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TGA-Software

Schnellauslegungstool für Heizungs-Wärmepumpen

Bild 1 Die Nachfrage nach Wärmepumpen steigt, und die jüngsten Entwicklungen werden dieser Technologie zusätzlichen Schub geben …

Vaillant

Bild 1 Die Nachfrage nach Wärmepumpen steigt, und die jüngsten Entwicklungen werden dieser Technologie zusätzlichen Schub geben …
Bild 2 … bei Fachplanern und Fachhandwerkern sind deshalb vereinfachte sowie standardisierte Möglichkeiten für die Planung und Auslegung von Wärmepumpenanlagen gefragt.

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Bild 2 … bei Fachplanern und Fachhandwerkern sind deshalb vereinfachte sowie standardisierte Möglichkeiten für die Planung und Auslegung von Wärmepumpenanlagen gefragt.

Die Nachfrage ist da – und das oft im Übermaß. Die Unterstützung in Sachen Planungssoftware der Hersteller ist groß. Die Förderungsbedingungen stimmen. Und doch sind noch viel zu wenig Fachplaner und Fachhandwerker in Sachen Wärmepumpe aktiv. Vaillant hat die Ursachen dafür untersucht und reagiert – mit einem Schnellauslegungstool, das vieles auf den Kopf stellt.

Kompakt zusammengefasst
■ Das Bewusstsein dafür, dass die Wärmepumpe immer schneller zur führenden Technologie in der Wärme- und Warmwasserversorgung aufsteigt, ist im Markt vorhanden.
■ Dennoch plant und installiert bisher nur ein geringer Teil der Fachakteure Wärmepumpenanlagen. Dies liegt nach Marktuntersuchungen vor allem an der Unsicherheit und fehlender Erfahrung bei der Auslegung und Einstellung von Wärmepumpenanlagen.
■  Mit einem neuen Schnellauslegungstool werden diese Hemmnisse aufgegriffen und beseitigt. Es führt durch die Auslegung, gibt alle wichtigen Hinweise für eine fehlerfreie Montage und liefert die notwendigen Einstellwerte.
 

Die jüngsten Zahlen des Bundesverbands Wärmepumpe (BWP) sprechen eine deutliche Sprache. Die Nachfrage nach Wärmepumpen ist im Jahr 2021 um 28 % auf 154 000 Heizungs-Wärmepumpen so stark wie nie zuvor gestiegen. Und die jüngsten sowie die anstehenden Beschlüsse der Bundesregierung und auch die aktuellen Entwicklungen auf den Energiemärkten werden dem Siegeszug dieser Technologie noch einmal zusätzlich Schub geben.

Damit ist die Wärmepumpe auf dem Weg zur Technologie Nr. 1 in Sachen Wärme- und Warmwasserversorgung. Die Wärmepumpe ist zwar beim Kunden, aber noch nicht vollends in der Branche angekommen. Das zeigen unter anderem die knappen Planungs- und Einbaukapazitäten.

„Die Nutzer haben keine Zeit, um sich aufwendig in eine neue Software einzuarbeiten. Deswegen sollte das neue Schnellauslegungstool absolut selbsterklärend sein. Fachhandwerker und Fachplaner mit einem normalen Wissen aus der täglichen Arbeit können deswegen direkt bei der ersten Nutzung starten.“_Gerrit Lau

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Nach Expertenaussagen installieren aktuell von rund 50 000 Handwerksbetrieben im SHK-Markt erst ca. 9000 Unternehmen Wärmepumpen. Die Gründe dafür sind vielfältig: neue Technologie, Sorge vor Kontrollverlust beim Endkunden, aufwendigere Planung und Installation, Unsicherheit durch fehlende Erfahrung usw. Dazu kommen der immer stärker grassierende Mangel an Auszubildenden und damit ein sich stetig verschärfender Fachkräftemangel in der Branche.

Bild 4 Analysen von ausgelegten Wärmepumpenanlagen zeigten, dass die Anlagen oft optimal geplant, aber dann falsch eingestellt worden sind. Deswegen gibt das neue Schnellauslegungstool auch objektspezifische Einstellwerte der jeweiligen Anlage vor.

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Bild 4 Analysen von ausgelegten Wärmepumpenanlagen zeigten, dass die Anlagen oft optimal geplant, aber dann falsch eingestellt worden sind. Deswegen gibt das neue Schnellauslegungstool auch objektspezifische Einstellwerte der jeweiligen Anlage vor.
Bild 4 Der Weg durch das Tool beginnt mit der Eingabe der Postleitzahl als Grundlage für die Berechnung der Normaußentemperatur. Für die Berechnung der Heizlast stehen zwei einfache Verfahren zur Verfügung.

