ein Bestandteil zukunftsfähiger Wärmeerzeugung. Ihre Verbreitung ist in den letzten Jahren erheblich gestiegen, und damit auch der Bedarf an strukturierenden und unterstützenden Richtlinien. Mit der Richtlinienreihe VDI 4650 zu Elektrowärmepumpen im Einsatz in Wohngebäuden bietet der VDI eine verlässliche Arbeitshilfe für Fachbetriebe, aber auch für Privatpersonen, die ihr Haus auf die moderne Technologie umstellen. Ziel der Richtlinienreihe ist es, Hilfe zu leisten bei der Wahl der passenden Wärmepumpenanlage. Die Reihe umfasst zudem Blätter zu Themen wie Solarunterstützung und Kühlung, Trinkwassererwärmung oder Hocheffizienzpumpen. Da eine Wärmepumpe nur so wirkungsvoll ist wie ihre optimale Konfiguration, leisten die Blätter somit einen Beitrag zur weiteren Verbreitung und besseren Effizienz von Wärmepumpen zur Heizung und Warmwassererzeugung. Dadurch, und dank dem wachsenden Anteil von erneuerbaren Energien an der Primärenergie in Wärmepumpen, wird die Technologie immer energieeffizienter und wirtschaftlicher – die Jahresarbeitszahl verbessert sich.


Verwendung der Richtlinie

Die Richtlinie VDI 4650 Blatt 1 bietet ein Berechnungsmodell zur Vorhersage der Effizienz von Wärmepumpenanlagen. Um den BAFA-Zuschuss zu erhalten, muss die Jahresarbeitszahl einer Wärmepumpe durch den Fachhandwerker rechnerisch nach VDI 4650 ermittelt und nachgewiesen werden. 

Im Rahmen dieser „Weiß-auf-weiß"-Überarbeitung wurde berücksichtigt, dass zahlreiche gegenwärtig am Markt verfügbare Wärmepumpen Vorlauftemperaturen von mindestens 60 °C für den Heizbetrieb bereitstellen können und zunehmend im Gebäudebestand eingesetzt werden. Die vorhandene Wärmeverteilung und -übergabe kann in Bestandsbauten häufig nicht mit vertretbarem Aufwand derart umgebaut werden, dass Auslegungs-Vorlauftemperaturen von 55 °C oder weniger zu erreichen wären. Gleichzeitig steigt die primärenergetische Effizienz von Wärmepumpen durch den Zubau der regenerativen Stromerzeugung stetig an, sodass eine geringere Jahresarbeitszahl infolge höherer Systemtemperaturen zu vertreten ist. 

Das Betriebsfeld der Standardwärmepumpe in DIN V 18599 für das Gebäudeenergiegesetz endet mit der aktuellen Überarbeitung bei 60 °C. Daher wurden mit dieser Ausgabe Korrekturfaktoren für eine maximale Vorlauftemperatur von 60 °C eingeführt. 

VDI 4650 Blatt 1 ist anwendbar für elektrisch angetriebene Wärmepumpenanlagen, welche der Beheizung (Warmwasser-Zentralheizung) von Wohngebäuden und der Erzeugung von Warmwasser (Warmwasserspeicher) in diesen dienen. Als Wärmequellen im Sinne dieser Richtlinie gelten Erde, Luft und Grundwasser.

Das in dieser Richtlinie vorgestellte Berechnungsverfahren zur Ermittlung der voraussichtlichen Jahresarbeitszahl ist vereinfacht und ersetzt nicht detailliertere Anlageanalysen. Es ermöglicht jedoch eine aussagekräftige grundlegende Prognose.

Die Richtlinie behandelt Einflussfaktoren der Jahresarbeitszahlberechnung wie die Leistungszahl und Leistungsregelung, die Temperatur der Wärmequelle, Solarunterstützung und weitere mehr. Sie erklärt den Einfluss der verschiedenen Betriebsweisen. Das Berechnungsverfahren der Jahresarbeitszahl wird ausführlich vorgestellt, praktische Hinweise, tabellarische Übersichten und Wertetabellen und umfassende Erläuterungen ermöglichen ein grundlegendes Verständnis und bieten eine hohe Nachvollziehbarkeit.

VDI 4650 Blatt 1 enthält zusätzlich Informationen zur primärenergetischen Bewertung und Beispielrechnungen zu verschiedenen Wärmepumpentypen, anhand derer die Anwendenden der Richtlinie das Verfahren auf individuelle Anlagen übertragen können.


Aus dem Inhalt

  • Anwendungsbereich
  • Normative Verweise
  • Begriffe
  • Formelzeichen, Abkürzungen, Indizes
  • Grundlagen der Berechnung
  • Berechnung der Jahresarbeitszahl
  • Primärenergetische Bewertung
  • Beispielrechnungen
  • Anhang: Leistungszahlen von Luft-Wasser-Wärmepumpen nach DIN EN 14511 aus Angaben gemäß DIN EN 14825
Inhaltsverzeichnis
ICS
27.080, 91.140.10
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