Nennleistung einer Heizung: Definition und Nutzen

Es gibt genormte Verfahren zur Auslegung von Heizungssystemen. Trotzdem arbeiten in vielen Gebäuden immer noch Wärmeerzeuger mit unnötig hoher Kapazität.¹ Das kostet die Bewohner bares Geld, denn große Geräte sind nicht nur teurer in der Anschaffung: Mit der Anlagengröße steigen auch die Verluste bei der Wärmegewinnung.

Aber wie groß ist die Kapazität Ihrer Heizung? Das hat der Hersteller auf dem Typenschild Ihrer Heizung neben dem Baujahr und der Gerätebezeichnung unter dem Begriff Nennleistung vermerkt. Den Begriff Nennleistung finden Sie auch auf vielen anderen technischen Geräten. Er hat dort aber oft eine etwas andere Aussage als im Heizungsbau.

Bei allen Geräten, die Energie von einer Form in eine andere umwandeln, stellt die Nennleistung eine vom Hersteller angegebene technische Größe dar. Aus physikalischer Sicht bezeichnet die Leistung die in einer bestimmten Zeitspanne umgesetzte Energie. Die Nennleistung kann sich aber auch auf die aufgenommene und abgegebene Leistung beziehen.

Bei Maschinen ist die angegebene Nennleistung generell als Orientierungshilfe zu verstehen. Mit dieser Leistungsangabe kann die Maschine dauerhaft betrieben werden. Dabei liegen Verschleiß und Effizienz in einem günstigen Bereich. Die prozentuale Differenz zwischen aufgenommener und abgegebener Leistung heißt Wirkungsgrad.

Für den Heizungsbau ist der Begriff Nennleistung oder auch Nennwärmeleistung eindeutiger definiert. Dabei handelt es sich stets um die maximal im Dauerbetrieb vom Heizkessel abgegebene Nutzwärmeleistung. Für diese ist die Erzeugungseinheit bei Nennbedingungen ausgelegt. Gebräuchlich ist die Angabe in der Einheit Kilowatt. Diese Leistung steht also tatsächlich zur Verfügung. Verluste durch die Umwandlung von einer Energieform in die andere sind bereits berücksichtigt.

Ein Beispiel: Der Wirkungsgrad eines Ölkessels beträgt 95%, er verbrennt Heizöl mit einem Energiegehalt von 9,8 Kilowattstunden je Liter (kWh/l).

Leistung [kW] = (Spezifischer Energiegehalt des Brennstoffs [kWh/l] * Volumen [l]) / Zeit [h]

Bei einem Verbrauch von einem Liter Heizöl in der Stunde unter Maximallast hat der Heizkessel eine Nennleistung von zirka 9,3 kW. Die Grafik zeigt, welche typischen Verluste zwischen aufgenommener und abgegebener Leistung bei den am weitesten verbreiteten verbrennungsbasierten Wärmeerzeugern auftreten.

Wie sich der unlogisch erscheinende Wirkungsgrad von 107% beim Erdgas-Brennwertkessel ergibt, erklären wir im Artikel „Brennwert Erdgas“.

Wie hoch die Verluste sind – das bestimmt hauptsächlich die unterschiedlich ausgeprägte Fähigkeit der Anlagen, den Verbrennungsabgasen die Wärme zu entziehen. Weitere wertvolle Energie geht dadurch verloren, dass heiße Anlagenteile Strahlungswärme an den häufig kühlen Raum abgeben. In Stillstandszeiten verliert der Kessel zusätzlich Wärme und muss nach dem Neustart erst wieder auf Temperatur kommen.

Diese Energieverluste lassen sich nicht vollständig vermeiden. Die Heizungshersteller haben sie durch technische Innovationen jedoch bereits deutlich gesenkt. Auch Wärmepumpen, Solaranlagen und andere Wärmeerzeuger auf Basis erneuerbarer Energien kommen nicht ohne Wirkungsgradverluste aus. Die Höhe der Verluste können Sie aber durch eine sorgfältige Planung der Heizungsanlage noch weiter begrenzen. Welche Rolle die Nennleistung der Heizung dabei spielt, erfahren Sie im nächsten Abschnitt.

