Elektroinstallationen für Wärmepumpen

Wärmepumpen bestehen aus mehreren Komponenten, die jeweils Strom benötigen und zwar überwiegend zeitgleich und gekoppelt, nämlich dann, wenn die Wärmepumpe im Betrieb ist. Strombetriebene Komponenten einer Wärmepumpe sind der Verdichter (Kompressor), die Steuerung und die Umwälzpumpe. Je nach Gerätemodell kann außerdem ein elektrischer Zusatzheizstab vorhanden sein. Zudem könnte eine zweite Warmwasser-Wärmepumpe als zusätzlicher Verbraucher geplant sein. Aus all diesen Komponenten und den daraus gleichzeitig anzunehmenden Leistungsaufnahmen ergeben sich die Anforderungen an den Netzanschluss, den Zählerplatz und die Stromkreisdimensionierung. 

Galerie

Vorhandene Gebäudeelektrik prüfen

Beim Einbau einer Wärmepumpe in ein Bestandsgebäude muss daher die vorhandene elektrische Anlage überprüft werden. Oft reichen die vorhandenen Elektroinstallationen wie Hausanschlusskasten, Zähler, Leitungen und Verteiler nicht für die zusätzlichen Komponenten einer Wärmepumpe aus. Für die Dimensionierung der zusätzlichen elektrischen Infrastruktur sollte zur Sicherheit ein Gleichzeitigkeitsfaktor von 1 angesetzt werden. Es muss also angenommen werden, dass beim Betrieb der Wärmepumpe die maximal gleichzeitig mögliche elektrische Leistungsaufnahme eintritt. Die tatsächliche elektrische Leistungsaufnahme und der Betriebsverlauf der konkreten Pumpe ergeben sich aus den Herstellerdaten sowie dem jeweiligen Betriebszustand und sind zudem abhängig von weiteren möglichen Faktoren wie Außentemperaturen oder dem zeitgleichen Bedarf an Warmwasser. Im Neubau können die dafür notwendigen Elektroinstallationen von Beginn an eingeplant werden. Im Bestand muss dagegen oft nachgerüstet werden. 

Anschlussbedingungen

Die Technischen Anschlussbedingungen (TAB) des jeweiligen Netzbetreibers sind zwingend einzuhalten. Dazu gehören die zulässigen Netzformen (TN C, TN S, TT), die Anforderungen an Schutzmaßnahmen, die Vorgaben für Zählerplätze und Steuerleitungen sowie die Vorgaben für Steuerung und gegebenenfalls Drosselung der Stromversorgung nach § 14a EnWG (Energiewirtschaftsgesetz). Die Überprüfung der bestehenden und neu installierten elektrischen Installation darf ausschließlich durch eine Elektrofachkraft eines zugelassenen Elektrofachbetriebs erfolgen.

Was sind die elektrischen Anforderungen einer Wärmepumpe?

Ob die Wärmepumpe ein- oder dreiphasig angeschlossen wird, ist modellabhängig und muss den Herstellerangaben entnommen und mit den Vorgaben des zuständigen Netzbetreibers abgeglichen werden. Bei einphasig anzuschließenden Komponenten ist die zulässige Belastung je Außenleiter (meist maximal 4,6 kVA) zu beachten. Steuerung und Umwälzpumpen können – abhängig von der konkreten Geräteausführung – einphasig mit 230 V versorgt werden. Leistungsstärkere Wärmepumpen werden üblicherweise über einen dreiphasigen Drehstromanschluss mit 400 V versorgt. Maßgeblich sind auch hier die Herstellerangaben. Oft wird zusätzlich eine kleine Warmwasser-Wärmepumpe eingesetzt (bis ca. 2 kW), die einphasig mit 230 V betrieben werden kann. In dem Fall, dass die Wärmepumpe allein die Heizwärme nicht erzeugen oder Spitzenlasten nicht ausreichend abdecken kann, kann ein elektrischer Zusatzheizstab mit einer Bemessungsleistung von 3 kW bis 9 kW und je nach Leistungsbedarf ein-, zwei- oder dreiphasig angeschlossen werden. 

