Simulation Wärmepumpe: Wärmepumpen-Auslegungsprogramme im Vergleich

Update: Februar 2025

Die Simulation von Wärmepumpensystemen ist essenziell für eine präzise Planung und Optimierung. Durch ein spezialisiertes Wärmepumpen-Auslegungsprogramm lassen sich Energieeffizienz, Betriebskosten und Systemleistung realitätsnah analysieren. In diesem Artikel vergleichen wir die weltweit besten Auslegungsprogramme zur Simulation der Wärmepumpe und zeigen deren Stärken und Schwächen. So können Fachleute das passende Wärmepumpen-Auslegungsprogramm für ihre individuellen Anforderungen finden.

Warum ist die Simulation von Wärmepumpen so wichtig?

Die Planung und Auslegung von Wärmepumpensystemen ist ein komplexer Prozess, bei dem zahlreiche Faktoren wie Energieeffizienz, Betriebskosten und Umweltbedingungen berücksichtigt werden müssen.

Wärmepumpen-Auslegungsprogramme helfen Fachleuten wie TGA-Planern, Ingenieuren, Energieberatern und Contracting-Anbietern, verschiedene Szenarien detailliert zu analysieren, um die optimale Konfiguration für ein bestimmtes Planungsprojekt zu finden oder eine bestehende Anlage zu optimieren.

Die Simulation der Wärmepumpe bietet einen erheblichen Mehrwert, da sie präzise Berechnungen und damit eine realitätsnahe Abschätzung der Anlagenleistung ermöglicht. Dies trägt dazu bei, Planungsfehler zu vermeiden, Kosten zu senken und die Effizienz der Anlagen zu steigern.

Ein weiterer wichtiger Aspekt ist daher die Risikominimierung. Mögliche Probleme, wie zum Beispiel eine zu geringe Heizleistung oder ein zu hoher Stromverbrauch, können durch die Simulation frühzeitig erkannt und behoben werden. Dies trägt dazu bei, teure Nachbesserungen zu vermeiden und die Kundenzufriedenheit zu erhöhen.

Durch die Simulation der Wärmepumpe können verschiedene Betriebsstrategien verglichen und Optimierungspotenziale aufgedeckt werden. Durch die Integration von Wetterdaten und standortspezifischen Parametern wird ein möglichst realistisches Abbild der zukünftigen Betriebsweise erzeugt.

Heute ist es notwendig, Wärmepumpensysteme in Kombination mit anderen Energiequellen wie Photovoltaikanlagen oder Blockheizkraftwerken zu konzipieren. Die Simulation der Wärmepumpe liefert die Entscheidungsgrundlage für Hybridlösungen und erhöht die Planungssicherheit zur Erreichung der jeweiligen Projektziele wie CO2-Reduktion, Erhöhung der Wirtschaftlichkeit oder Autarkiegrad. Bei der Kombination Wärmepumpe und Photovoltaik kommt der Wärmepumpen Steuerung eine entscheidende Bedeutung zu. Die Steuerung der Wärmepumpe ist der zentrale Faktor, um den Strombezug aus dem Netz zu reduzieren und damit die jährlichen Betriebskosten zu senken. Mit Simulation der Wärmepumpe lässt sich die Steuerung der Wärmepumpe optimieren und die Komponenten aufeinander optimal abstimmen.

Simulation Wärmepumpe bei größeren Projekten

Bei größeren Projekten führt eine Simulation der Wärmepumpe zu optimalen Ergebnissen, da der Betrieb und die Wirtschaftlichkeit von zahlreichen dynamischen Faktoren beeinflusst werden.

 Dazu gehören unter anderem:

• Standortbedingungen wie klimatische Verhältnisse und geographische Lage,
• Gebäudecharakteristika wie der energetische Zustand der Gebäudehülle, das Temperaturniveau des Wärmeübergabesystems und vorhandene Speicher,
• Nutzerverhalten, beispielsweise der Anteil des Warmwasserbedarfs,
• Temperatur der Wärmequelle, die je nach System variieren kann,
• Eigenschaften der Wärmepumpe, einschließlich Leistungszahl, Invertertechnologie und Kältemittel,
• Betriebsstrategie, die den effizienten und angepassten Einsatz der Anlage sicherstellt.