Der Wärmeerzeuger muss selbst an den kältesten Tagen des Jahres sicherstellen können, dass die Zieltemperatur im Innenraum aufrechterhalten bleibt. Das ist eines der wichtigsten Ziele bei der Auslegung eines Wärmeerzeugers.

Ist es draußen besonders kalt, dann sind die Wärmeverluste des Hauses entsprechend hoch. Um diese auszugleichen, muss die Heizung im gleichen Zeitraum mehr Wärme bereitstellen. Die Nennwärmeleistung einer Heizung muss auch so bemessen sein, dass sie genügend Reserven hat für Zeiten mit maximalem Leistungsbedarf.

Diese extremen Temperaturen stellen sich aber nur an wenigen Tagen des Jahres ein. In der übrigen Zeit arbeitet die Heizung im Teillastbetrieb. Bei modernen Heizungen halten sich die dabei entstehenden Effizienzverluste in Grenzen. Sie können die Wärmeleistung flexibel an den Bedarf anpassen. Arbeiten ältere Heizungen dauerhaft mit sehr geringer Last, weil ihre Nennleistung den Leistungsbedarf des Gebäudes deutlich übersteigt, entstehen sehr hohe Wirkungsgradverluste.

Jedes Haus verliert Wärme. Diese Wärmeverluste berücksichtigt der Heizungsbauer bei der Auslegung des Wärmeerzeugers. Egal ob es sich um einen Neubau oder um ein Bestandsgebäude handelt, die Gründe für die Verluste sind dieselben:

Die Verluste der Gebäudehülle lassen sich in Abhängigkeit von der Spreizung zwischen Innen- und Außentemperatur ermitteln. Der Leistungsbedarf zur Aufrechterhaltung einer bestimmten Innentemperatur bei der statistisch gesehen minimalen Außentemperatur heißt Heizlast.

Alle Baumaterialen weisen spezifische Wärmeleitwiderstände auf. Sie lassen mehr oder weniger Wärme aus dem Innenraum nach außen entweichen. Je höher der Wärmeleitwiderstand ausfällt, desto geringer sind die Verluste an die Umgebungsluft oder das Erdreich.

Luftwärmeverluste lassen sich dagegen nicht vermeiden: Der Luftaustausch ist für ein gesundes Wohnklima notwendig. Hierbei entweicht die warme Luft in der Regel über geöffnete Fenster aus dem Gebäude. Und zumindest im Winter strömt kältere Luft von außen nach.

Haben Sie eine Lüftungsanlage? Dann lässt sich darin eine Einrichtung für die Wärmerückgewinnung vorsehen. Moderne kontrollierte Wohnraumlüftungen haben das schon integriert. Der bautechnische Fortschritt über die vergangenen Jahrzehnte hat sich deutlich auf die erforderlichen Heizlasten der jeweiligen Gebäude ausgewirkt.

Der Heizungsprofi bestimmt während der Planungsphase des Heizungssystems die Heizlast für das gesamte Gebäude und für die einzelnen Räume. Die Ergebnisse nutzt er nicht nur für die Bestimmung der Nennleistung des Wärmeerzeugers: Er benötigt sie auch für die Dimensionierung der Heizflächen in den einzelnen Räumen.

Die vorgeschriebene Vorgehensweise bei der Bestimmung der Heizlast eines Neubaus regelt die DIN EN 12831. Zuerst erfasst der Profi die Abmessungen und wärmetechnischen Eigenschaften aller relevanten Bauteile des Hauses. So kann er die Wärmeverluste bewerten. Dazu zählen:

• Wände

• Decken

• Fußböden

• Türen

• Fenster

Wärmegewinne durch Sonneneinstrahlung oder die Abwärme elektrischer Geräte werden dagegen vernachlässigt.

Entscheidend für die Wärmeverluste ist – neben der Qualität der Gebäudehülle – die Spreizung zwischen niedrigster Außentemperatur und gewünschter Innenraumtemperatur. Die Nennleistung der Heizung muss der Planer so wählen, dass sie die Wärmeverluste, die an den kältesten Tagen des Jahres am größten sind, ausgleichen kann.

Tabellen geben die niedrigste Außentemperatur, auch Auslegungstemperatur genannt, regional vor. Die von der Raumnutzung abhängige Normtemperatur liegt jedoch nahezu immer bei 20°C. Die berechnete Heizlast beinhaltet auch einen Zuschlag für Fälle, in denen die Heizung den ausgekühlten Innenraum wieder aufheizen muss.

