Dimensionieren Sie ein PVT-Feld mit 2,5–4 m² pro kW Heizleistung der Wärmepumpe – das sind etwa 1,5 bis 2 Module pro kW, also 12–16 Module für eine Sole-Wasser-Wärmepumpe mit 8 kW. Felder unter 2 m² pro kW können die Quellentemperatur im Winter nicht halten und drücken die Jahresarbeitszahl wieder auf das Niveau von Luft-Wärmepumpen.
Wie viele PVT-Module braucht eine Wärmepumpe?
Rechnen Sie mit 2,5–4 m² PVT pro kW Heizleistung der Wärmepumpe, wobei 4 m²/kW in Mittel- und Nordeuropa der sichere Planungsstandard ist. Ein übliches PVT-Modul hat etwa 1,7–2 m², das ergibt rund 1,5 bis 2 Module pro kW: 12–16 Module für eine Sole-Wasser-Wärmepumpe mit 8 kW, 6–8 Module für ein Gerät mit 4 kW.
Diese Regel gilt für PVT als Wärmequelle – die Module ersetzen eine Erdsonde oder einen Erdreichkollektor und speisen den Verdampfer über einen Glykolkreis. Wird das Feld nur zur Vorwärmung des Trinkwarmwassers eingesetzt, folgt die Auslegung stattdessen den Regeln für das Verhältnis von Kollektor zu Speicher, und das Feld ist weit kleiner.
Warum entscheidet die Feldgröße über die Jahresarbeitszahl?
Weil die Quellentemperatur in jeder einzelnen Betriebsstunde den COP bestimmt. Veröffentlichte Simulationen und Felduntersuchungen mit Kollektorflächen von 1,1 bis 4,5 m² pro kW Wärmeleistung kommen zu dem Ergebnis, dass Felder unter etwa 2 m²/kW nicht praxistauglich sind: Die Quelle fällt im Januar so weit ab, dass die Maschine entweder auf ihren Heizstab zurückgreift oder nicht besser läuft als ein Luft-Gerät. Die besten Jahreswerte liegen bei 2,3–3,4 m²/kW für Module mit Lamellen, die mehr Wärme aus der Umgebungsluft gewinnen als Bauformen mit glatter Rückseite.
Unterdimensionierung ist der häufigste Fehler bei Projekten mit PVT als Wärmequelle. Eine Überdimensionierung kostet Geld, aber selten Leistung – der Überschuss zeigt sich in einer höheren Jahresarbeitszahl und mehr eingespeistem Strom.
| Wärmepumpenleistung | PVT-Fläche bei 4 m²/kW | Module (je ≈2 m²) | PV-Leistung (ca.) | Quellenpuffer |
|---|---|---|---|---|
| 4 kW | 16 m² | 8 | ~3,4 kWp | 100–150 L |
| 6 kW | 24 m² | 12 | ~5,1 kWp | 150–200 L |
| 8 kW | 32 m² | 16 | ~6,8 kWp | 200–300 L |
| 12 kW | 48 m² | 24 | ~10 kWp | 300–400 L |
| 16 kW | 64 m² | 32 | ~13,6 kWp | 400–500 L |
Die Spalte zur PV-Leistung ist eine nützliche Plausibilitätsprüfung: Eine Anlage mit PVT als Wärmequelle erzeugt fast immer mehr Strom, als der Haushalt verbraucht – prüfen Sie daher die Einspeisevergütung, bevor Sie diesen Ertrag als geschenktes Geld behandeln.
Ändert sich die Auslegung bei Erdsonden, Warmwasser oder Luft-Geräten?
Ja, in drei Punkten:
- Regeneration der Erdsonde. Ergänzt PVT eine bestehende Erdsonde, statt sie zu ersetzen, genügen 1–2 m²/kW. Die Module laden das Erdreich im Sommer wieder auf und bremsen die langfristige Auskühlung der Sonde; sie tragen nicht die Winterlast.
- Nur Warmwasservorwärmung. Vier bis acht Module decken die Trinkwarmwasser-Vorwärmung einer Familie. Hier ist das Speichervolumen die begrenzende Größe, nicht die Wärmepumpenleistung – siehe wie viel Speichervolumen pro m² Kollektorfläche.