Durch die Berücksichtigung dieser Faktoren ermöglicht die Simulation der Wärmepumpe und des gesamten Energiesystems eine realitätsnahe und präzise Planung.

Vor- und Nachteile der Top 12 Wärmepumpen-Auslegungsprogramme

In diesem Blog werden die weltweit besten professionellen Wärmepumpen-Auslegungsprogramme zur Simulation von Wärmepumpen einander gegenübergestellt:

Polysun Desginer

Anbieter: Vela Solaris AG, Winterthur, CH
Polysun ist eines der weltweit umfassendste Software zum Wärmepumpen dimensionieren, inklusive Simulation und Einbezug anderer erneuerbare Energiesysteme. Es ermöglicht die detaillierte Modellierung von Hybridanlagen, darunter Solarkollektoren und Photovoltaik.

Pro	Umfassende Wärmepumpen Simulation und Simulation andere erneuerbare Energiesysteme. Ermöglicht die Auslegung von komplexen Anlagen mit mehreren Energiequellen Bietet eine grosse Produktdatenbank mit Komponenten für Wärmepumpen, Kollektoren und Speicher Detaillierte Modellierung von Hybridsystemen, einschließlich Solarthermie und Photovoltaik Hydraulische Simulation mit detaillierter Modellierung von Komponenten Smart-Grid-Fähigkeit für die Integration in intelligente Energiesysteme Erweiterung um Elektromobilität möglich, inklusive Ladeprofile Ausgabe von Erzeugungs- und Lastprofilen für eine detaillierte Energiebilanz Import von Erdwärmesonden- und Klimadaten zur präzisen Simulation von Erdwärmesystemen Erweiterte Regelungsmöglichkeiten und Open-Source-Modellbibliothek Die Software ist in 13 Sprachen verfügbar
Cons	Kann für einfache Anwendungen überdimensioniert sein Einarbeitung erfordert Zeit und Schulung Kosten können für kleinere Projekte hoch sein
Preis	350 EUR/ Monat im ersten Jahr, 36.5 EUR/ Monat im Folgejahr (exkl. MwSt)

Fazit: Polysun Designer ist eine äußerst vielseitige und leistungsstarke Software, die sich ideal für die Planung und Simulation von komplexen, hybriden Energiesystemen eignet. Besonders hervorzuheben ist die Möglichkeit, verschiedene erneuerbare Energien wie Solarthermie und Photovoltaik zu integrieren und das System hinsichtlich verschiedener Ziele zu optimieren. Die benutzerfreundliche Oberfläche und die umfangreiche Datenbank erleichtern die Arbeit.  Die Software ist aufgrund ihres Funktionsumfangs eher für größere Projekte und anspruchsvolle Anwender geeignet.

DK-Integral

Anbieter: Delzer Kybernetik GmbH, 79541 Lörrach, DE
DK-Integral bietet eine tiefgehende Analyse verschiedener Betriebsweisen von Wärmepumpen und eignet sich besonders für komplexe Systeme. DK-Integral ist ein Spezialprogramm für komplexe Heiz- und Kühllastberechnungen.

Pro	Tiefgehende Analyse verschiedener Betriebsweisen von Wärmepumpen Spezialisierte Berechnungen für Heizlast und Speicheroptimierung Kühllastberechnung für reversible Wärmepumpen Detaillierte Regelstrategien zur Steuerung von Wärmepumpen Simulationsmöglichkeiten für BHKW- und PV-Kombinationen Integration von Strom- und Lastprofilen Ausgabe von Messwerten in verschiedenen Formaten
Cons	Kann für einfache Anwendungen zu komplex sein Einarbeitung erfordert Zeit und Schulung
Preis	355 EUR / Monat im ersten Jahr, 71 EUR/ Monat im Folgejahr (exkl. MwSt)

Fazit: DK-Integral ist eine spezialisierte Software für die tiefgehende Analyse von komplexen Wärmepumpensystemen. Die Möglichkeit, verschiedene Betriebsweisen zu analysieren und detaillierte Regelstrategien zu entwickeln, sind die Hauptvorteile. Die Software eignet sich besonders für anspruchsvolle Projekte, bei denen eine detaillierte Analyse der Systemdynamik erforderlich ist.