Galerie

Netzanschluss und Hausanschluss

Bei ausreichender Leistungsfähigkeit von Hausanschluss, Zähleranlage und Verteilung wird die Wärmepumpe über einen eigenen, hierfür ausgelegten Endstromkreis angeschlossen. Die dafür notwendigen Leitungsquerschnitte sind abhängig von der Leistung und der Dimensionierung der Wärmepumpe. Die Dimensionierung der Elektrokabel muss entsprechend nach DIN VDE 0298-4: Strombelastbarkeit von Kabeln und Leitungen individuell berechnet werden. Auch Zählerplätze müssen gegebenenfalls erweitert werden, um alle Komponenten anschließen zu können. 

Maßnahmen bei unzureichender Anschlussleistung

Falls die Anschlussleistung nicht ausreicht, sind z. B. folgende Maßnahmen möglich:

1. Erhöhen der Hausanschlusssicherungen: In Abstimmung mit dem Netzbetreiber können die Sicherungen im Hausanschlusskasten gegen solche mit höherer Strombelastbarkeit getauscht werden. Das setzt voraus, dass die vorhandenen Leiterquerschnitte dafür geeignet sind.

2. Austausch des Netzanschlusskabels: Zwischen Hausanschlusskasten und Netzanschlusspunkt kann ein Kabel mit größerem Querschnitt verlegt werden, um die Strombelastbarkeit zu erhöhen. 

3. Zweiter Netzanschluss: Bei Anlagen mit größerem Strombedarf kann ein zweiter Netzanschluss mit eigener Zählerverteilung eingerichtet werden. Dieser muss beim Netzbetreiber beantragt und mit ihm abgestimmt werden.

Schutzmaßnahmen für die Wärmepumpe

Die Stromkreise der Wärmepumpe sind an die allgemeinen Schutzmaßnahmen der elektrischen Gebäudeinstallationen angeschlossen, wie den Hauptleitungsschutzschalter (SLS-Schalter), die Überspannungsschutzgeräte (SPD 1/2) und an die Erdungsanlage und den Potenzialausgleich. Darüber hinaus bedarf es eines Leitungsschutzschalters (LS) am Endstromkreis der Wärmepumpe als Schutz vor Überlast und Kurzschluss. Zum Schutz vor Fehlerströmen braucht es zudem einen Fehlerstromschutzschalter (FI, RCD), der zum Anlagenkonzept und den Vorgaben des Herstellers passt. Für einphasige, frequenzgeregelte Geräte kann ein RCD Typ F zum Einsatz kommen. Dieser erkennt auch Fehlerströme mit Mischfrequenzen. Besteht die Möglichkeit glatter Gleichfehlerströme oder schreibt der Hersteller dies vor, ist ein allstromsensitiver RCD Typ B oder eine gleichwertige Schutzmaßnahme erforderlich. Bei dreiphasigen Wärmepumpen ist deshalb häufig ein RCD Typ B vorgesehen. Als Leitungsschutz ist für die Netzleitung der Wärmepumpe häufig ein dreipoliger Leitungsschutzschalter mit 20 A und Charakteristik B vorzusehen. Für den Zusatzheizstab und die Steuereinheit können Leistungsschutzschalter mit je 16 A und Charakteristik B nötig sein. Auch hier gilt, dass die Herstellerangaben immer maßgeblich sind.

Zähler

Für die Wärmepumpe kann entweder der Haushaltsstromzähler (Eintarif) oder ein eigener Wärmepumpenzähler (Zweitarif) verwendet werden. Ein separater Zähler kann für besondere Wärmepumpentarife sinnvoll sein. Für die Netzentgeltreduzierung nach § 14a EnWG im Modul 2 ist er Voraussetzung.

Eine Wärmepumpe stellt hohe Anforderungen an die elektrische Infrastruktur eines Gebäudes. Deshalb müssen Hausanschluss, Schutzmaßnahmen und Zählerkonzept fachgerecht geplant und ausgeführt werden. Entscheidend sind ein geeigneter Netzanschluss, korrekte Absicherung, passende RCD-Typen und die Einhaltung der TAB des Netzbetreibers.

Fachwissen zum Thema