- Luft-Wasser-Geräte. Ein PVT-Feld kann nicht als Quelle einer üblichen Luft-Wasser-Wärmepumpe dienen. Diese Kombination erfordert eine Sole-Wasser-Wärmepumpe oder eine Monoblock-Wärmepumpe, die ausdrücklich für einen Glykol-Quellenkreis spezifiziert ist. Klären Sie das Modell, bevor Sie irgendetwas dimensionieren.
Was muss neben den Modulen noch ausgelegt werden?
Vier Punkte – wer sie falsch auslegt, verschenkt das Potenzial des Feldes:
- Volumenstrom. Planen Sie 40–60 L/h pro m² Modulfläche. Ein Feld mit 32 m² braucht daher rund 1.300–1.900 L/h im Quellenkreis – eine größere Pumpe und größere Rohrleitungen als bei einem herkömmlichen Solarkreis.
- Glykolkonzentration. Die Flüssigkeit auf der Quellenseite wird bewusst unter 0 °C gefahren; daher wird Propylenglykol normalerweise so gemischt, dass es bis −20 °C oder tiefer schützt.
- Ein quellenseitiger Puffer. Etwa 25–40 L pro kW Wärmepumpenleistung gleichen die Diskrepanz zwischen einer wolkenabhängigen Quelle und einem Verdichter aus, der stabile Bedingungen braucht – dieselbe Logik wie bei der Auslegung des Pufferspeichers in Litern pro kW.
- Eine Energiereserve für das Abtauen. Module, die als Luft-und-Sonne-Quelle arbeiten, können an feuchten Wintermorgen vereisen, und das Abtauen kostet in der Größenordnung von 0,15–0,25 kWh pro Modul und Ereignis. Ein knapp bemessenes Feld kann das nicht auffangen.
Was sollte die fertige Anlage leisten?
Eine gut ausgelegte Anlage mit PVT als Wärmequelle sollte eine Jahresarbeitszahl von etwa 4,0–4,5 erreichen – deutlich über einer typischen Luft-Wärmepumpe im Bestand und nahe an einer Erdsondenanlage, ohne die Bohrgenehmigung. Zum Vergleich: Wärmepumpen der Varm Up Serie von Solimpeks erreichen einen COP von bis zu 4,9 bei A7/W35, und eine PVT-Quelle soll Betriebsbedingungen nahe diesem Bereich über einen deutlich größeren Teil des Jahres sichern, als es die Umgebungsluft kann.
Kann eine vorgeschlagene Planung ihre angestrebte JAZ nicht in einer Simulation für Ihren Standort nachweisen, ist das Feld mit hoher Wahrscheinlichkeit zu klein. Fragen Sie den Planer nach der berechneten Quellentemperaturkurve über den gesamten Januar, nicht nur nach der jährlichen Energiesumme.
Häufig gestellte Fragen
Wie viele PVT-Module ersetzen eine Erdsonde?
Etwa zwei Module pro kW Wärmepumpenleistung, also 16 Module – rund 32 m² – für eine 8-kW-Maschine. Diese Auslegung soll die Leistung einer Erdsonde ohne Bohrung erreichen und erfordert eine Sole-Wasser-Wärmepumpe statt eines Luft-Geräts.
Können PVT-Module die einzige Wärmequelle einer Wärmepumpe sein?
Ja, mit einer Sole-Wasser-Wärmepumpe und einem Feld von mindestens 2,5 m² pro kW. Darunter bricht die Quellentemperatur im Hochwinter ein und der Heizstab als Zusatzheizung übernimmt, was die Wirtschaftlichkeit im Betrieb vollständig zunichtemacht.
Funktionieren PVT-Module nachts als Wärmequelle für die Wärmepumpe?
Ja. Unverglaste WISC-Module tauschen Wärme mit der Umgebungsluft aus und werden routinemäßig einige Grad unter der Lufttemperatur betrieben, sodass sie auch nach Einbruch der Dunkelheit weiter Energie entziehen. Der Ertrag ist geringer als bei Sonnenschein, aber weit von null entfernt.
Wie viel Dachfläche braucht eine Wärmepumpenanlage mit PVT?
Etwa 32 m² unverschattete Dachfläche für eine 8-kW-Wärmepumpe – vergleichbar mit einer PV-Anlage mit 7 kWp. Das ist die wichtigste praktische Grenze für Anlagen mit PVT als Wärmequelle bei Reihenhäusern und Wohnungen.