DesingBuilder

Anbieter: DesignBuilder Software Ltd., Stroud, Gloucs, GL5 3AN, UK 
DesignBuilder ist eine umfassende Gebäudesimulationssoftware, die auch die Simulation von Wärmepumpen ermöglicht. Sie bietet eine breite Palette von Funktionen für die Analyse des Energieverbrauchs, der thermischen Behaglichkeit und der Umweltbelastung von Gebäuden.

Pro	Umfassende Gebäudesimulation mit detaillierter Modellierung von Wärmepumpensystemen Benutzerfreundliche Oberfläche und intuitive Bedienung Integration von Energieeffizienzmaßnahmen und erneuerbaren Energien Möglichkeit zur Analyse von Lebenszykluskosten und CO2-Emissionen
Cons	Kann für einfache Anwendungen überdimensioniert sein Einarbeitung erfordert Zeit und Schulung Kosten können für kleinere Projekte hoch sein
Preis	327 EUR/ Monat (exkl. MwSt)

Fazit: DesignBuilder ist eine umfassende Gebäudesimulationssoftware, die auch die Wärmepumpen-Simulation ermöglicht. Sie bietet eine breite Palette von Funktionen zur Analyse des Energieverbrauchs, des thermischen Komforts und der Umweltauswirkungen von Gebäuden. Die Software ist besonders für Architekten und Ingenieure geeignet, die eine ganzheitliche Betrachtung des Gebäudes wünschen.

HOMERPro

Anbieter: HOMER Energy LLC, Boulder, Colorado 80301
HOMERPro ist eine spezialisierte Software für die Auslegung und Optimierung von Mikronetzen und hybriden Energiesystemen, einschließlich Wärmepumpen. Sie ermöglicht die detaillierte Analyse verschiedener Systemkonfigurationen und die Bewertung ihrer Wirtschaftlichkeit und Umweltverträglichkeit.

Pro	Speziell für die Auslegung von Mikronetzen und hybriden Energiesystemen entwickelt Umfassende Datenbank mit Komponenten und Modellen für erneuerbare Energien Optimierung von Systemkonfigurationen hinsichtlich Kosten, Effizienz und Emissionen Detaillierte Berichterstattung und Analysewerkzeuge
Cons	Fokus auf Mikronetze kann die Simulation von Einzelgebäuden einschränken Einarbeitung erfordert Fachwissen im Bereich der Energietechnik
Preis	379 EUR/ Monat (exkl. MwSt)

Fazit: HOMER Pro ist eine spezialisierte Software für die Auslegung und Optimierung von Mikronetzen und hybriden Energiesystemen, einschließlich Wärmepumpen. Sie ermöglicht die detaillierte Analyse verschiedener Systemkonfigurationen und die Bewertung ihrer Wirtschaftlichkeit und Umweltverträglichkeit. Die Software eignet sich besonders für Planer und Ingenieure, die sich mit der Auslegung von Mikronetzen beschäftigen.

WP-OPT

Anbieter: WPsoft GmbH, 50679 Köln, DE
WP-OPT ist auf die Optimierung von Wärmepumpenanlagen spezialisiert und unterstützt Planer bei der Auswahl der effizientesten Systemkonfiguration. Die Software ermöglicht eine detaillierte Analyse verschiedener Energiequellen und Betriebsweisen.

Pro	Spezialisiert auf die Optimierung von Wärmepumpenanlagen Berücksichtigung realer Betriebsdaten für eine praxisnahe Planung Anpassbare Energieerzeuger mit individuellen Parametern Detaillierte Berechnung der Temperaturverläufe für Wärmequellen Ausgabe als CSV-Datei zur Weiterverarbeitung in anderen Programmen Optimierung von Wärmepumpenregelungen Handbuch für Sonderanwendungen verfügbar
Cons	Fokus auf Optimierung kann die Berücksichtigung anderer Aspekte vernachlässigen Benutzerfreundlichkeit könnte verbessert werden
Preis	61 EUR/ Monat im ersten Jahr, 8 EUR/ Monat im Folgejahr (exkl. MwSt)

Fazit: WP-OPT ist eine spezialisierte Software, die sich auf die Optimierung von Wärmepumpenanlagen konzentriert. Die Möglichkeit, verschiedene Energiequellen und Betriebsweisen zu analysieren und die Systemkonfiguration hinsichtlich der Effizienz zu optimieren, sind die Hauptvorteile. Die Software ist besonders für Planer geeignet, die eine detaillierte Analyse der Systemeffizienz wünschen.