Um ein Gebäude energetisch zu beurteilen, erfolgen die Angaben über dessen Heizlast in Bezug auf die Fläche (W/m²). Abweichungen von den Normen bei der Dimensionierung sind übrigens möglich. Diese sollten Sie aber stets schriftlich festhalten lassen. Streitigkeiten über etwaige Auslegungsfehler zwischen Heizungsbauer und Bauherren sind sonst vorprogrammiert.

Im Bestand liegen häufig keine verlässlichen Angaben zur Heizlast vor. Abhilfe schaffen vereinfachte überschlagsmäßige Verfahren nach der Richtlinie VDI 2067. Diese orientieren sich an den Energieverbrauchsdaten der Vergangenheit.

Dazu kommen Tabellen mit Angaben über die Vollbenutzungsstunden, die vom Gebäudetyp abhängen. Der Vollbenutzungsstunde liegt die Annahme zugrunde, dass die Heizung unter Volllast arbeitet, also im Punkt der Nennleistung.

Unser Beispielhaus verbrauchte im letzten Jahr Wärme in Höhe von 35.000 kWh. Die VDI-Norm sieht für das Einfamilienhaus jährlich 2.100 Vollbenutzungsstunden vor. Die gesamte geschätzte Heizlast des Gebäudes beträgt nach dieser Rechnung:

Wärmemenge [kWh/a] / Vollbenutzungsstunden [h/a] = Heizlast [W]

35.000 kWh/a / 2.100 h/a ~16,67 kW

Bezogen auf eine Wohnfläche von 100 m², ergibt sich eine spezifische Heizlast von 166,7 W/m² – ein typischer Wert für vor 1978 errichtete Wohnhäuser ohne energetische Sanierung.

Sie sollten sich bei der Schätzung der Heizlast nicht allein auf das vergangene Jahr beziehen, da die klimatischen Bedingungen wechseln. Nutzen Sie eine breitere Basis von Vergangenheitsdaten und Korrekturfaktoren für klimatische Schwankungen. Damit lässt sich die Zuverlässigkeit der Ergebnisse steigern.

Die Nutzung von Verbrauchsdaten bedeutet auch, dass das individuelle Nutzerverhalten die Ergebnisse beeinflusst. Die gezeigte Methode ist nicht die einzige Möglichkeit zur Berechnung der Heizlast eines Altbaus. Hier stehen dem Fachmann noch weitere Verfahren mit individuellen Stärken und Schwächen zur Verfügung.

Viele der hierzulande betriebenen Heizungen sind überdimensioniert. Das heißt, sie verfügen über unverhältnismäßig große Leistungsreserven. Ihre Nennleistung übersteigt die tatsächliche Heizlast des Gebäudes deutlich. Das hat mehrere Gründe:

Heizungen mit einer zu hohen Nennleistung verursachen dauerhaft unnötige Heizkosten. Denn größere Wärmeerzeuger haben mehr Abstrahlverluste und zahlreiche überflüssige Schaltvorgänge. Durch das häufige Ein- und Ausschalten des Geräts („Takten“) entsteht ein höherer Verschleiß und der Wirkungsgrad sinkt weiter. Ein überdimensionierter Wärmeerzeuger ist auch teurer in der Anschaffung als nötig.

Der umgekehrte Fall ist nicht weniger ärgerlich: Eine Heizung mit zu geringer Nennleistung hat nicht genug Leistungsreserven, um den Wohnraum auch an den kältesten Wintertagen auf Ihre Wohlfühltemperatur zu bringen. Nur die wenigsten Hauseigentümer möchten ihre neue Heizung schon in der ersten Heizperiode durch eine Zusatzheizung unterstützen.

Egal ob Neubau oder Bestand: Als Eigenheimbesitzer sollten Sie bei der sorgfältigen Auslegung des Heizungssystems keine Kompromisse machen. Welche Nennleistung Ihre neue Heizung benötigt, muss der Heizungsinstallateur in Abhängigkeit des Gebäudes bestimmen. Über unsere PLZ-Suche können Sie einen passenden Installateur finden.

¹ Institut für Energie und Umweltforschung Heidelberg: 13 Maßnahmen gegen Energieverschwendung im Heizungskeller