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Bild 4 Der Weg durch das Tool beginnt mit der Eingabe der Postleitzahl als Grundlage für die Berechnung der Normaußentemperatur. Für die Berechnung der Heizlast stehen zwei einfache Verfahren zur Verfügung.

Außerdem sind die Auftragsbücher mehr als gut gefüllt. Damit korrespondiert oft die Tatsache, dass die hier anstehenden „Jobs“ sich aufgrund des reichen Erfahrungsschatzes bei bewährten Technologien, wie Gas-Brennwert, gut planen und umsetzen lassen. Warum also viel Zeit in die (noch) vergleichsweise zeitaufwendige Umsetzung von „Wärmepumpen-Jobs“ investieren?

Gleichzeitig gehen immer wieder plakative Einzelfälle von Fehlplanungen bei Wärmepumpensystemen durch die Medien. „Das verunsichert ohne Frage zusätzlich und verschafft bei der Planung und Installation der Technologie Wärmepumpe ein mulmiges Gefühl“, so Gerrit Lau, Head of Competence Center Systemberatung bei Vaillant Deutschland.

Die Marktentwicklung Richtung Wärmepumpe ist klar vorgezeichnet

Dabei ist das Bewusstsein, dass es kein „Weiter so“ in der Wärme- und Warmwasserversorgung geben wird, überall vorhanden. Allen Marktbeteiligten ist klar, dass es künftig immer schneller und stärker in Richtung Wärmepumpe gehen wird. Doch das Bewusstsein im Kopf ist etwas anderes als das Gefühl im Bauch, der erst „noch mitgenommen werden muss“.

Lau: „Wir haben deswegen, genau wie die meisten etablierten Hersteller, ein Rundum-Programm zur Begleitung unserer Partner auf den Weg gebracht, das von der Planung der ersten Wärmepumpen bis hin zu Expertenantworten und -unterstützung bei der Installation reicht. Besonders gefragt waren in Gesprächen mit unseren Partnern aber nach wie vor weitere Möglichkeiten, die Planung bzw. Auslegung von Wärmepumpenanlagen weiter zu vereinfachen und zu standardisieren. Deswegen haben wir das Thema völlig neu angefasst.“

Die Zielrichtung der neuen Auslegungssoftware: grafisch, einfach, geführt, intuitiv. Was nicht mehr zu sehen sein sollte: Tabellen, die ausgefüllt werden müssen, die Möglichkeit, Fehler in der Zusammenstellung einer Wärmepumpenanlage zu machen, die Notwendigkeit, selber BAFA-Daten zu berücksichtigen sowie das Ausklammern von Hybridanlagen. Gleichzeitig war es das Ziel, die Software auch schon im Beratungsgespräch beim Auftraggeber, der Interesse an einer Wärmepumpenanlage hat, einzusetzen.

Lau: „Im Rahmen eines Projektes zur Sicherung der Einbauqualität von Wärmepumpen haben wir darüber hinaus alle Fehler analysiert, die bei der Planung und der Installation am häufigsten entstehen. Dabei wurde deutlich, dass die Anlagen oft optimal geplant, aber letztendlich falsch eingestellt worden sind, beispielsweise hinsichtlich des Bivalenzpunkts für Heizung oder Warmwasser.

Deswegen geben wir unseren Partnern mit dem neuen Schnellauslegungstool gleichzeitig auch alle Einstellwerte für die Anlage an die Hand, die er nur noch übernehmen muss. Alle unsere weiteren Überlegungen gingen immer wieder in die Richtung, was wir im Bereich der Planung frühzeitig mit beisteuern können, um nachgelagerte, mögliche Fehlerquellen schon im Vorhinein zu eliminieren.“

Grafisches Tool bietet Sicherheit – ohne Einarbeitung

Die Konsequenz daraus: Im Hintergrund einer derartigen Software stellen aufwendige Algorithmen sicher, dass mit wenigen, einfachen Daten die verlässliche Auslegung einer Wärmepumpenanlage erstellt wird. Das damit einhergehende Ausschalten von Fehlern sowie die Bereitstellung von Einstellwerten und Installationshinweisen sichern die bestmögliche Parametrierung der Anlage.

Bild 5 Das benötigte Warmwasservolumen wird über die Anzahl der Personen, Badewannen, Duschen und Art der Duschen berechnet.

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Bild 5 Das benötigte Warmwasservolumen wird über die Anzahl der Personen, Badewannen, Duschen und Art der Duschen berechnet.