IDA ICE

Anbieter: EQUA Solutions AG, CH-6300 Zug
IDA ICE ist eine leistungsfähige Simulationssoftware für die dynamische Gebäudemodellierung. Durch die Möglichkeit, detaillierte Gebäudedaten einzubeziehen, eignet sich die Software besonders für die integrale Planung.

Pro	Die Software ermöglicht die detaillierte Analyse des thermischen Verhaltens von Gebäuden Dynamische Modellierung von Gebäuden mit Wärmepumpensystemen Import realer Messdaten zur Validierung von Simulationen Möglichkeit, eigene Kältemittel- und Komponentenparameter zu verwenden Berücksichtigung von internen Lasten und Nutzerverhalten für realitätsnahe Berechnungen Flexible Schnittstellen für die Integration mit anderen Simulationswerkzeugen Unterstützung für Hydrauliksysteme
Cons	Sehr komplex und erfordert umfangreiche Kenntnisse in der Gebäudesimulation IDA ICE ist ein anspruchsvolles Werkzeug, das sich an erfahrene Ingenieure richtet Hohe Kosten und lange Einarbeitungszeit
Preis	Auf Anfrage

Fazit: IDA ICE ist eine High-End-Software, die sich ideal für die dynamische Gebäudesimulation eignet. Durch die Möglichkeit, detaillierte Gebäudedaten und Nutzerverhalten zu berücksichtigen, können sehr realitätsnahe Simulationen durchgeführt werden. Die Software ist besonders für anspruchsvolle Projekte geeignet, bei denen eine ganzheitliche Betrachtung des Gebäudes und seiner Energiesysteme erforderlich ist.

Xendee

Anbieter: Xendee Corporation, La Jolla, CA 92037 USA
Xendee ist eine cloudbasierte Software für die Auslegung und Optimierung von Mikronetzen und dezentralen Energiesystemen. Sie bietet eine breite Palette an Funktionen für die Modellierung, Simulation und Analyse von Energiesystemen mit verschiedenen Energiequellen, einschließlich Wärmepumpen.

Pro	Cloudbasiert: Von überall mit einer Internetverbindung zugänglich Erleichtert die Zusammenarbeit zwischen Teammitgliedern Skalierbarkeit: Kann große und komplexe Projekte bearbeiten Integration: Integriert verschiedene Datenquellen und Software-Tools
Cons	Xendee bietet eine breite Palette von Funktionen für die Modellierung und Optimierung von Mikronetzen und dezentralen Energiesystemen Diese Komplexität kann für neue Benutzer eine Herausforderung darstellen und eine gewisse Einarbeitungszeit erfordern Xendee ist spezialisiert auf die Auslegung und Optimierung von Mikronetzen und dezentralen Energiesystemen. Für andere Anwendungen, wie z. B. die detaillierte Planung von Gebäuden oder die Simulation von einzelnen Komponenten, ist Xendee weniger geeignet
Preis	540 EUR/ Monat (exkl. MwSt)

Fazit: Xendee ist eine Cloud-basierte Software für die Auslegung und Optimierung von Mikronetzen und dezentralen Energiesystemen. Sie bietet eine breite Palette von Funktionen für die Modellierung, Simulation und Analyse von Energiesystemen mit verschiedenen Energiequellen, einschließlich auch Wärmepumpen.

CAN-QUEST

Anbieter: eQUEST, James J. Hirsch & Associates, Camarillo, CA, 93012-9243
CAN-QUEST ist eine kostenlose, benutzerfreundliche Energieanalysesoftware, die eine breite Palette von Funktionen für die Modellierung und Simulation von Gebäuden und deren Energiesystemen, einschließlich Wärmepumpen, bietet.

Pro	Kostenlose Software, die von jedermann genutzt werden kann. Dies macht sie zu einer attraktiven Option für kleinere Projekte oder für Anwender, die sich mit der Gebäudesimulation vertraut machen möchten Intuitive Benutzeroberfläche, die auch für weniger erfahrene Anwender leicht zu bedienen ist Breite Palette von Funktionen für die Modellierung von Gebäuden und deren Energiesystemen, einschließlich Wärmepumpen Die Software ermöglicht detaillierte Analysen des Energieverbrauchs von Gebäuden und die Bewertung von Energieeffizienzmaßnahmen Spezielle Werkzeuge für die Simulation von Wärmepumpensystemen, einschließlich verschiedener Arten von Wärmequellen und Wärmeverteilungen
Cons	Im Vergleich zu kommerziellen Softwarelösungen wie Polysun, IDA ICE oder DesignBuilder bietet CAN-QUEST eingeschränkte Funktionalitäten Die Ergebnisse der Simulationen sind weniger detailliert als bei kommerziellen Softwarelösungen   Weniger geeignet für die Simulation von sehr komplexen Gebäuden oder Energiesystemen
Preis	Kostenlos

Fazit: CAN-QUEST ist eine kostenlose und benutzerfreundliche Energieanalysesoftware, die eine breite Palette an Funktionen für die Modellierung und Simulation von Gebäuden und deren Energiesystemen bietet. Es eignet sich besonders für kleinere Projekte oder für Anwender, die sich mit der Gebäudesimulation vertraut machen wollen.

GeoT*SOL

Anbieter: Valentin Software GmbH, 10243 Berlin
GeoT*SOL wurde speziell für die Simulation von Wärmepumpensystemen entwickelt. Die Software ermöglicht eine detaillierte Berechnung der Effizienz unter realen Betriebsbedingungen und eignet sich besonders für die Auslegung von Sole/Wasser- und Wasser/Wasser-Wärmepumpen.

Pro	Speziell für die Simulation von Wärmepumpensystemen entwickelt Detaillierte Berechnung der Effizienz unter realen Betriebsbedingungen Besonders geeignet für die Planung von Sole/Wasser- und Wasser/Wasser-Wärmepumpen Simulation von Parallel-, Teilparallel- und Monoanlagen Detaillierte Berechnung der Jahresarbeitszahl (JAZ) unter realen Bedingungen Integration von PV-Anlagen durch Schnittstelle zu PV*SOL Berücksichtigung standortspezifischer Wetter- und Temperaturdaten Ausgabe von detaillierten Stromverbrauchsprofilen Berechnung von Druckverlusten und Quelltemperaturen
Cons	Limitierte Funktionalitäten. Der Fokus auf Wärmepumpen kann die Simulation anderer erneuerbarer Energien einschränken Regeneration Erdsonde lässt sich nicht simulieren Benutzerfreundlichkeit könnte verbessert werden.
Preis	32 EUR/ Monat (exkl. MwSt)

Fazit: GeoT*SOL 2023 ist ein spezialisiertes Programm, das sich besonders für die detaillierte Auslegung und Simulation von Wärmepumpenanlagen eignet. Die Software eignet sich besonders für Anwender, die auf Effizienz und Wirtschaftlichkeit von Wärmepumpenanlagen Wert legen, hat aber limitierte Funktionalitäten.

EnergyPLAN

Anbieter: Department of Development and Planning, Aalborg University
EnergyPLAN ist ein Open-Source-Tool für die Simulation und Analyse von Energiesystemen auf nationaler und regionaler Ebene. Es ermöglicht die Modellierung von komplexen Energiesystemen mit verschiedenen Energiequellen, darunter auch Wärmepumpen, und die Bewertung der Auswirkungen von politischen Maßnahmen und technologischen Entwicklungen.

Pro	Open-Source-Software, die kostenlos genutzt werden kann Flexibel und anpassbar an verschiedene Energiesysteme Möglichkeit zur Analyse von Energiesystemen auf nationaler und regionaler Ebene Unterstützung für die Integration von erneuerbaren Energien und Energieeffizienzmaßnahmen
Cons	Einarbeitung erfordert Fachkenntnisse im Bereich der Energiewirtschaft und Modellierung Kann für die Simulation von Einzelgebäuden oder kleinen Systemen ungeeignet sein
Preis	Kostenlos

Fazit: EnergyPLAN ist ein Open-Source-Tool für die Simulation und Analyse von Energiesystemen auf nationaler und regionaler Ebene. Es ermöglicht die Modellierung komplexer Energiesysteme mit verschiedenen Energiequellen, einschließlich Wärmepumpen, und die Bewertung der Auswirkungen politischer Maßnahmen und technologischer Entwicklungen. Die Software ist besonders für Forscher und politische Entscheidungsträger geeignet.