Die Bedienung des Tools an sich ist in jeder Form grafisch aufgebaut, sodass die Eingabe der benötigten Daten ohne großen Zeitaufwand zügig umgesetzt werden kann. Das Ergebnis ist in jedem Fall die konkrete Empfehlung für ein Wärmepumpensystem inklusive des bzw. der benötigten Speicher etc. Kann oder soll kein monovalenter oder monoenergetischer Betrieb der Wärmepumpe erfolgen, beispielsweise wenn bereits ein Gas-Heizkessel installiert ist, der auch weiterhin genutzt werden soll, kann das ebenfalls in den Daten eingepflegt werden.

Lau: „Dabei war uns klar, dass der Nutzer keine Zeit hat, um sich aufwendig in eine neue Software einzuarbeiten. Vielmehr müssen alle Angaben absolut intuitiv, plausibel, schnell und einfach eingegeben werden können. Fachhandwerker und Fachplaner mit einem normalen Wissen aus der täglichen Arbeit brauchen keine Erklärungen für die Software und können bei der ersten Nutzung direkt starten.“

In Vorab-Tests mit Partnern war die Überraschung immer groß, dass dies bei der Planung einer Wärmepumpenanlage in dieser Form überhaupt machbar ist, berichtet Lau. Der Hintergrund dazu: Durch die Verknüpfung und Integration verschiedener Berechnungen in einem Tool lassen sich alle anlagenspezifischen Werte und Auslegungen in kürzester Zeit berechnen. Die Wärmepumpen-Schnellauslegung deckt den gesamten Planungsbedarf von der Heizlast über die Wärmepumpenauswahl und Speicherberechnung bis hin zu Energieverbräuchen und Einstellwerten ab. Ergänzt wird das Ergebnis durch individuelle Installationshinweise in Kurzform. Dies minimiert Installationsfehler.

Von der Postleitzahl zur Regendusche

Der Weg durch das Tool beginnt mit der Eingabe der Postleitzahl des Objekts als Grundlage für die Berechnung der Normaußentemperatur und der Festlegung Neubau oder Bestand. Weil insbesondere im Baubestand die tatsächliche Heizlast des Gebäudes im aktuellen Zustand unbekannt ist, stehen zwei Berechnungsverfahren zur Verfügung. Mit einer groben Schätzung geschieht dies über das spezifische Verfahren und die Angabe der Wohnfläche sowie einfache Daten zum Gebäude (freistehend / teilsaniert etc.). Genauer funktioniert es mit der Angabe der Verbräuche aus den letzten drei Jahren nach kWh Gas oder Litern Heizöl.

Bild 6 Die Entscheidungen für die benötigte Speichertechnik korrespondieren immer mit den vorab festgelegten Werten. Fehler in der Auslegung der gesamten Wärmepumpenanlage sind an jeder Stelle des Tools ausgeschlossen.

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Bild 6 Die Entscheidungen für die benötigte Speichertechnik korrespondieren immer mit den vorab festgelegten Werten. Fehler in der Auslegung der gesamten Wärmepumpenanlage sind an jeder Stelle des Tools ausgeschlossen.
Bild 7 Aus den Daten werden abschließend PDF-Dateien zur Auslegung, mit Installationshinweisen und mit Einstellwerten der Wärmepumpenanlage erzeugt.

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Bild 7 Aus den Daten werden abschließend PDF-Dateien zur Auslegung, mit Installationshinweisen und mit Einstellwerten der Wärmepumpenanlage erzeugt.
Bild 8 In nur wenigen Minuten kann die vollständige Auslegung einer Wärmepumpenanlage abgeschlossen werden – und das ohne großes Vorwissen sowie auch auf einem mobilen Endgerät beim Kunden. Das schafft Sicherheit für alle Beteiligten.

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Bild 8 In nur wenigen Minuten kann die vollständige Auslegung einer Wärmepumpenanlage abgeschlossen werden – und das ohne großes Vorwissen sowie auch auf einem mobilen Endgerät beim Kunden. Das schafft Sicherheit für alle Beteiligten.

Auch Punkte zur Abdeckung der BAFA-Anforderungen (Bundesförderung für effiziente Gebäude BEG / BEG EM) stehen zur Auswahl bereit, die dann wiederum bestimmte Mindestanforderungen zugrunde legen. Wählt der Anwender beispielsweise eine Vorlauftemperatur größer 55 °C, wird automatisch die Betriebsart bivalent alternativ gewählt. Dies vermeidet bereits in der Auslegung Anlagen mit einer zu geringen Effizienz im Betrieb. Derartige Plausibilitäten werden im Tool automatisch geprüft und dadurch Auslegungsfehler vermieden.