ETU Simulation

Anbieter: Hottgenroth, ETU GmbH, 4615 Holzhausen, AUT
ETU Simulation ist eine benutzerfreundliche Lösung zur Simulation von Wärmepumpen in Kombination mit anderen Heiz- und Kühlsystemen.

Pro	Benutzerfreundliche Lösung für die Simulation von Wärmepumpensystemen in Kombination mit anderen Heiz- und Kühlsystemen Kopplung mit CAD-Software für eine nahtlose Integration in Planungsprozesse Detaillierte Wirtschaftlichkeitsberechnungen mit Berücksichtigung von Investitions- und Betriebskosten Möglichkeit der Simulation von Batteriespeichern zur Optimierung des Eigenverbrauchs Import von SCADA-Daten zur Optimierung von Steuerungsprozessen Ausgabe dynamischer Ergebnisse für optimierte Regelstrategien
Cons	Kann für sehr komplexere Systeme weniger geeignet sein Keine Erdreichauskühlung und Ersondenregneration
Preis	50 EUR/ Monat im ersten Jahr (exkl. MwSt)

Fazit: ETU Simulation ist eine benutzerfreundliche Software, die sich gut für die Simulation von Wärmepumpensystemen in Kombination mit anderen Heiz- und Kühlsystemen eignet. Die CAD-Integration und die Möglichkeit, Wirtschaftlichkeitsanalysen durchzuführen, sind klare Vorteile. Die Software ist besonders für kleinere Projekte und Anwender geeignet, die eine einfache und intuitive Lösung suchen.

EnergyPlus

Provider: U.S. Department of Energy,
EnergyPlus ist ein leistungsstarkes Open-Source-Gebäudesimulationsprogramm. Es wird häufig von Architekten, Ingenieuren und Forschern verwendet, um den Energieverbrauch von Gebäuden, Heizung, Kühlung, Lüftung und anderen Gebäudesystemen zu modellieren.

Pro	Open-Source und kostenlos: Dadurch ist es für jedermann zugänglich. Sehr detailliert: EnergyPlus ist bekannt für seine detaillierten Simulationen und die Fähigkeit, komplexe Bauphysik zu modellieren Weit verbreitet und unterstützt: Eine große Community trägt zu seiner Entwicklung bei und bietet Unterstützung Flexibel: Es kann für eine Vielzahl von Gebäudetypen und -systemen verwendet werden
Cons	EnergyPlus ist befehlszeilenbasiert und erfordert ein gutes Verständnis der Bauphysik und der Energiemodellierung Es gibt keine grafische Benutzeroberfläche: Dies kann die Bedienung für viele Benutzer erschweren Es ist vertiefte Expertise erforderlich: Die effektive Nutzung von EnergyPlus erfordert oft Fachwissen oder die Beratung durch Experten
Preis	Kostenlos

Fazit: EnergyPlus ist eine ausgezeichnete Wahl für erfahrene Ingenieure und Forscher, die detaillierte Simulationen von Gebäuden und Energiesystemen durchführen möchten. Für weniger erfahrene Anwender oder einfachere Projekte ist die Software jedoch weniger geeignet. In solchen Fällen kann es sinnvoll sein, auf benutzerfreundlichere Alternativen zurückzugreifen oder sich Unterstützung von Experten zu holen.

Fazit

Die Auswahl des geeigneten Wärmepumpen-Auslegungsprogramms hängt stark von den individuellen Anforderungen ab. Für TGA-Planer und Ingenieure ist die Wahl der richtigen Simulationssoftware entscheidend, um eine hohe Planungsqualität zu gewährleisten. Die vorgestellten Programme zur Dimensionierung von Wärmepumpen bieten unterschiedliche Stärken und sind jeweils für bestimmte Anwendungen optimiert. Eine sorgfältige Evaluierung der Software anhand der Projektanforderungen ist daher unerlässlich.

Quellen:

https://www.tga-fachplaner.de/projektierung/marktuebersicht-software-zur-projektierung-von-waermepumpenanlagen

https://www.gebaeudeforum.de/realisieren/erneuerbare-energien/waermepumpen/software