Besonders wichtig ist die anschließende in der Regel frei wählbare Festlegung der Betriebsweise der Wärmepumpenanlage – z. B. monovalent oder bivalent. „Nach unseren Erfahrungen ist die Entscheidung und die Frage der Betriebsweise immer wieder ein entscheidender Fallstrick. Deswegen haben wir bei derartigen Fragen stets einfache, weiterführende Informationen hinterlegt, die Erklärungen über die Auswirkung der Entscheidung bieten“, begründet Lau. „Gleichzeitig gibt es konkrete Erläuterungen, beispielsweise was genau am Bivalenzpunkt passiert etc. Die Einstellungen an der Wärmepumpenanlage dazu sind für die spätere Effizienz entscheidend. Deswegen geben wir abschließend hierzu klare Empfehlungen mit in das Ergebnisprotokoll.“

Das benötigte Warmwasservolumen wird nicht über hinterlegte Zapfprofile oder ähnliches ermittelt, sondern über die Anzahl der Personen sowie die Anzahl und den Wasserverbrauch der Badewannen bzw. Duschen. Der Durchfluss der Duschen wird so einfach wie möglich in Kategorien, beispielsweise „Regendusche“ eingeteilt. Sollte die benötigte Warmwasserleistung größer als der Heizbedarf sein, wird diese als Grundlage anschließender Berechnungen verwendet.

Dann wird die gewünschte Wärmequelle der Wärmepumpe fest ausgelegt und der Pufferspeicherbedarf berechnet. Hierbei besteht die Auswahlmöglichkeit zwischen verschiedenen Speichertypen. Die Entscheidungen für den Speicher korrespondieren dabei immer mit den vorher festgelegten Werten. Fehler in der Auslegung der Gesamtanlage sind dadurch ausgeschlossen. Dabei ist für Experten nach persönlicher Einschätzung ggf. die Auswahl eines größeren oder kleineren Speichers möglich – der aber immer noch zur Leistung der Wärmepumpenanlage passt.

Richtige Parametrierung bei Installation und Inbetriebnahme

Abschließend können aktuelle Strom- und Gaspreise individuell hinterlegt werden. Im Ergebnis ist dann nicht nur die objektspezifische Wärmepumpenanlage mit ihren Elementen zu sehen, sondern auch eine erste Verbrauchsprognose der ausgelegten Wärmepumpenanlage, die aus der Umwelt gezogene Energie und gegebenenfalls der notwendige Gasbedarf.

Bild 9 Fachplanern und Fachhandwerker führt das Schnellauslegungstool durch die Auslegung, gibt alle wichtigen Hinweise für eine fehlerfreie Montage und liefert die notwendigen Einstellwerte.

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Bild 9 Fachplanern und Fachhandwerker führt das Schnellauslegungstool durch die Auslegung, gibt alle wichtigen Hinweise für eine fehlerfreie Montage und liefert die notwendigen Einstellwerte.

Aus den Daten wird jeweils eine PDF-Datei zur Auslegung, zu Installationshinweisen und zu Einstellwerten der Wärmepumpenanlage erzeugt. Der Ausdruck zur ausgelegten Anlage verbleibt bei Bedarf beim Kunden, die jeweiligen Installationshinweise und die Einstellwerte der Anlage sind für den Fachhandwerker bestimmt. Die Einstellwerte umfassen neben Bivalenzpunkten auch Vorgaben für Heizkreise und Pumpe etc.

In den Installationshinweisen sind besonders praxisrelevante Angaben aufgeführt. Dies umfasst u. a. die Größe der Anlagenbestandteile, die Position der Anschlüsse, die Mindestabstände bei bestimmten Modellen zu Gebäudeteilen sowie die Voraussetzungen für den Kondensatablauf.

Das Tool ist auf seine dynamische Erweiterung ausgelegt. Dazu werden auch Anregungen aus dem Markt aufgegriffen. So werden in 2022 beispielsweise ein Schallrechner, Hydraulikpläne und Informationen zur Förderung die Software ergänzen.

„Bemerkenswert ist das Feedback der Nutzer aus den ersten Monaten“, berichtet Lau. „Viele Partner nutzen das Tool mal kurz auf einem mobilen Endgerät beim Kunden. Unser eigener Vertrieb setzt die Schnellauslegung auch bei der Beratung in den Kundenforen ein. Immer wieder bekommen wir zurückgespielt, dass man in wenigen Minuten eine vollständige Auslegung der Wärmepumpenanlage abgeschlossen hat – und das ohne großes Vorwissen. Das schafft halt auch Sicherheit. Künftig werden wir dem Nutzer die Möglichkeit bieten, seine Auslegung direkt an sein Kundenforum zu senden. Hier kann die Auslegung dann gegengecheckt und eine Produktzusammenstellung erstellt werden – ein weiterer Mehrwert.“

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